微硅粉的物化特性及对混凝土孔结构的影响.pdf

2 0 1 3 年 第 1 2期 (总 第 2 9 0 期 ) Nu mb e r 1 2 i n2 0 1 3 ( T o t a l No 2 9 0 ) 混 凝 土 CO n e 1 原材料及辅助物料 MATE AL ND ADMI NI CLE d o i ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 2 3 5 5 0 2 0 1 3 1 2 0 2 1 微硅粉的物化特性及对混凝土孔结构的影响 万惠文 ，陈超 ，吴有武 ，韦鹏亮。高志飞 ( 武汉理工大学 硅酸盐建筑材料国家重点实验室，湖北 武汉 4 3 0 0 7 0 ) 摘要 ： 研究 了微硅粉的 B E T氮吸附特性 、 胶凝特性 、 水化机理 ， 以及作为矿物掺合料对混凝土孔结构的影响。 B E T氮吸附测 试显示微硅粉为两端开 口管状介孔结构 ， 平均孔径 7 7 8 姗 ， 比表面积 3 6 5 2 m2 g ； 微硅粉在水泥胶砂中掺量以 5 为宜 ， 在混凝土 中掺量为 l O H ， 制备的混凝土强度可达 9 5 MP a 以上 。 X R D表明微硅粉与水泥水化生成 的 C a ( O H) ： 发生二次火山灰反应可 以 加快水化速率 、 明显提高了混凝土强度； MI P分析结果表明， 微硅粉可以改善混凝土内部孔结构 ： 减少有害孔 、 降低孔隙率 ， 平均 孑 L 径 由2 0 0 n lT l 减小至 1 3 8 n l n ， 孑 L 隙率从 7 7 4 降低至 4 8 9 。 关键词： 微硅粉；B E T氮吸附；MI P ；火山灰反应 中图分类号： T U 5 2 8 0 4 1 文献标志码： A 文章编号： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) 1 2 0 0 7 7 0 5 P h y s i c o c h e m i c a l p r o p e r t i e s o f s i l i c a f u m e a n d i t s e ffe c t t o p o r e - s t r u ctu r e s o f c o n c r e t e WAN Hu i we n， CHEN Cha o， WU Yo u wu ， WEIPe n gl i a n g， GAOZh i f e i ( S t a t e Ke y L a b o r a t o r y o f S i l i c a t e Ma t e r i M s f o r A r c h i t e c t u r e s ， Wu h a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ， Wu h a n 4 3 0 0 7 0 ， C h i n a ) Abs t r a ct ： Th e BET ni tro g e n a ds o r p t i o n c h a r a c t e r i s tic s ， g e l l i n g p r o p e r t i e s ， h y d r ati o n me c h a ni s m o f s i l i c a3 1q e wo u l d b e s t u d i e d i n t h i s a r t i c l e， a ndt h e e ffe c t t op o r e s t r u c t u r e s o fc o n c r e t ewo ul db e r e s e a r c he dwhe n s i l i c af U l T I Cwa sus e d a smi ne r a l a d mi x t u r eBETn i t r o g e na d - s o rpt i o n t e s t s h o ws tha t s i l i c a f u r f l e ha s t u b u l a r me s o p o r o us s t r u c t u r e whi c h b o t h e nd s a r e o p e n i n g， i t s a v e r a g e po r e s i z e i s 7 7 8 n l n， s p e c i i c s u r f a c e are a i s 3 6 5 2 m2 g； t he p e r f e c t pr o p o r t i o n o f s i l i c a f a i l l e i n c e me n t mo r t a r i s 5 ， a nd 1 0 i n c o n c r e ， the s tre ng t h o fc o n c r e c o u l d r e a c h 9 5 MP a X R D s h o w t h at s i l i c a f u me a c c e l e r a t e h y d r at i o n r a t e ， i m p r o v e s t r e n g t h b y r e a c t i n g w i th C a ( O H) 2 w h i c h g e n e r a t e d i n c e me n t h yd r ati o n； M I P t e s t s h o w tha t s i l i c a f ume c an i mpr o v e p o r e s t r uc tur e o fc o nc r e m b y r e d uc ing t h e h a r mf ul h o l e s a n d t h e p o r os i t y， the a v e r a g epo r e d i a me t e rd e c r e a s e dfi o m 20 0n m t o 1 3 8n n thepo r o s i t yd e c r e a s e df r o m 7 7 4 t o4 8 9 i nt h i s e x pe r i me n t Ke yw or ds： s i l i c af ume； BETn i t r og e na ds o r ptio n； me r c u r yi n t r us i o npo r o s i me t r y； p o z z o l a n i c r e a c t i o n 0 引 言 微硅粉是从金 属硅或硅铁等合金冶炼 的烟气 中回收 的粉尘 ， 其不定形态二氧化硅含量很高 ， 具有优异 的火 山 灰活性。 资料表明， 微硅粉可以加速 c S 、 c 和 C 4 A F的早 期水化速率 ， 但会延迟 c ： s的水化 1 ， 影响水 泥水化反应动 力学 ， 加速水化放热圜 ； 消耗 混凝 土体系 中的 C a ( O H) ： ， 提 高混凝土抗压强度、 劈裂抗拉强度和抗折强度， 降低孔隙 率 ， 提高黏 附性 、 保坍性 ， 降低泌水率 ， 增大 喷射混凝土一 次成型厚度 ， 缩短工期 ， 节省造价 ； 补偿混凝土后期强度 并较大幅度提高抵抗硫酸盐侵蚀能力同 ； 对不 同种外加剂 适应性不同， 同时将对混凝土流变性能产生不同程度影响用 ； 研究成果表 明， 随着水灰 比的减小 ， 微硅粉含量 的增加 ， 混 凝土的收缩将会增 大 ， 并且在低水灰 比高掺量硅粉的情况 下混凝土收缩产生的应力在早期发展尤为迅速和 明显阎 。 因此微硅粉在混凝土 中掺量不宜过大 ， 掺量在 1 0 以下为 宜 。 国内学者对微硅粉工业化生产及在水泥混凝土工业应 用进行 了大量研究 ， 如微硅粉增密仓料位实时监测 系统的 设计 ， 实现微硅粉增密处理的工业手段 ； S F B喷动流化床 在微硅粉增密 中的应用 ， 有效地解决了微硅粉包装 、 存储 、 运输等过程 中的成本及二次污染问题【 q ； 掺有微硅粉 的水 泥 、 混凝土 已在实际工 程中得 到了 良好应用 ， 如采用掺有 微硅粉 的砂浆对葛洲坝水 闸的修补 ， 二滩电站及上海杨浦 大桥 、 香港青马跨海大桥的抗冲击磨损部位也掺有微硅粉 ， 重庆大佛寺长江大桥采用掺量 7 的微硅粉配制 C 6 0 混凝 土 ， 掺加微硅粉可以制备出抗压强度达 到 1 0 5 0 MP a的高 强泡沫混凝土 ” 。 已有 的资料文献 主要集 中在微硅粉 的回 收与应 用 ， 微硅粉在水 泥基体 系中的水化机理 ， 以及对混 凝土工作性能 、 力学性能 、 耐久性能等方面影 响的研究 ， 而 对微硅粉本身的吸附特性及其对混凝土 内部孔结构的影 响研究相对较少。 本试验所用微硅粉产 自湖北省京山县某硅铁厂 ， 该厂 在炼铁中会产生大量微硅粉 ， 每天生产微硅粉约 2 0 t 。 由于 该厂地理位置交通不便 ， 加上硅粉质轻不易远距离输送 ， 因 收稿 日期 ：2 0 1 3 - 0 6 - 0 9 基金项 目：大宗工业固废处理与资源化技术及示范( 第二批 ) “ 8 6 3 ” 计划项 目 ( 2 0 1 2 A A 0 6 A1 1 2 ) 77 - 此考虑将微硅粉就地消纳 ， 大量在周边水泥 、 混凝 土生产 中使用。 本试验针对该厂排放的微硅粉物化特性 ， 在试验室 系统地开展了吸附特性 、 胶凝特性 ， 以及作 混凝土矿物掺 合料对孑 L 结构 的影响等方面的研究。 1 原材料和试验方法 1 1 试验 原材料 水泥采用 黄石华新堡垒牌 P O 4 2 5 级和 P 0 2 5 级 ； 微硅粉取 自湖北省京山县某硅铁厂 ； 矿渣取 自武汉钢铁股 份有限公司 ， 将其粉磨至比表 面积为 4 0 8 m 2 k g ； 粗集料产 自湖北武汉市 ， 灰岩碎石 ， 质地坚硬 ， 5 2 5 IT U n 连续 级配 ； 细集料产 自岳 阳洞庭湖的河砂 ， 细度模数 2 6 ， 级配 良好 。 外加剂 ： 巴斯夫非引气型聚羧酸减水剂 ， 减水率 2 6 ， 固含 量 1 8 ( 液态 ， 对胶凝材料掺量为 1 2 ) 。 微 硅粉 、 矿粉主 要成分见表 1 。 表 1 原材料化学成分分析 成分 S i O 2 A 1 2 O 3 F e 2 O 3 C a O Mg O S O 3 L o s s 微硅粉 9 1 5 1 0 4 6 0 6 1 0 5 1 0 4 9 0 4 0 3 9 1 矿粉 3 3 9 7 1 7 0 3 2 1 3 3 6 0 9 8 1 7 一 一 0 1 7 注 ：参照 G B T 2 1 2 3 6 -2 0 0 7 微硅粉技术要求执行国家标准 ， 确定该微硅粉规格为 S F 9 0 。 1 2宏观 性 能 测试 对微硅粉胶凝I生 能进行分析， 标准稠度用水量、 凝结时间按 照 G B T 1 3 4 6 - - - 2 0 0 1 方法测定 ； 胶砂强度按照 G B T 1 7 6 7 l 一 1 9 9 9 方法测定。 微硅粉作矿物掺合料制备混凝土， 拌合物性 能按照 G B T 5 0 0 8 0 - - 2 0 0 2 试验方法测定 ， 混凝土力学性能 按照 G B T 5 0 0 8 1 2 0 0 2 试验方法测定 。 1 3微 观 测 试 方法 B E T氮吸附 ： 将微硅粉在 8 0烘干后使用 B E T氮 吸 附方法测试 ， 表征微硅粉吸附特性 ， 测定 比表面积 、 孔径分 布。 采用美 国 Q u a n t a c h r o me ( 康塔 ) 公司生产的 A u t o s o r b型 比表面和孔径分布分析仪 ， 表面积范围 ： 0 0 0 0 5 5 0 0 0 m2 g ， 孑 L 径 ： 3 5 5 0 0 0 A， 液氮液位控制 ： 用热导液位传感器控制 N 0 5 mm。 MI P压汞 ： 取标准养护 2 8 d的混凝土试样 内部砂浆试 块( 直径 0 5 1 c m) ， 放置于无水 乙醇中浸泡 4 8 h 终止水化 ， 然后在 8 O 烘箱中烘干 2 4 h ， 进行 MI P 压汞测试。 采用美 国 Mi c r o m e r i t i c s 公司 A u t o P o r e 1 V 9 5 1 0 型压汞仪 ， 孔径测 定范围： 3 6 0 0 0 0 3 m， 低压压力传感器 ： 0 2 1 MP a ， 分辨能 力 ： 6 9 P a ， 精度 ： 1 ( 满量程 ) ， 测量孔径 ： 3 6 0 - 6 t z m； 高压 压力传感器 ： 0 - 4 1 4 MP a ， 分辨能力 ： + 0 0 1 MP a ， 精度 ： l ， 测量孔径 ： 6 - 0 0 0 0 3 t x m。 2 试验 结果 与分析 2 1 微硅粉的氮吸 附特性 B E T 氮吸附等温曲线( I s o t h e r m) 分为 I 、 I I 、 I I I 、 、 V 5 类 ， 微硅粉的 I s o t h e r m 曲线( 图 1 ) 明显属于第 1 V类 ， 其曲线特 征是 ： 当氮气分压 ( ) 达到 0 1 以后 ， 曲线随着分压的增 大缓慢上升 ， 呈略微 向上凸起状 ， 此阶段表现为介-f L lJ 大 7 R 孔 的孑 L 壁吸附 ， 并逐渐 达到单层饱和吸附状态 ， 同时将 向 多层吸附过渡 ； 当氮气分压 P 达到 0 4 5以后 ， 可 以看到 曲线的吸附支与脱附支发生分离产生滞后 回环 ， 并且脱附 支在吸附支上面 ， 同时等温 曲线随氮气分压 的增大迅速上 升 ， 此 阶段 由于氮气冷凝后可以吸附在孔壁 ， 随气体的分 压增大 ， 气体在各孔壁 吸附层厚度相应增加 ， 且 当达到与 某 种孔径 ( 介孑 L ) 相应的临界分压时会发生毛细凝聚现象 从 而产生滞后回环； 当分压 超 过 0 8 5 以后时 ， 吸附等 温曲线有一次急剧上升 ， 切仍 出现滞后 回环 ， 此阶段继续 发生毛细凝 聚现象 ， 半径小的孔先被凝 聚态液氮填充满 ， 随分压增大 ， 则半径较大的部分孔也相继被凝聚液氮充满 ， 而半径更大的孔则孔壁吸附层继续增厚 ， 因此 吸附等温曲 线在 0 8 5 0 9 处急剧上升 ， 造成吸附量 的急剧增长。 微硅粉的吸附等温线明显出现滞后回环， 由 B E T理论可 知微硅粉内部大部分为介孔 ， 因此它属于介孔材料 。 I UP A C 将滞后回环分为 H1 、 H 2 、 H 3 和 H 4四类 ， 不同类型滞后 回 环反应不同的孔结构类型， 图 1 显示的回滞环明显属于 H1 类， 其对应 的孔结构为两端开 口管状 。 相对压 力( e m。 ) 图 1 微硅粉吸附一 脱附等温曲线( Is o t h e r m) 当氮气分压为 0 1 时 ， 由凯尔文理论计算该处孔的临界 半径旧， 由公式得 ： r k = 0 4 1 4 1 o g ( P ) = 0 4 1 4 ( 1 o g 0 1 ) 4 1 4 A ( 1 ) 式中： 临界半径 ； P P n 氮气分压 。 因此相对在 0 1以下时 ， 孔径为 4 1 4 A以下 的微孔氮 分子只能以单分子层 的方式填充在里面， 不会发生多层吸 附， 并且理论和实践证明 ， 当取点在分压为 0 0 5 0 3 5 之间 时 ， B E T 方程与实际物质吸附过程相吻合， 作图线性也很好 。 故根 据多点 B E T测 比表面积原理 ， 以 为横 坐标 ， 以 P V ( P ) 为纵一A A ， 作图线性拟合， 求得直线斜率和截距 ， 则 1 ( 斜率 + 截距 ) ， 因此比表面积 s 可由式( 2 ) 计算出来Il 3 - 14 。 而根据试验数据 ， 以P 为横坐标 ， 以 l ( ( ( P o P ) 一 1 ) ) 为纵 坐标作 图， 如图 2 所示 ， 由于数据已将样品质量考虑进去 ， 因此在这里式( 2 ) 可转化为式( 3 ) ： S = 4 3 5 4 V W ( 2) S = 4 3 5 4 ( 斜率 +截距 ) x 8 0 0 ( 3 ) 式中 ： S 样品比表面积 ； 氮气单层饱和吸附量 ； 样品质量 ； 8 0 0 与吸附体积和样 品质量相关的系数。 相对压 力( P P 。 ) 图 2 1 ( ( P d P - 1 ) ) P P 0 图 从图 2 可以看出该图点 的直线性相关 l生 很好 ， B E T方程 与样 品实际的吸附过程相吻合 ， 试验结果可靠 。 利用 o r i g i n 对图 2进行线性拟合得到该直线公式为 ： = 0 6 2 4 + 9 4 7 4 9 x ( 4 ) 由式( 4 ) 得到直线在 Y 轴的截距为 0 6 2 4 ， 斜率为 9 4 7 4 9 ， 代人式 ( 3 ) 计算得到微硅粉的比表面积 ： S = 4 3 5 4 ( 斜率 +截距 ) x 8 0 0 = 4 3 5 4 ( 9 4 7 4 9 + 0 6 2 4 ) x 8 0 0 = 3 6 5 2mV g = 3 6 5 2 0m2 kg 图 3是利用脱 附阶段得到 的微 硅粉孔径分 布 ( B J I - I ) 图 ， 由图可 以看出微硅粉 中的“ 最几可孑 L 径 ” 为 1 4 0 4 A ， 因 此微硅粉 内部有一定数量的微孔 ， 而内部孔径大部分集 中 在 1 0 3 5 0A之间， 说明微硅粉 内部 中微孔数 量最多 ， 大孔 数量较少 。 骥 耀 2 0 ( 。 ) 图4 微硅粉 X R D图谱 图 5微 硅 粉 SEM 图 峰， 为典型的玻璃态特征弥散峰 ， 它和非晶态二氧化硅( 或 纳米二 氧化硅 ) 衍射 图谱非常类似 ， 可 以表明微硅粉 中含 有 的 S i O 具有相当高的活性 。 图 2中显示 的球状物并不是 微硅粉的细小颗粒 ， 而是 由微硅粉细粒团聚而成的成近似 球状团块 ， 因此微硅粉易团聚形成疏松多孔结构。 由图可以 看 出微硅 粉在冷凝 时气液 固相变过程 中由于受到表 面张 力作用 ， 其颗粒呈现大小不一的圆球状 ， 且表面较为光滑 ， 粒径近似 0 1 - 0 2 m。 因此 ， 通过 B E T氮吸附测试 、 X R D分析 、 S E M 形貌观 察得知该微硅粉具有很高的化学潜在活性 ， 不失为优异的 火 山灰活性材料。 2 2 掺有微硅粉的水泥胶凝特性 随微硅粉掺量的增加 ， 其在水泥胶砂 中的标准稠度用 水量 、 凝结时间会有一定规律的变化 ， 如图 6 、 7 所示。 35 3 4 登 3 3 3 2 茎 3 1 3 0 堪 2 9 蜷 2 8 27 2 6 微 硅 粉 掺 量 ， 图 6 微硅粉掺量与标稠关系曲线 由图 6 、 7 可知随微硅粉在水 泥中掺量的增加 ， 其标准 稠度用水量增加 ， 这是 由于微硅粉 比表面积巨大 ， 吸水量 大 引起 的 ； 而凝结 时间也 随掺量 的增加而延长 ， 因为微硅 粉有一定 的缓凝作用 ， 作用机理是 ： 微硅粉 由于颗粒细小 ， 且形状较 为规则会 附着在水 泥颗粒表面， 阻止水与水泥的 接触 ， 进而降低水化速度而延缓水泥的凝结时间。 70 m m m 8 7 6 5 4 3 2 一 暑 ， 1 目 一 、 瀣霉 400 380 36 0 口3 40 g 3 2 0 日28 O 留 2 6 0 ： 1 8 0 1 6 0 1 4 0 微硅 粉掺量 图 7 微硅粉掺量与凝结时间关 系曲线 试验微硅 粉需水量 比为 1 2 2 I 于 1 2 5 ， 符合 G B T 2 1 2 3 6 -2 0 0 7 电炉回收二氧化硅微粉 。 微硅粉水 泥胶砂强度 ， 结果如图 8 所示 。 微 硅 粉 掺 量 图 8 微硅粉水泥胶砂抗压强度曲线 由图 5 可 以看出随微硅粉掺量的增加 ， 砂浆 的抗压强 度在掺量 5 时达到最大值， 然后降低， 然后在掺量 1 5 时 达到一个峰值 ， 最后降低 ， 并且在掺量小 于 1 5 时 ， 强度都 大于空白样。 产生这一现象的原因是 ， 试验固定水灰l ： L o 5 ， 在掺量 为 5 时 ， 砂浆的状态 比较好 ， 并且掺入的硅灰发生 火 山灰反应 ， 使胶砂的强度增 加 ， 状态较好和火 山灰反应 两 者共 同作用使得胶砂强度达到最大值 ； 在掺量 1 5 时 ， 微 硅粉吸收大量水分 ， 致使体系 中本体水灰 比减小 ， 水灰 比减小强度增高， 同时微硅粉掺量大体系中火山灰反应生 成 的 C S H凝胶增多 。 致使胶砂强度也能够达到一个峰值 。 这一现象 可 以从 图 9 、 1 0 X R D 中得到 印证 ， 5 掺量组 中 C a ( O H) ， 衍射峰强度明显高于 1 5 掺量组 ， 故后者体系中火 山灰反应消耗 C a ( O H) 要多 ； 而 8 、 1 0 掺量介于 5 - 1 5 之间。 因此 ， 微硅粉在水泥胶砂 中的最佳掺量 以 5 为宜 。 2 5O O 2 000 1 500 疆 涩 l O 0 0 5O0 0 l 0 2 0 3 0 4 U 5 0 6 U 7 0 8 0 2 0 ( 。 ) 图9 5 掺量水化 7 d X R D 2 3 微硅粉作矿物掺合料对混凝土孔结构的影响 微硅粉被广泛应用于高强度等级混凝土中。 采用微硅 8 0 0 l 0 2 0 3 0 40 5 0 6 0 7 0 8 0 2 0 ( 。 ) 图 1 0 1 5 掺量水化 7 d X R D 粉制备高性能混凝土并研究其对混凝土孔结构的影响， 表2 为 C 8 0混凝土试验室配合 比。 表 2 C 8 0高强混凝土试验室配合比 k g m 水泥 矿物掺合料 P o 5 2 5 S F GGBS 河砂 碎石水 减水剂 注 ： 表中 s F代表微硅粉 ， G G B S 代表矿渣粉。 在拌制混凝土过程中 ， 发现掺入微硅粉 的混凝 土具有 良好 的保水 、 保坍性 ， 虽然坍落度有所降低 ， 但混凝土工作 性能良好。 表 3 为 C 8 0 混凝土试验结果 ， 从表 3 可 以看出， 混凝土坍 落度随微硅粉掺量的s D il 会产生不 同程度 的降 低 ， 当掺量达到 1 2 时坍落度 只有 7 5 mm， 掺量 1 5 时仅 为 2 5 mm， 和易性较差， 不易于施工。 混凝土抗折强度均在 8 1 0 MP a 之间； 随微硅粉掺量的增加混凝土抗压强度先增 大后减小 ， 2 8 d 抗压强度以 H 3 组最高 ， 达到了 9 5 7 MP a ， 其 对应的微硅灰掺量为 1 0 ， 矿粉掺量为 2 0 。 表 3 C 8 0高强混凝土试验结果 对混凝 土高强度成 因 ， 选取 最优组( H 3 ， 微硅 粉掺量 1 0 ) 作对 比样 ， 选取微硅粉掺量最 低组( H1 ， 微硅粉掺量 3 ) 作空 白样 ， 进行 MI P法孑 L 结构分析。 测试数据经 o r i g i n 作图得到混凝土孔径分布如图 1 1 、 1 2 所示。 图 1 1 为孔径分布曲线图， 可以看 出两组试样孔径分布 近似呈现“ 正太分布” ， 1 0 掺量组孔径分布曲线在 3 掺量 组的“ 左下边” ， 可 直观地看 出前者“ 最几可孔径 ” 小 。 图中 3 、 1 0 掺量曲线当孔径大于 4 0 n m时 ， 纵坐标值很小 ， 说 明这一孔径范围内孔的数量较少 ； 孔径约 2 0 n m 时 ， 3 掺 量孑 L 径分布曲线达到最大值 ， 孔径约 1 5 a m时 ， 1 0 掺量孔 径分布曲线达到最大值 ， 说 明混凝 土内部相应径孔的孑 L 出 现概率大 O 0 O O O 0 O 舳 如 巡 嘿 如 如 加 、 憩 O 0 3 5 0 0 3 0 0 025 旦 0 0 2 0 0 01 5 制 0 0 1 0 m 碡 ；O 0 0 5 O 孔 径 n m 图 1 1 孑 L 径分布曲线 0 0 0 扎 径 n m 图 1 2 累积进汞量分布曲线 从 图 1 2 累积进汞量分布曲线可以看出： 孑 L 径大于 4 0 B i n 时 ， 两组 曲线累积进汞量较低 ， 进一步证明了混凝 土 内部 孔径 大于 4 0 B i n的孔数量少 ； 当孔径 小于 4 0 n l T l 时 ， 两组 曲线累积进汞量迅速增长 ， 表现为此 阶段汞在外压下迅速 进入 4 0 n l n以下孔 ， 说 明孑 L 的数量较多。 总体上 ， 1 0 掺量 组 的累积进汞量 比 3 掺量组要低 ， 因此前者总孔容低 ， 孔 隙率小。 而由试验测定 的 1 0 掺量微硅粉的混凝土 内部平 均孔径为 1 3 8 n lT l ， 孔隙率为 4 8 9 ； 3 掺量微硅粉的混凝 土 内部平均孔径为 2 0 0 砌 ， 孔 隙率为 7 7 4 ， 因此 1 0 掺 量组混凝土 内部孔结构优 于 3 掺量组 。 综上所述 ， 微硅灰应用于混凝土 中可以极大地改善混 凝土 内部孔结构 ， 减小有害孔径 ， 降低孔隙率 ， 使混凝 土内 部更密实 ， 强度更高 。 3结论 ( 1 ) 该 微硅 粉 为两端 开 口管 状介 孔 结构 ， 比表 面积 ( 3 6 5 2 0 m k g ) 巨大 ， 易 团聚和吸水 ， S i O 2 含量为 9 1 5 1 ， X R D图谱仅有一个典型的玻璃态弥散峰 ， 具有很大的火 山 灰活性 。 ( 2 ) 微硅粉掺入水泥 中会延长凝结 时间 ， 其在水泥净 浆或砂浆 中的最佳掺量 以 5 为宜。 ( 3 ) 微硅粉应用于高性能混凝土 中 ， 主要通过二次火 山灰反应 、 颗粒填充 、 改善孔结构 、 减小有 害孔径降低孔 隙 率等方式提高强度 ， 最佳掺量以 8 1 0 为宜 。 参考文献 ： 1 】WE I Yo n g q i ， YA O Wu ， XI NG Xi a o mi n g Q u a n t i t a t i v e e v a l u a t i o n o f h y d r e d c e m e n t m o d i fi e d b y s i l i c a f u m e u s i n g Q X R D， A 1 M A S NMR， TG DSC a n d s e l e c t i v e di s s o l u t i o n t e c hn i q ue s Co n s t r u c t i o n a n d B u i l d i n g Ma t e r i a l s ， 2 0 1 2( 3 6 )： 9 2 5 - 9 3 2 2 KA DR I E H， DU VA L RHy d r a t i o n h e a t k i n e t i c s o f c o n c r e t e w i t h s i l i c a f u m e J C o n s t ruc t i o n a n d B u i l d i n g M a t e r i als ， 2 0 0 9 ( 2 3 ) ： 3 3 8 8 3 39 2 3 】B ARB HU I YA S A， GB AG BO J K， e t a 1 P r o p e r t i e s o f f l y a s h c o n c r e t e mo d i fi e d w i t h h y d r a t e d l i me a n d s i l i c a f u me J C o n s t r u c t i o n a n d B u i l d i n g M a t e ri a l s ， 2 0 0 9 ( 2 3 ) ： 3 2 3 3 3 2 3 9 【 4 S ONG H W， P AC K S WE s t i mi o n o f t h e p e r me a b i l i t y of s i l i c a f u me c e m e n t c o n c r e t e J C o n s t r u c t i o n a n d B u i l d i n g M a t e ri a l s ， 2 0 1 0 ( 2 4 ) ： 31 5 3 21 5 B HA NJ A S ， S E N GUP T A B I n fl u e n c e o f s i l i c a fume o n t h e t e n s i l e s t r e n g t h of e o n c r e t e C e m e n t and C o n c r e t e R e s e a r c h ， 2 0 0 5 ( 3 5 ) ： 7 43 7 47 6 S E Z E R G I C o mp r e h e n s i v e s t r e n g t h a n d S u l f a t e r e s i s t a n c e of l i m e s t o n e a n d o r s i l i c a fume mo r t a r s J C o n s t r u c t i o n a n d B u i l d i n g Ma - t e r i als ， 2 0 1 2 ( 2 6 ) ： 6 1 3 6 1 8 7 】V I KA N H， J U S T NE S H Rh e o l o g y of c e me n t i t i o u s p a s t e w i t h s i l i c a fum e o r l i m e s t o n e J C e m e n t and C o n c r e t e R e s e a r c h ， 2 0 0 7 ( 3 7 ) ： 1 51 2 1 51 7 8 Z HAN G M H， T A M C T E f f e c t o f wa t e r t o c e me n t i t i o u s ma t e r i als r a t i o a n d s i l i c a fume o n t h e a u t o g e n o u s s h ri n k a g e o f e o n e r e t e C e m e n t a n d C o n c r e t e R e s e ar c h ， 2 0 0 3 ( 3 3 ) ： 1 6 8 7 1 6 9 4 9 段广云， 巩建国 微硅粉增密仓料位实日 寸 监测系统的设计与实 现 J 仪表技术与传感器 ， 2 0 1 1 ( 8 ) ： 6 1 6 3 【 1 0 陈奇 S F B喷动流化床应用于微硅粉增密中试研究 D 四川 ： 四 川大学 ， 2 0 0 3 【 l 1 陈兵 ， 刘睫 纤维增强泡沫混凝土性能试验研究【 J J 建筑材料学 报 ， 2 0 1 0 ， 1 3 ( 3 ) ： 2 8 6 2 9 0 1 2 】 张超， 高才， 等 多孔活性炭孔径分布的表征【 J 】 离子交换与吸 附 ， 2 0 0 6 ， 2 2 ( 1 ) ： 1 8 7 1 9 2 1 3 杨通在 ， 罗顺忠 氮吸附法表征多孔材料的孔结构【 J 1 碳素 ， 2 0 0 6 ( 1 ) ： 1 7 2 2 1 4 J 维民， 廉舒 氮吸附法测定纳米粒子的比表面积试验 J 大学 物理试验 ， 2 0 1 0 ， 2 3 ( 4 ) ： 1 - 3 1 5 U NN ， 赵景海 矿物掺合料对高强混凝土配制的影响【 J J 混凝 土。 2 0 0 2 ( 1 0 ) ： 4 6 4 9 作者简介 联 系地址 联 系电话 万惠文 ( 1 9 6 3 一 ) ， 男 ， 教授， 研究方向 ： 生态建筑材料及 其关键技术 ， 高性能混凝土。 湖北省武汉市洪山区珞狮路 1 2 2号 武汉理工大学硅 酸 盐建 筑 材料 国 家重 点 实验 室 水泥 混 凝土 大 楼 ( 4 3 0 0 7 0 ) 】 3 9 7】 0 0 7 9 66 81 叭 叭 0 0 O O O O O O 一 r l g一 、