硅灰在高強(qiáng)泵送混凝土中的應(yīng)用

硅灰是在冶煉硅鐵合金或工業(yè)硅時(shí)，通過煙道排出的硅蒸氣氧化后，經(jīng)收塵裝置收集得到的極細(xì)粉末。硅灰的成分一般為無定形二氧化硅，其顆粒比水泥、粉煤灰等小很多，平均粒徑為0.1~0.2μm。硅灰具有很高的火山灰活性能有效增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，其顆粒更小能表現(xiàn)出更強(qiáng)的填充作用，是混凝土更加致密，進(jìn)一步提高混凝土的耐久性能。摻入硅灰還可以使混凝土的更好的體積穩(wěn)定性和徐變變形減小、良好的化學(xué)穩(wěn)定等性能。

跨越深谷的橋梁現(xiàn)在都在往大跨度發(fā)展，施工現(xiàn)場一般都采取泵送混凝土現(xiàn)澆梁段工藝，這對(duì)混凝土拌合物的和易性、可泵性、壓力泌水等品質(zhì)要求就更高；百年的使用壽命也要求混凝土結(jié)構(gòu)物必須具有良好的耐久性能。

1.1 硅粉的性能

硅粉顆粒極細(xì)，粒徑0.2～2μm，一般平均為0.5μm，表面積為20～23m²/g，是水泥的50～60倍。硅粉具有很高的活性，摻入混凝土中，可顯著地改善混凝土的性能。

1.2 硅粉混凝土的性能特點(diǎn)

（1）強(qiáng)度顯著提高。在普通混凝土中摻入硅粉后，其強(qiáng)度因摻入方式（內(nèi)摻或外摻）、摻入的品種及摻量的不同可提高約40％～150％。

（2）新拌混凝土的和易性獲得顯著改善。摻入硅粉后，混凝土沒有離析和泌水現(xiàn)象，但其坍落度比普通混凝土有明顯減小。

（3）其他性能的改善也較明顯。抗化學(xué)侵蝕性、抗空蝕性、抗沖擊性，均有大幅度提高。

桐子園特大橋位于杭瑞高速公路貴州思南縣境內(nèi)，主橋上部構(gòu)造采用主跨150m邊跨79m的對(duì)稱預(yù)應(yīng)力混凝土箱型連續(xù)剛構(gòu)形式，引橋采用4*40m預(yù)應(yīng)力混凝土T梁先簡支后連續(xù)的形式，剛構(gòu)箱梁采用縱向、腹板豎向和頂面橫向的三向預(yù)應(yīng)力控制。為了有效地利用現(xiàn)有設(shè)備和材料，結(jié)合過去的施工經(jīng)驗(yàn)，采用菱形掛籃懸臂現(xiàn)澆施工工藝完成。

按照設(shè)計(jì)圖紙及相關(guān)技術(shù)規(guī)程要求，結(jié)合工地材料的特性，優(yōu)選硅灰泵送混凝土配合比。雖然混凝土攪拌站至施工現(xiàn)場的距離雖然不遠(yuǎn)，但施工道路崎嶇路面狹窄，容易造成堵車現(xiàn)象，為克服坍落度損失帶來不利影響，同時(shí)由于硅灰比其他礦物外摻料具有更強(qiáng)的吸水所用，所以一般坍落度出廠宜適當(dāng)加大。

試驗(yàn)室配制時(shí)混凝土拌合物28天強(qiáng)度為62.4Mpa，彈性模量為4.67*10⁴Mpa,出機(jī)坍落度210mm，0.5h坍落度無損失、1h坍落度損失為20mm，擴(kuò)展度560*550mm²，含氣量3%，初凝時(shí)間7h25min，終凝時(shí)間10h55min，常壓無泌水，壓力泌水率為0.8%，堿含量為1.23kg/m³，氯離子含量為0.016%，混凝土拌合物粘聚性好，工作適宜性強(qiáng)。

施工時(shí)正處于暑期，氣溫高，山谷中風(fēng)力均在5級(jí)以上。正式澆注前，必須選定一個(gè)氣候條件相對(duì)惡劣的天氣進(jìn)行梁體混凝土澆注演練，掌握施工中的各種有利不利參數(shù)（如運(yùn)輸時(shí)間、實(shí)際坍落度損失、輸送泵工作效率等），據(jù)此指導(dǎo)施工。

現(xiàn)場測試的混凝土拌合物技術(shù)指標(biāo)均滿足梁體澆注要求，制作的同條件養(yǎng)護(hù)試件48小時(shí)強(qiáng)度均能達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%以上，7天強(qiáng)度能達(dá)到100%，彈性模量達(dá)到100%，為箱梁的張拉提供了可靠的質(zhì)量和時(shí)間保障。

攪拌混凝土和澆注過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制拌合物性能，坍落度±20mm，水膠比±0.02。現(xiàn)場跟蹤測溫顯示在混凝土澆筑初期，升溫速度快，混凝土內(nèi)部溫升的最高值一般在24～48h內(nèi)產(chǎn)生，48h內(nèi)溫升可達(dá)到或接近峰值，此后趨于穩(wěn)定，并開始降溫，溫度峰值比一般混凝土稍低且持續(xù)時(shí)間也縮短。

5.1 硅灰混凝土拌合物1h后坍落度衰減較快

（1）高效減水劑的合理使用能有效延緩坍落度衰減。一般情況下，摻入硅灰后混凝土的用水量會(huì)增加，在相同膠凝材料和用水量時(shí)會(huì)表現(xiàn)出坍落度減低和損失加大等現(xiàn)象，高效減水劑的加入能消除硅灰?guī)淼倪@些負(fù)面影響。

（2）硅灰與高效減水劑的相容性性能試驗(yàn)，通過調(diào)整高效減水劑的有效組分來確保與硅灰的相溶性，保證混凝土拌合物坍落度不過快衰減。配合比試配時(shí)也應(yīng)適當(dāng)加大出機(jī)坍落度設(shè)計(jì)。

5.2 硅灰混凝土拌合物的質(zhì)量控制

（1）混凝土拌合物的各種材料，特別是硅灰加入量應(yīng)準(zhǔn)確性計(jì)量，防止材料用量波動(dòng)大而引起拌合物性能發(fā)生改變，不利于施工成型。

（2）硅灰混凝土攪拌時(shí)間的適當(dāng)增加5~10s，這樣才能充分?jǐn)嚢杈鶆?，得到高品質(zhì)的混凝土拌合物。

5.3 泵送混凝土堵管的預(yù)防

混凝土輸送泵在工作室，混凝土分配閥換向吸入混凝土，垂直管中的混凝土重力將對(duì)混凝土泵送產(chǎn)生逆流壓力，垂直管中的混凝土越高則逆流壓力越大，當(dāng)該垂直壓力過大而使混凝土反流入輸送泵時(shí)就造成了堵管。

實(shí)際施工過程中，泵管管道壁的潤滑成都不夠、管節(jié)連接是密封圈不緊密導(dǎo)致漏氣、泵管固定不牢固致使擺動(dòng)、混凝土離析或者泵管溫度過高、混凝土在泵管中停留的時(shí)間過長等等諸多因素都會(huì)導(dǎo)致混凝土堵管，必須保持警惕。

（1）合理選用泵管，泵送混凝土前應(yīng)對(duì)泵管的連接接頭進(jìn)行逐一檢查，泵送混凝土前應(yīng)用同標(biāo)號(hào)砂漿或者水泥漿充分濕潤管壁。

（2）加強(qiáng)混凝土拌合物質(zhì)量控制，對(duì)出機(jī)混凝土質(zhì)量不滿足要求的應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，不得將品質(zhì)不好的混凝土強(qiáng)行灌入混凝土輸送泵。輸送泵中的混凝土必須保證在攪拌過程中，不得停機(jī)。

（3）施工完成后應(yīng)先后用砂漿和清水對(duì)泵管進(jìn)行充分清洗，保證泵管內(nèi)部清潔。

（1）硅灰在新拌混凝土中表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性，能有效的防止泌水，特別能較少是在高壓泵送壓力下的泌水，防止泵后混凝土拌合物離析。

（2）硅灰的顆粒十分微小，摻入硅灰的混凝土必須同高效減水劑同時(shí)使用方可減少混凝土的單方用水量，否則將無法充分利用硅灰非常強(qiáng)的充填致密特性，從而不利于改善混凝土的耐久性。

（3）研究表面，硅灰在混凝土中能比水泥孰料具有更快的反應(yīng)速度，且摻入硅灰后的混凝土抗軟水溶蝕、抗硫酸鹽侵蝕、抗?jié)B性等方面都有較強(qiáng)的提高。加大硅灰在混凝土中的合理應(yīng)用將取得更加良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

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