山東重加密硅灰工廠

A. 硅灰石粉的用途性能是什麼

硅灰石粉的用途性能：

1、硅灰石添加劑的用途

硅灰石用作添加劑在很多行業，如磨具磨料用針狀硅灰石粉添加劑、水泥混凝土添加劑、玻璃原料添加劑、油漆塗料添加劑等。

2、硅灰石的造紙用途

全球造紙用木材資源匱乏日趨嚴重，填料的加入能夠降低紙張的製造成本，同時還可賦予紙張不透明度和印刷適印性等一些特殊的性能，所以，造紙用硅灰石填料越來越受到人們的重視。

3、硅灰石粉耐磨用途

用硅灰石粉超細、硅灰石粉超長、高活性硅灰石礦物纖維制備耐磨地坪，提升地坪耐磨與耐腐蝕性能。

4、硅灰石在塑料中的用途

硅灰石在塑料中的用途典型用於丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠、乙丙橡膠、丁橡膠等生產，提高耐磨和抗劃傷性能；提高抗沖擊強度、良好的電、熱絕緣體；提高熱穩定性和尺寸穩定性；提高表面光潔度；補強作用，並能提高增白效果；提高拉伸強度、撕裂強度、披斷伸長率、耐磨耗等性；改善潤濕和分散性能，可參與硫化，增強交聯和補強作用。

5、硅灰石粉在塗料的用途

硅灰石粉用於防腐塗料、隔熱塗料、建築漆、船舶漆、電氣絕緣漆等。具有耐磨、耐腐蝕、抗紫外線；提高表面光澤度、放水侵蝕和緩沖PH值的性能；遮蓋、增量作用、防開裂；抗老化、延長塗膜壽命；提高熱穩定性；減少粘結物質的消耗。

B. 硅灰是什麼

微硅粉也叫硅灰或稱凝聚硅灰，英文為Microsilica or Silica fume。是鐵合金在冶煉硅鐵和工業硅（金屬硅）時，礦熱電爐內產生出大量揮發性很強的SiO2和Si氣體，氣體排放後與空氣迅速氧化冷凝沉澱而成。它是大工業冶煉中的副產物，整個過程需要用除塵環保設備進行回收，因為質量比較輕，還需要用加密設備進行加密。

1、硅灰:外觀為灰色或灰白色粉末﹑耐火度>1600℃。容重：200～250千克/立方米。硅灰的化學成份見下表：（各種不同的硅灰化學組成是不同的以下只是列子。）

項目 SiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO CaO NaO PH平均值

75～98% 1.0±0.2% 0.9±0.3% 0.7±0.1% 0.3±0.1% 1.3±0.2% 中性

2、硅灰的細度：硅灰中細度小於1um的佔80%以上，平均粒徑在0.1～0.3um，比表面積為:20～28m2/g。其細度和比表面積約為水泥的80～100倍，粉煤灰的50～70倍。

3、顆粒形態與礦相結構：硅灰在形成過程中，因相變的過程中受表面張力的作用，形成了非結晶相無定形圓球狀顆粒，且表面較為光滑，有些則是多個圓球顆粒粘在一起的團聚體。它是一種比表面積很大，活性很高的火山灰物質。摻有硅灰的物料，微小的球狀體可以起到潤滑的作用。

硅灰廣泛應用於核電，海工，水利， 橋梁，隧道，地鐵中的高性能混凝土，SiO2含量85%~97%硅灰可改善耐火材料流動性和緻密度，提高耐火材料的高溫強度和熱震性能等。

C. 硅灰怎樣能溶於水

微硅粉也叫硅灰或稱凝聚硅灰，是鐵合金在冶煉硅鐵和工業硅時，礦熱電爐內產生出大量揮發性很強的SiO2和Si氣體，氣體排放後與空氣迅速氧化冷凝沉澱而成。它是大工業冶煉中的副產物，整個過程需要用除塵環保設備進行回收，因為密度較小，還需要用加密設備進行加密。水泥製品中加入5-10%微硅粉，能增強混凝土的強度和密實度。生產相應強度標準的水泥製品時，可以降低水泥材料成本，提高製品性能，微硅粉能夠填充水泥顆粒間的孔隙，同時與水化產物生成凝膠體，與鹼性材料氧化鎂反應生成凝膠體。在水泥基的砼、砂漿與耐火材料澆注料中，摻入適量的硅灰，可起到如下作用：1、顯著提高抗壓、抗折、抗滲、防腐、抗沖擊及耐磨性能。2、具有保水、防止離析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用。3、顯著延長砼的使用壽命。特別是在氯鹽污染侵蝕、硫酸鹽侵蝕、高濕度等惡劣環境下，可使砼的耐久性提高一倍甚至數倍。4、大幅度降低噴射砼和澆注料的落地灰，提高單次噴層厚度。5、是高強砼的必要成份，已有C150砼的工程應用。6、具有約5倍水泥的功效,在普通砼和低水泥澆注料中應用可降低成本.提高耐久性。7、有效防止發生砼鹼骨料反應。8、提高澆注型耐火材料的緻密性。在與Al2O3並存時，更易生成莫來石相，使其高溫強度，抗熱振性增強。9、具有極強的火山灰效應，拌合混凝土時，可以與水泥水化產物Ca(OH)2發生二次水化反應，形成膠凝產物，填充水泥石結構，改善漿體的微觀結構，提高硬化體的力學性能和耐久性。10、微硅粉為無定型球狀顆粒，可以提高混凝土的流變性能。11、微硅粉的平均顆粒尺寸比較小，具有很好的填充效應，可以填充在水泥顆粒空隙之間，提高混凝土強度和耐久性。12、微硅粉的粒徑比水泥顆粒要小100倍，填充於水泥顆粒的空隙之間，其效果如同水泥顆料填充在骨料之間一樣，增加混凝土的密實度。13、關鍵在於提高了水泥漿體與骨料之間的粘結強度，防止水分在骨料下表面聚集，從而提高界面過渡區的密實度和減小界面過渡區的厚度。

D. 硅灰石供給

湖北省大冶市曹家晚硅灰石廠

我們擁有自己的礦山和加工廠，湖北大冶是我國國內最早開發硅灰石用於工業生產的地區,其蘊藏豐富的硅灰石礦。通過與中國地質大學知名硅灰石專家組沈上越和李珍教授的試驗。我處的硅灰石完全可以做為陶瓷。摩擦。冶金的原材料。硅灰石的主要成分是SiO2和CaO ，主要產品為硅灰石粉 針狀硅灰石
我礦山和加工廠地處湖北省大冶市大箕鋪臨近106國道附近，有武九鐵路與全國相連。距離大冶火車站只有15分鍾。300噸以下的可以從我們大冶直接走船進入長江。距離長江碼頭只有17公里。我司與武漢運輸信息總部聯合在全國以最底的運輸成本方便快速。充足的貨源優質的產品，良好的信譽、熱誠為各行業廠家服務，月供應硅灰石4000噸。
真誠歡迎業內人士 洽談咨詢相關業務

普通和針狀硅灰石的理化指標

Sio2 45-55

Cao 38-45

Fe2o3 0.2-1.0

Al2o3 0.5-0.8

Mgo 0.3-0.5

Tio2 0.1-0.3

S 0.002

P 0.003

白度 85-90

燒失量 0.5-1.0

其中針狀硅灰石粉末的具體指標是

60 80

L/D參數 16 :1 20-22 : 1

沉降值> 45 57

30min

2Hrs 43 54

容重> 140 150

E. 硅灰石（Wollastonite）

【化學組成】Ca₃［Si₃O₉］。CaO含量為48.3%，SiO₂含量為51.7%。常含類質同象混入物Fe，Mn，Mg等；當達一定量時，可形成鐵硅灰石、錳硅灰石等變種。

【晶體結構】三斜晶系；沿b軸延伸的三重單鏈狀結構（見圖19-4b，圖19-41）；空間群

；a₀=0.794nm，b₀=0.732nm，c₀=0.707nm；a=90°18′，β=95°24′，γ=103°24′；Z=2。有3種同質多象變體。

圖19-41 硅灰石的晶體結構

以3個［SiO₄］四面體為一重復單位的［Si₃O₉］單鏈平行b軸延伸，鏈與鏈平行排列；鏈間的空隙由Ca所充填，形成平行b軸共棱相連的［CaO₆］八面體鏈，其中兩個［CaO₆］八面體的長度等於四面體鏈的重復單位（約0.72nm）

圖19-42 硅灰石的晶體形態

（據潘兆櫓等，1993）

平行雙面a｛100｝，c｛001｝，h｛110｝，v｛101｝，t｛

｝

【形態】對稱型

。沿b軸延長的板狀（圖19-42）；依｛100｝或｛001｝成雙晶；片狀、放射狀或纖維狀集合體。

【物理性質】白色，可帶灰、紅色調；玻璃光澤，解理面可見珍珠光澤。硬度4.5～5.5；解理｛100｝完全，｛001｝和｛102｝中等，（100）∧（001）=74°。相對密度為 2.75～3.10。已知含0.2%～0.1% MnO者具黃色陰極強熒光。熔點1540℃。

【成因產狀】典型變質礦物，常出現在鈣質矽卡岩中與鈣鋁榴石、透輝石、符山石共生。還見於鈣質結晶片岩、鹼性火山岩中。我國吉林磐石為著名產地。

【鑒定特徵】形態、顏色、共生礦物。與透閃石區別是硅灰石質較軟，不似透閃石性脆易折；與矽線石的區別是產狀不同，易溶於酸。

【主要用途】廣泛用於陶瓷工業。

F. C40混凝土硅灰和水泥的比例是多少。

1. 一般來說，C10至C20等級的混凝土，其容重在2360-2400kg/m³之間，C25-C35一般約2400-2420kg/m³，C35-C40一般約2420-2440kg/m³之間。

2. 按干表觀密度分類
   (1)重混凝土
   重混凝土是指干表觀密度大於2800kg/m³的混凝土，採用密度特別大的骨料(如重晶石、鐵礦石、鋼屑等)製成，具有防x射線、r射線的性能，故又稱防輻射混凝土，廣泛用於核工業屏蔽結構。
   (2)普通混凝土
   普通混凝土是指干表觀密度為2000~2800kg/m³，以水泥為膠凝材料，採用天然的普通砂、石作粗、細骨料配製而成的混凝土。普通混凝土是建築工程中應用最廣、用量最大的混凝土，主要用作各種建築的承重結構材料。
   (3)輕混凝土
   輕混凝土是指干表觀密度小於2000kg／m3的混凝土。按組成材料可分為三類：輕骨料混凝土、多孔混凝土、大孔混凝土，按用途可分為結構用、保溫用和結構兼保溫用等三種。
   

G. 硅灰相關的標準是什麼應用在哪裡

我國《砂槳和混凝土用硅灰》（GB/T 27690—2011)規定了硅灰的質量指標，其主要指標為:需水量比矣125%，比表面積多15mVg，活性指數（川快速法）身105%,燒失量<4 0%;抑制鹼骨料反應性，14d膨脹率降低值>35%;抗氯離子滲透性，28d電通量比矣40%。

1、硅灰:外觀為灰色或灰白色粉末﹑耐火度>1600℃。容重：200～250千克/立方米。項目SiO2Al2O3Fe2O3MgOCaONaO PH。平均值7596%1.0±0.2%0.9±0.3%0.7±0.1%0.3±0.1%1.3±0.2%中性。

2、硅灰的細度：硅灰中細度小於1µm的佔80%以上，平均粒徑在0.1～0.3µm，比表面積為:20～28m2/g。其細度和比表面積約為水泥的80～100倍，粉煤灰的50～70倍。

3、顆粒形態與礦相結構：硅灰在形成過程中，因相變的過程中受表面張力的作用，形成了非結晶相無定形圓球狀顆粒，且表面較為光滑，有些則是多個圓球顆粒粘在一起的團聚體。它是一種比表面積很大，活性很高的火山灰物質。摻有硅灰的物料，微小的球狀體可以起到潤滑的作用。

硅灰能夠填充水泥顆粒間的孔隙，同時與水化產物生成凝膠體，與鹼性材料氧化鎂反應生成凝膠體。在水泥基的砼、砂漿與耐火材料澆注料中，摻入適量的硅灰，可起到如下作用：

1、顯著提高抗壓、抗折、抗滲、防腐、抗沖擊及耐磨性能。

2、具有保水、防止離析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用。

3、顯著延長砼的使用壽命。特別是在氯鹽污染侵蝕、硫酸鹽侵蝕、高濕度等惡劣環境下，可使砼的耐久性提高一倍甚至數倍。

4、大幅度降低噴射砼和澆注料的落地灰，提高單次噴層厚度。

5、是高強砼的必要成份，已有C150砼的工程應用。

6、具有約5倍水泥的功效,在普通砼和低水泥澆注料中應用可降低成本.提高耐久性。

7、有效防止發生砼鹼骨料反應。

8、提高澆注型耐火材料的緻密性。在與Al2O3並存時，更易生成莫來石相，使其高溫強度，抗熱振性增強。

H. 硅微粉和微硅粉的區別

一、成分含量不同

1、H系硅微粉的含硅量比較高，基本都在99%以上。

2、而微硅粉的含硅量一般都在80-92%,94%以上都屬於很不常見的。

二、物質不同

1、硅微粉

硅微粉是一種無毒、無味、無污染的無機非金屬材料。由於它具備耐溫性好、耐酸鹼腐蝕、導熱系數高、高絕緣、低膨脹、化學性能穩定、硬度大等優良的性能，被廣泛用於化工、電子、集成電路（IC）、電器、塑料、塗料、高級油漆、橡膠、國防等領域。隨著高技術領域的迅猛發展，硅微粉亦將步入新的歷史發展時期。

2、微硅粉

微硅粉也叫硅灰或稱凝聚硅灰，是鐵合金在冶煉硅鐵和工業硅（金屬硅）時，礦熱電爐內產生出大量揮發性很強的SiO2和Si氣體，氣體排放後與空氣迅速氧化冷凝沉澱而成。

它是大工業冶煉中的副產物，整個過程需要用除塵環保設備進行回收，因為密度較小，還需要用加密設備進行加密。

三、作用不同

1、硅微粉

1）顯著提高抗壓、抗折、抗滲、防腐、抗沖擊及耐磨性能。

2）具有保水、防止離析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用。

3）顯著延長砼的使用壽命。

4）大幅度降低噴射砼和澆注料的落地灰，提高單次噴層厚度。

5）是高強砼的必要成份，已有C150砼的工程應用。

2、微硅粉

優質微硅粉主要被用作高性能耐火澆注料、預製件、鋼包料、透氣磚、自流型耐火澆注料及干濕法噴射材料。在高溫陶瓷領域。

如：氧化物結合碳化硅製品，高溫型硅酸鈣輕質隔熱材料，電磁窯用剛玉莫來石推板，高溫耐磨材料及製品，剛玉及陶瓷製品，賽龍結合製品等，微硅粉的使用具有高流動性、低蓄水量、高緻密度和高強度等特點。

I. 硅尾粉是什麽，和微硅粉一樣嗎

硅微粉是一類用途極為廣泛的無機非金屬材料，具有介電性能優異、熱膨脹系
數低、導熱系數高，硅微粉系列產品是由純凈石英粉經先進的超細磨工藝流程加工
而成。它具有白度高、顆粒細、粒度分布合理、比表面積大、懸浮性能優、純度高
等優點，廣泛用於塗料、油漆、膠粘劑、硅橡膠、精密鑄造、高檔陶瓷、環氧樹脂
灌封料及普通電器、高壓元器件的絕緣澆注、集成電路的塑封料和灌封料、粉末塗
料、電焊條保護層及其它樹脂填料等。

硅微粉呈灰色，顆粒呈球形，極細，最細顆粒小於0.01UM，平均粒徑0.1-0.3
UM,常溫下易結合成較松的塊狀，具有較高的膠凝性和吸附能力，廣泛應用於水電
工程、耐火材料、公路、橋梁、隧道、化工陶瓷、橡膠等行業。

硅微粉化學成分及含量：SIO2:92.8%，AL2O3:0.76%, FE2O3：0.52%，CAO:0.
31%MG:0.53%, C:1.5%，K2O:2.2%，NA2O:0.58%，灼減量:0.8%。

硅微粉粒度分布:0-0.3um:44.8%,0.3-0.5um:20.2%, 0.5-0.7um:14.6%,0.7-1
um:14.4%, 1-5um:10.7%
微硅粉（學名「硅灰」， Microsilica 或 Silica Fume ），系在冶煉硅鐵和
工業硅時，通過煙道排出的硅蒸汽氧化後，經特別設計的收塵器收集得到的無定形
、粉末狀的二氧化硅（Sio2）。微硅粉平均粒徑在 0.1-0.15 μ m ，為水泥平均
粒徑的幾百分之一。比表面積為 15 -27 m2/g ，具有極強的表面活性。

按照微硅粉的 SiO 2 含量這個指標，把產品分為： 85%--95% 三種規格，其
物理性質和化學成分如下：

1. 微硅粉的基本物理性質：

◇ 存在形式：無定形超細（非晶體）粉末

◇ 典型顏色：灰白色（自然狀態呈白色，隨著密度的增大，顏色逐漸加深）

◇ 比表面積： 15 ～ 27 m2/g

◇ 鬆散容重： 150 ～ 200kg/m3

◇ 活性指標： ≥85%

◇ 需水量比： ≤125%

2. 微硅粉的主要化學成分是SiO 2 ，含量可達 85 — 95% ，其元素包括 Fe2O3
、 Al 2 O 3 、 CaO 、 K2O 、 Na2O 、 MgO 、 C 等。

基於微硅粉優異獨特的物理化學性能，歐、美、日等發達國家早於八十年代即開展
關於微硅粉在高性能混凝土、超強水泥、耐火材料等領域的應用研究及應用，並先
後制定頒布實施了關於微硅粉在不同應用領域的質量標准。目前，微硅粉世界市場
產銷量約 50 ～ 60 萬噸 / 年，主要應用於高強度耐火材料和建築行業（高強混
凝土及水泥製品等）。作為硅鐵合金、金屬硅及氧化鋯行業的副產物，資源有限，
國外市場供不應求。國內微硅粉應用起步時間不長，但增長迅速，目前年產微硅粉
10 ～ 12 萬噸，主要應用於水泥或混凝土摻合料，以改善水泥或混凝土的性能，
配製具有超高強（ C70 以上）、耐磨、耐沖刷、耐腐蝕、抗滲透、抗凍、早強的
特種混凝土，用於大壩、大型水庫、水電、海港碼頭、鐵路橋梁（如青藏鐵路 90
% 的微硅粉採用甘肅三遠鐵合金有限公司的產品）、高速公路、飛機場跑道、隧道
及超高層建築等工程。同時，微硅粉還可以用於耐火材料和陶瓷製品的生產，提高
產品的強度和耐久性；用於油漆、塗料、樹脂、橡膠及其它高分子材料填充物，能
起到改善材料綜合性能的目的。

（一 ）、產品特點：

1. 微硅粉用於混凝土，具有以下獨特優點：

（ 1 ）製造高 強度混凝土（ C70 以上），顯著提高混凝土的強度和泵送性能；

（ 2 ）製造高抗滲（≥ P30 ）、結構自防水混凝土，用於地鐵、隧道、高層建築
物的地下室；

（ 3 ）製造海工和化工混凝土，由於其高緻密性能，有效阻止硫酸鹽及氯離子對
混凝土的滲透、侵蝕，避免混凝土鋼筋受到腐蝕，從而延長混凝土的壽命；

（ 4 ）在水利、高速公路、橋梁工程項目中，混凝土不僅需要上述基本指標，更
對其耐磨、耐沖刷有非常苛刻的要求，摻入微硅粉非常必要；

（ 5 ）微硅粉極強的活性，具有減水性能，適用於快速施工需要的早強、高強混
凝土的外加劑； 隧道、地鐵、大型基坑結構施工過程中用於支護的高強噴射混凝
土的外加劑；水下施工項目（如：橋墩、大壩、鑽井平台等）用的混凝土的外加劑
；

2. 微硅粉用於改善耐火材料已有四十餘年的歷史，微硅粉用於耐火材料將具有下
列特點：

（1） 提高澆注型耐火材料的流動性、減少用水量，使其易於成型，生產效率大為
提高；

（2） 由於其超微結構的填隙作用，耐火材料的緻密性和強度獲得大幅度提高；

（3） 微硅粉具有高活性，在 Al 2 O 3 成份存在的前提下，更易生成莫來石相，
使耐火材料的的高溫強度、熱震性明顯提高。

目前除在澆注型耐火材料中普遍使用之外，在電熔和燒結型耐火材料中亦正獲得大
量應用。

3. 使用方法：混凝土工程中，根據使用功能確定，一般建議摻入量為膠結材料的
5% －10% ，並且與減水劑配合使用。

微硅粉與水泥、骨料同時加入攪拌，嚴格按規范施工，同時必須加強養護。

（二）、產品規格：

（1）產品分為加密和不加密兩大類。

（2）包裝：微硅粉每袋2 0 kg 。（可根據用戶要求包裝）

加密微硅粉按實際生產重量交貨。

（3）貯存和運輸
微硅粉用編織袋套塑料內密封袋包裝，在貯存和運輸過程中注意防水、防潮。

二、微硅粉成分指數

微硅粉的推廣應用，標志著我國的建築行業和陶瓷耐火材料生產進入高技術時期，
80 年代，由於 微硅粉的應用也帶動了其它微粉的應用，隨著市場的發展變化，
建築行業、陶瓷及耐火材料要求日益提高，微硅粉的其特的理化性能，將會受到市
場更加親睞，應用前景十分廣闊。近幾年，微硅粉在建築和建材行業中應用，達到
非常理想的效果，其用途越來越廣闊。

微硅粉滲入水泥混凝土後能很好地填充於水泥空隙之中，使漿體更微密，另外它還
與游離的 Ca(OH) 結合，形成穩定的硅酸鈣水化物 2CaO.SiO2 .H 2O,該水化物凝
膠強度高於 Ca(OH) 晶體，主要表現在 :
（ 1 ）增加強度。使混凝土抗壓、抗折強度大大增加，滲入 5-10% 的 微硅粉，
抗壓強度可提高 10-30% ，抗折強度提高 10% 以上 ;
（ 2 ）增加緻密度。抗滲性能提高 5-18 倍，抗化能力提高 4 倍以上 :
（ 3 ）抗凍性： 微硅粉混凝土在經過 300-500 次快速凍解循環，相對彈性模量
降低 10-20% ，而普通混凝土通過 25-50 次循環，相對彈性模量降低為 30-73%
；
（ 4 ）早強性：微硅粉混凝土使誘導期縮短，具有早強的特性；
（ 5 ）抗沖磨、控空蝕性：微硅粉混凝土比普通混凝土抗沖磨能力提高 0.5-2.5
倍，抗空蝕能力提高 3-16 倍。

提供以下實驗數據供參考：

1 、 活性指數試驗
原材料（g） 控制配比 測試試配比
525 號硅酸水泥 540 486
微硅粉 0 54
軟練標准砂 1350 1350
水 210 225
砂漿流動度（ mm ） 111-113 113-118
抗折強度 (mpa) 10.21 11.46
28天 抗壓強度 (mpa) 76.1 83.8
活性 抗折 112
指數 抗壓 110

2 、 微硅粉摻量對砂漿強度的影響：

原

材

料

用

量 (g)

1 2 3 4 5
水泥 540.0 507.6 496.8 486.0 475.2
微硅粉 0 32.4 43.2 54.0 64.8
標准砂 1350.0 1350.0 1350.0 1350.0 1350.0
水 238.0 238.0 238.0 238.0 238.0
減水劑 RC 0 0.54 0.81 1.08 1.35
微硅粉摻量 % 0 6 8 10 12
砂漿流動度 mm 136 142 142 143 139
7 天 抗折強度 (Mpa) 7.66 7.56 7.59 7.19 7.19
抗壓強度 (Mpa) 52.2 49.6 53.0 50.7 49.6
28 天 抗折強度 (Mpa) 9.40 9.68 9.94 9.88 10.27
抗壓強度 (Mpa) 66.0 70.0 73.0 78.0 84.7

3 、 混凝土強度試驗：
原材料用量 （kg）

1 2 3
水泥

488.9
499.8 440.0
微硅粉 0 39.1 48.9
水 127.00 127.11 127.11
砂 621.7 621.7 621.7
石 1262.3 1262.3 1262.3
最大材料粒徑 mm 20 20 20
水灰比 0.26 0.26 0.26
微硅粉摻量 % 0 8 10
減水劑用量 % RC 1.0 1.0 1.0
抗壓強度 7 天齡期 62.2 68.9 69.6
28 天齡期 79.1 90.0 91.0

微硅粉應用陶瓷及耐火材料，可以大大降低澆注料水的用量，大幅度提高澆注
料的強度和密度，甚而提高產品質量，改善產品的壽命，是最理想的結合劑和性能
改善摻合物。

J. （高分）噴射混凝土用的粉狀速凝劑密度是多少

噴射混凝土所用的各種外加劑都是用以提高噴射混凝土的強度、粘接性、粘聚性、抗凍融性和耐磨損性，減少回彈率。由於噴射混凝土的發展速凝劑的應用不斷增加。噴射混凝土有兩種不同類型：干拌混合物和濕拌混合物。在干拌混合物中，除了水以外，將所有其他組份混合，干拌混合物通過輸料管在噴嘴口再與水混合由壓縮空氣一起噴出。在濕噴工藝中除了速凝劑外，其他所有組分包括水在攪拌機中混合，制備的混凝土被輸送到噴口，在噴口處加入液體速凝劑由壓縮空氣噴射到接受面上。由於這兩種方法在用水量上的差異，濕噴工藝的水灰比(W/C)一般高於干噴的噴射混凝土，這就會產生較高的孔隙率和滲透性以及較低的強度。濕噴混凝土的耐久性相當於相應的干噴混凝土。最近，由於復合使用超塑化劑和硅灰，開發了具有優質粘結性能的濕拌噴射混凝土。採用濕拌工藝，使噴射混凝土能很好地適用混凝土建築物的修復。
一.前言
噴射混凝土用於地下施工時，其性能應滿足工程的一些基本要求，如具有早期強度，厚層施工時不產生位移等。為滿足這些要求，干混或濕混噴射混凝土都應加入速凝劑。目前，市場有不同種類的速凝劑，這些速凝劑具有各自不同的化學組成，對混凝土的凝結時間和早期強度具有不同的作用。不考慮其他的應用，對於如何評價速凝劑的作用目前還沒有一致的意見。水泥漿試驗方法(維卡儀和Gillmone針儀)被用來研究水泥與速凝劑之間的相容性。但是，這些方法的效果目前還存在爭議。
使用速凝劑摻入干混或濕混噴射混凝土中進行厚的襯板,特別是頂板施工，其目的是提高混凝土的早期強度以滿足設計要求。但是，也會間接影響混凝土的其他性能，如：
(1)直接參與水泥凝結的反應，防止產生稠度的突然變化。
(2)直接與拌合水反應,促使拌合物變稠 。
(3)增加拌合物的觸變性。
(4)在新拌漿體中沒有流變反應，但使硬化相會有所改變。
(5)影響回彈和起灰量(干混)，及最終強度。
(6)在干混施工中選擇特殊的速凝劑間接影響回彈和起灰量,速凝劑增加了拌合物觸變性。例如提高了混凝土的塑性，減少了回彈,增加噴射顆粒的附著力。
速凝劑對混凝土的早期強度的影響主要取決於其本身的化學組分、使用劑量、膠凝材料的化學成分、所含的礦物添加劑和使用溫度。由於它們是在水泥化學組分的一定范圍內發生作用，為了檢驗速凝劑的適應性和確定合理摻量，在每種情況下確定水泥與速凝劑的相容性是必要的。
傳統速凝劑的副作用是降低水泥的最終強度,與空白混凝土(不加速凝劑)相比較，28天強度明顯下降(下降幅度是20%～50%)。摻量越大，副作用越大。但是，新一代的速凝劑(無鹼型)能夠克服這一缺點，也減輕了鹼的危害。因此，了解噴射混凝土速凝劑的性能和評價其性能最合理的試驗方法是非常重要的。
二. 速凝劑的主要種類
國內外地下工程中最常用的傳統速凝劑是硅酸鈉(水玻璃，改性硅酸鈉)、鋁酸鹽速凝劑(兩種都是液體形式)，鹼土金屬的碳酸鹽{或其氫氧化物, 粉狀)，但是，目前市也有一些新的速凝劑。所有這些外加劑的特徵和性能將在後面介紹。
1.鹼土金屬碳酸鹽和鹼土金屬的氫氧化物
粉狀的鹼土金屬碳酸鹽或氫氧化物以前在噴射混凝土施工中很少應用。現在，它們成為這類混凝土最常用的速凝劑，其常規摻量為水泥重量的2,5％至6％，它們主要是促進C3S的水化。一般加入少量的碳酸鋁,可以影響水泥的凝結時間。但是，只有當大劑量摻入時，其影響才能被觀察到。圖1表示採用二種摻量的速凝劑的噴射砼的早期強度，以及與加鋁酸鉀類速凝劑的噴射混凝土性能的比較。圖中J1, J2, J3曲線是摘自奧地利混凝土協會規范，用以參考。
圖1碳酸鹽、氫氧化物和鋁酸鹽的性能比較
圖1中可知，增加碳酸鹽促凝劑的摻量，可以在噴射後20min內提高混凝土的強度。
這種速凝劑與水泥的反應主要受水泥化學成分、細度和礦物添加劑以及環境溫度的影響。例如，在Cotapata—SantaBasbara(玻利維亞1996)高速公路工程中，一些坡道需用干混噴射混凝土覆蓋。根據工程的要求和預算，使用的是火山灰水泥，速凝劑是碳酸鹽基粉末。環境溫度是5～13℃。第一次試驗，沒有測到促凝作用，即使加量高達6％。當加熱拌合水的水溫時，這個問題才解決，試驗得到的適宜的水溫是35℃。採用這一措施，混凝土的早期強度達到了設計要求(24h為I0MPa), 甚至當水溫超過70'C時產生了閃凝(這個溫度導致最終強度嚴重下降超過50％)。
這種速凝劑的特點是水泥的最終強度大幅下降，與空白混凝土相比，28天強度明顯下降(一般是3 0%～4 0％)，有一些工程甚至下降50％。
2.硅酸鹼(水玻璃)
硅酸鈉、硅酸鉀類速凝劑主要用於濕拌噴射混凝土，它們通常都是液體，而且摻量很大(>10％膠凝材料重量)。可溶性的硅酸鹽由於反應生成硅酸鈣沉澱而加速凝結。當大劑量使用時，這些促凝劑降低了與基底的粘結力，最終，導致砼強度的下降和嚴重的干縮。一些報道說這些問題已被列入奧地利混凝土學會出版的「噴射混凝土指南」中，規定這種速凝劑最大摻量不超過15％，最終的強度損失限制在30%以內。
Melbye認為改性的硅酸鈉，摻量在4—6％時，它們在很短時間內(<10S)使噴射混凝土產生膠結作用(也許是由於坍落度損失)，與鋁酸鹽基速凝劑一樣，不參加水泥的早期水化作用。它們可以施工80mm～150mm噴射厚度，這種速凝劑的其他優點：與各種水泥都可相配，在常規摻量范圍內(4%～6％)，最終的強度損失比鋁酸鹽速凝劑少，對皮膚沒有強的侵蝕性(PH<12)，鹼的含量比鋁酸鹽基速凝劑低得多。但是，這種速凝劑不能產生較理想的初始強度，不適用於早期強度要求較高的工程。
3.鋁酸鈉、鋁酸鉀
鋁酸鹽類速凝劑既可以用干混,又可以用於濕混噴射混凝土工程，常用劑量一般為2.5%～5.5％。鋁酸鉀比鋁酸鈉速凝劑有更好的效果，但價格也更高。它們主要是直接參與硅酸鹽水泥水化而加速水泥的凝結，與石膏結合，阻止水泥顆粒表面形成鈣礬石，而使C3A立即反應，產生大多數噴射混凝土所需要的初始強度。
它們的作用通常受水泥的化學成分、細度以及所含的礦物添加劑的影響，但這種影響比所看到的碳酸鹽類外加劑的影響要小。最終強度將損失為20%～25％。圖2無鹼性速凝劑和鋁酸鈉速凝劑的性能比較。
圖2 無鹼速凝土和鋁酸鈉速凝劑的性能比較
毫無疑問，鋁酸鹽速凝劑在濕混噴射混凝土工程中應用效果最好，對厚的襯板甚至頂板都具有好的施工效果。但是其高鹼含量，在地下施工對健康的危害是限制其應用的主要因素。另外，它們在含硫酸根的工程和含活性集料的工程應用中都存在問題，後者可能發生鹼集料反應。
4.非鹼性粉末狀促凝劑
九十年代初開始使用非鹼性速凝劑粉末。一般，它們主要是鋁酸鈣外加劑，摻量在6～12％，其化學作用不同於鹼基外加劑。促凝作用是直接參與水的反應，而不是直接參與水泥的水化反應。
低於7％的摻量不會影響混凝土早期強度。對於頂部凹道厚襯板的施工，一般需大劑量。這會導致後期強度的下降，但這種下降小於鹼性促凝劑。潮濕條件會影響這種速凝劑的靈敏度，這就要求在乾燥設備中貯存。
無鹼速凝劑的應用才剛剛開始，新產品主要是氫氧化鋁或與硫酸鋁復合的產品，在少量使用時(4％)就能產生足夠的早期強度。當摻量高達8％時，後期強度沒有損失。但用量大於10％時，會出現明顯的後期強度損失。
雖然這類速凝劑有上述優點，但應用中也存在一些問題。使用劑量和均勻性要求與之相適應的特殊設備。此外，Melbye指出，摻這種粉狀速凝劑比摻非鹼性液體速凝劑，回彈率要大10%～15％。
5.無鹼液體速凝劑
最近在國際市場上出現了液體無鹼速凝劑，目前有關其應用報導還十分罕見。這類促凝劑可以解決一些鹼性速凝劑常見的問題，如,對地下施工環境的危害，鹼集料反應的危害，使用過程中高PH值的危害以及對噴射混凝土後期強度的損失等。
這類速凝劑的化學成分既沒有有關的文章報道，生產商又沒有任何透露。1996年1月，英國的一個試驗室對摻入這類速凝劑的混凝土微觀結構進行研究，沒有發現水泥的水化產物有任何改變。
這種外加劑的PH值在3～5.5之間，鹼含量少於0.3％，它們的常規摻量為膠結料的3～10％,當摻量恰當時，它能夠產生較高的早期強度，其強度曲線可與「奧地利噴射混凝土指南」中的曲線J2和J3相比。可以採用這種速凝劑進行頂棚施工，施工襯里可厚達300mm。這種外加劑的最重要的特性是其後期強度不損失(與空白樣相比)。
Florianopalis高速公路的南部，在進行遂道施工時，使用了無鹼液體促凝劑和一般的鋁酸鈉促凝劑進行比較，鋁酸鹽速凝劑的摻量是4%，無鹼液體速凝劑是4%和6％，試驗結果見表1和圖2。
表l中的數據顯示鋁酸鹽速凝劑的早期強度高於無鹼液體速凝劑，但是，30min後的強度則為6％的無鹼速凝劑稍高於鋁酸鹽速凝劑。
鑒於4%的無鹼速凝劑的早期強度不甚理想，但6％的摻量則符合工程設計要求(8h：4.7MPa, 24h：11.8MPa, 7day：17.6MPa；28d：21-2MPa)。
摻6%無鹼速凝劑28天後的強度明顯高於鋁酸鈉速凝劑，甚至高於空白混凝土。
其他使用者也通過對這種速凝劑的試驗得出了相同的結論，但是昂貴的價格影響了這種材料的廣泛使用。
6.近來的發展和新趨勢
最近，在噴射砼速凝劑領域有一些新的發展趨勢，主要針對改善干濕拌混凝土的性能。用外加劑控制水泥的水化，延長初凝時間，這有利於商品砼遠距離的輸送。採用速凝劑破壞塑化劑的反應，在濕拌工藝中突然增加水泥漿的硬度這是一個新的市場發展方向。
噴射混凝土用特殊膠結料的發展是這一領域一個新的趨向，諸如低硫酸鹽含量膠結料，快硬膠結料。並且用硫酸鹽含量加添加劑控制凝結,這樣,可降低速凝劑用量或乾脆免去速凝劑。
在噴射混凝土中其他特殊的膠結料近來也被開發。Schimidt介紹一種特殊的膠結料，活 性礦渣摻小劑量的波特蘭熟料再加半水石膏；另一種是不含C3A的火山灰水泥，具有較強的抵抗純水和含硫酸鹽水的性能。
最後，硅灰是一種噴射混凝土中廣泛使用的材料，雖然它不能被認為是外加劑。它是一種具 有很強火山灰活性的物質，既可以提高厚層襯里的粘結性，又可獲得較高的早期強度。在許多施工中，使用硅灰可以減小促凝劑的用量。在一些工程應用中，沒有明確規定早期強度的 值，使用硅灰就可以替代速凝劑，甚至在頂棚施工中。
噴射混凝土，原是一種用量較少的特殊混凝土，現在廣泛用於地下基礎設施的支護和修復。因此，得到了研究和使用上的高度重視。為提高混凝土的早期強度和環境適應性，促凝劑的研究者開發新的產品和研究新的檢測方法對其進行精確評定。目前，市場上有大量的各類產品，但是還需要進一步的研究，開發出既能滿足噴射混凝土施工要求又與傳統產品成本相差不太的產品，研究成果將毫無疑問加強干或濕混噴射混凝土施工應用，特別是有助於增強地下工程的安全性和經濟性。
三. 高性能噴射混凝土
研究超塑化劑、硅灰、速凝劑和摻入火山灰或礦渣硅酸鹽水泥的復合作用，用濕噴法生產高性能噴射混凝土(HPS)具有下列優點：
(1)低的鹼性腐蝕性：
(2)高工作性和低坍落度損失；
(3)低回彈；
(4)高的早期強度和後期強度；
(5)高耐久性。
1.材料和配合比.
1)水泥
高強硅酸鹽水泥由於水化速度較快，用於噴射混凝土一般優於混合水泥。使用了火山灰和礦渣硅酸鹽水泥，是因為它們具有高耐久性，較低的水化熱，對熱裂縫、自收縮和干縮性有較好性能。火山灰水泥，用35％粉煤灰替代硅酸鹽水泥；礦渣水泥，用50％礦渣取代硅酸鹽水泥。
2)硅灰
使用加密硅灰，以改善對基材的粘結力和減少集料回彈。
3)超塑化劑
使用市售的濃度為30％的液體羧基丙烯酸酯(CAE)為超塑化劑，生產水灰比為0.42～0.44，坍落度為210-～220mm流動性混凝土。也可採用聚磺酸鹽系高效減水劑。
4)速凝劑
用兩種不同市售的速凝劑，一種常用速凝劑是硅酸鈉(30％)，另一種無鹼速凝劑是以Al2(S04)3為主要成分的水溶液(60％), 當使用後者時，由於無鹼，降低了在施工過程中鹼性腐蝕的危險。
5)集料:使用細砂(0～4mm)，粗砂(4～6mm)，石子(6～8mm)三者的比例為65％、30％、5%。
表2 加入速凝劑的基準拌合物的組成和坍落度
6)混凝土配比
配製兩種未摻速凝劑的基準對比拌合物，它們的主要區別在於水泥品種(42.5火山灰水泥和42.5礦渣水泥)。
表2列出了加入速凝劑的兩種流動性基準混凝土的組成和坍落度。
每種混凝土拌合30分鍾，在噴嘴處加入不同的速凝劑水玻璃或無鹼速凝劑的摻量分別為水泥量的8%～12％或6%～7％。
3．試驗結果
由於使用CEA超塑化劑，30分鍾之內的坍落度損失可以忽略不計(表2)，這意味著，在噴嘴處加入速凝劑之前坍落度損失可忽略不計，以可靠方式供給噴射設備的泵送混凝土的工作性能好，噴射混凝土產量可達20m3／h。
在規定超塑化劑摻量為1%～2％時，盡管礦渣水泥混凝土的W/C稍低於火山灰水泥混凝土，其初始坍落度(220mm)還是稍高於火山灰水泥混凝土的坍落度(210mm)。
在無筋隧道內施工，由於復合有超塑化劑，硅灰和速凝劑，拌合物粘結性好，研究的所有噴射混凝土的回彈率僅僅為2%～3％。
圖3 硅酸鈉速凝劑(NS)和無減速凝劑(AF)對噴射混凝土強度的影響(礦渣Ⅲ/A42.5水泥)
圖4 無減速凝劑(AF)對噴射混凝土強度的影響(礦渣Ⅲ/A42.5水泥)
圖3是以雙對數座標表示的噴射後5分鍾至28天的噴射混凝土抗壓強度。混凝土包括未摻速凝劑、摻硅酸鈉(8%和12％)、摻無鹼速凝劑(6％)礦渣水泥混凝土。硅酸鈉速凝劑混凝土的早期抗壓強度稍高於無鹼速凝劑，例如摻硅酸鈉速凝劑1小時抗壓強度為0.5MPa，摻無鹼速凝劑的為0.2MPa，但4小時後摻兩種速凝劑的混凝土抗壓強度相同，23小時後及以後齡期摻無鹼速凝劑混凝土強度要比摻硅酸鈉速凝劑的強度好得多，無鹼速凝劑噴射混凝土28天的抗壓強度高達60MPa(僅比基準混凝土低10％)，而摻硅酸鈉速凝劑的噴射混凝土的抗壓強度低於基準混凝土的60％。
就礦渣水泥混凝土(圖4)和火山灰水泥混凝土來說，使用摻量稍高的無鹼速凝劑(7％)證明了無鹼速凝劑在後期強度非常好。與使用常用硅酸鈉、鋁酸鹽或碳酸鹽的速凝劑混凝土強度相比，無鹼速凝劑混凝土強度損失可以忽略不計(僅10％)。
為了說明硅酸鈉和無鹼速凝劑兩者的不同作用，通過密度比g/g0的測定，基準混凝土28天的抗壓強度損失是由於相應較低密實度值所致。眾所周知，密度每降1％，由於較低密實度形成的孔隙抗壓強度降低約5%～6％。因此摻12％硅酸鹽噴射混凝土(表3)密實度g/g0為0.94，抗壓強度降低30%～36％。這個數值比摻硅酸鈉噴射混凝土與未摻速凝劑在模子中成型充分搗實的基準混凝土28天的實測值(55％)低了許多，這就意味著，除了未完全搗實影響因素外，為了解釋測定的強度損失，還要考慮其他的一些因素。這可能是加入硅酸鈉速凝劑後熟料相中的C3S和C2S水化速度降低所致。
表3 硅酸鈉速凝劑(NS)和無鹼速凝劑(AF)對噴射混凝土容重(g)影響
與不摻外加劑的基準混凝土容重(g0)對比

另一方面，由於加入無鹼速凝劑，在噴射時混凝土工作性較好，無鹼速凝劑噴射混凝土密實度較高(0.97～0.98)， 28天時測定的強度損失是等於或稍低於預計值(10%～18％)，這就意味著無鹼速凝劑不會使水泥後期強度下降。反之，預計密實度降低(表2)，但28天的強度損失較低可能是由較高的水泥程度來部分補償。
綜上所述，復合使用丙烯酸超塑化劑、硅灰和無鹼速凝劑，使用30％粉煤灰或50％礦渣取 代硅酸鹽水泥的混合硅酸鹽水泥，可以生產出低W/C的高坍落度、高強度、密實度高和耐久性好的高性能噴射混凝土。在施工中，坍落度損失小，回彈少和鹼性危險低是這種高性能噴射混凝土另外一些重要性能。

詳見
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