硅藻土

　　泵送商品混凝土要求有很好的流動(dòng)性、強(qiáng)度和耐久性。能滿足這種要求的摻合料，有硅灰、煅燒煤矸石、煅燒偏高嶺石、煅燒硅藻土、沸石和超細(xì)礦渣、粉煤灰等數(shù)種。其中硅灰雖然性能好，但價(jià)格昂貴，難以大量推廣應(yīng)用。煅燒硅藻土，有充足的原料來源、良好的化學(xué)活性、表面能高和微集料填充效應(yīng)好，摻入混凝土中取代部分水泥，有顯著的流化和增強(qiáng)效果，同時(shí)又能使混凝土獲得較高的耐久性，因此，是配制高強(qiáng)、高耐久性、可泵性好的泵送混凝土的優(yōu)質(zhì)摻合料。

1 、煅燒硅藻土的物化性能

　　經(jīng) 600~ 800 ℃ 煅燒，采用超細(xì)混磨機(jī) 細(xì)磨處理后的煅燒硅藻土呈米黃色粉狀，具有獨(dú)特、有序排列的微結(jié)構(gòu)，性能穩(wěn)定，耐酸、微粒堅(jiān)硬、孔容 1.34 ml/g ，、比表面積 ( 特別是內(nèi)比表面積 ) 大，有良好的火山灰性質(zhì)。煅燒硅藻土與其它幾種摻合料化學(xué)組成和比表面積如表 1 。

表1幾種摻合料化學(xué)組成和比表面積

注：表中煅燒硅藻土和硅灰的石灰吸收值分別為 223.62 mg/g 、 115.50 mg/g 。

2 、煅燒硅藻土作混凝土摻合料的試驗(yàn)

　　硅藻土是由單細(xì)胞低等水生植物硅藻的遺骸堆積而成，本質(zhì)是無定型 SiO 2 ，非晶體結(jié)構(gòu)，即由硅氧四面體通過橋氧搭接而成的向三維空間發(fā)展的無規(guī)則網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。其中存在著 SiO 4- 4 、 Si 2 O 6- 等離子團(tuán)及其聚合物。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中硅氧四面體的聚合程度越低，則非晶體的穩(wěn)定性越差，反應(yīng)活性越強(qiáng)。經(jīng)過煅燒和超細(xì)粉碎，破壞了硅藻土的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，骨架斷裂，產(chǎn)生了大量斷裂的化學(xué)鍵，比表面積增加，表面能增大，可溶硅含量增加，負(fù)電位 ζ 絕對(duì)值增大，具有很強(qiáng)的火山灰性；當(dāng)與水泥水化析出的 Ca(0H) 2 發(fā)生反應(yīng)時(shí)，便迅速吸附 Ca(0H) 2 ， ζ 電位也迅速提高，并由負(fù)電位轉(zhuǎn)變?yōu)檎娢?，生?C — S — H 凝膠，填充混凝土內(nèi)部孔隙，使得 28 d 抗壓強(qiáng)度比在 100%以上。

　　由于煅燒硅藻土具有大量有序排列的微孔結(jié)構(gòu)，所以將其摻入到混凝土中，即具有“雙微孔系統(tǒng)”。這種“雙微孔系統(tǒng)”，在混合料中有吸水作用，在混凝士硬化過程中有“供水作用”。這種良好的持水功能有效地降低了硅藻土微粒表面的局部水灰比，增加了混凝土的密實(shí)性，減少或者避免了粗集料下部由于內(nèi)分層現(xiàn)象所形成的水囊，提高了集料與砂漿界面的粘結(jié)力。還由于煅燒硅藻土的微孔暢通，粒度細(xì)，比表面積大，與水泥結(jié)合的有效面積大，持水性好，所以能顯著提高混合漿體的流動(dòng)度，降低坍落度損失，還有抗凍的效果 ( 見表 2) 。

表 2 煅燒硅藻土摻合料對(duì)混凝土性能的影響

　　表 2 中基準(zhǔn)混凝土配合比為： m( 水泥 ) ： m( 砂 ) ： m( 石 ) ： m( 水 ) ： m( 減水劑 )=450 ： 680 ： 1100 ： 175 ： 2.2 ；選用煅燒硅藻土作摻合料的混凝土配合比為： m( 水泥 ) ： m ( 硅藻土 ) ： m( 砂 ) ： m( 石 ) ： m( 水 ) ： m( 減水劑 )=450 ： 9 ： 680 ： 1100 ： 175 ： 2.2 。

　　煅燒硅藻土與其它幾種摻合料對(duì)混凝土性能的影響對(duì)比情況見表 3 。

表 3 幾種摻合料對(duì)混凝土性能的影響

　　從表 2 、表 3 可見，以煅燒硅藻土作摻合料的混凝土與基準(zhǔn)混凝土，分別摻加粉煤灰、礦渣、沸石、硅灰的混凝土相比，具有以下特點(diǎn)：

(1) 以煅燒硅藻土作摻合料配制的混凝土的性能與基準(zhǔn)混凝土相比，煅燒硅藻土提高混凝土的抗壓強(qiáng)度和流動(dòng)度的貢獻(xiàn)明顯：煅燒硅藻土摻量2%時(shí)，28d 的抗壓強(qiáng)度比基準(zhǔn)混凝土提高13.7 MPa ，提高率為 22%； 60 min 流動(dòng)度，提高 50.2 mm ，提高率為 41.4%。

(2) 其它摻合料對(duì)基準(zhǔn)混凝土性能的影響，以摻5%、10%、 20%的硅灰提高混凝土 28 d 的抗壓強(qiáng)度為佳；而分別摻礦渣、沸石的對(duì)提高混凝土流動(dòng)度較好，但這幾種摻合料均不如摻 2 ％煅燒硅藻土對(duì)提高混凝土性能的貢獻(xiàn)大。

3 、煅燒硅藻土的應(yīng)用實(shí)例

　　某地以經(jīng)過加工處理的煅燒硅藻土，代替從挪威進(jìn)口的硅砂作噴灌混凝土的摻合料，摻入量 2 % ~3 %，可泵性好，回彈率低，可噴高度為 11 m 。將其用于國家重點(diǎn)工程—云南省魯布革電站的地下硐體工程。至今已應(yīng)用 18 年，仍無任何不良后果 ( 該項(xiàng)目獲得昆明市科技進(jìn)步獎(jiǎng) ) ?；疑氨韧瑸?1 ：1，分別摻加硅砂 (PN36) 和煅燒硅藻土 (PN37 、 PN32) 的噴灌混凝土的性能對(duì)比見表 4 。

表 4 2 種摻合料對(duì)噴灌混凝土性能影響的對(duì)比