微珠粉煤灰在超高性能混凝土中的应用

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摘 要：微珠粉煤灰是一种新型的建筑材料，其与普通粉煤灰相比，粒径更小、活性较高、减水性以及填充性更加，而且需水量比较小，这种材料是超高性能混凝土的组成成分之一，其应用范围更加广泛，性能也更强，在建筑施工中收到了很好的效果。经过实践分析发现，微珠粉煤灰可以提高超高性能混凝土的流动性，还能降低其粘度，也能减小混凝土泵送带来的阻力，是一项值得在超高性能混凝土施工中推广的材料。

关键词：微珠；粉煤灰；超高性能；混凝土；应用

微珠粉煤灰的优点与特性很多，其在超高性能混凝土建筑施工的应用中发挥着重要的作用。经过实践与对比发现，采用微珠粉煤灰材料，可以增加混凝土的性能，使其流动性更强，还能降低超高性能混凝土的粘性，使其泵送更加快捷方便，还提高了混凝土的强度，从而提高了建筑的质量。针对微珠粉煤灰的特点以及在超高性能混凝土中的应用进行了分析与介绍，并与普通粉煤灰的物化性能进行了比较，经过对比发现，微珠粉煤灰的各项性能均优于普通粉煤灰，所以，应该在建筑施工中大力推广这一材料。

1 微珠粉煤灰的特点

微珠粉煤灰是在普通粉煤灰的基础上，对其各项性能进行的优化，所以其具有很大的进步性。应用普通粉煤灰的超高性能混凝土，一般拌合物粘度比较大，泵送过程难度较大而且强度比较低，这些问题影响了混凝土效用的发挥，而且不适合应用在超高层建筑施工中。为了提高超高层建筑的施工质量，建筑单位引进了微珠粉煤灰材料，这种材料是一种新型的微型粉状材料，是对普通粉煤灰的加工与精选，其粒径比较小，是一种亚微米，并且近乎正球状的粉末材料。这种材料的优点很多，不但活性比较高，而且质量较轻、抗压能力较强，可以提高混凝土的流动性以及稳定性，应用这种材料的高性能混凝土在超高层建筑中发挥着重要的作用。

微珠粉煤灰是由多种化学物质构成的，主要包括SiO2和A12O3，其与水泥混合后形成的Ca（OH）2能继续反应，形成硅酸钙等水化物，这种水化物可以填充硬化混凝土的空隙，从而提高混凝土的强度以及抗侵蚀能力，使混凝土更加经久耐用。另外，微珠粉煤灰还有一项重要的优点是需水量比较小，具有较强的滚珠、填充能力，可以延长混凝土的使用寿命。微珠粉煤灰的粒径比较小，多呈规则的球状，所以，可以发挥很好的滚珠作用。在超高性能混凝土中应用微珠粉煤灰，降低了其水灰比以及粘度，使混凝土更易于泵送。

2 微珠粉煤灰与普通粉煤灰的物化性能对比

2.1 物理性能比较

2.1.1 颗粒级配

通过对微珠粉煤灰以及普通粉煤灰的对比发现，微珠粉煤灰的粒径比较小，普通粉煤灰的平均粒径是微珠粉煤灰的数倍。而粉煤灰的粒径越小，其活性则越高，而且需水量也较小，应用微珠粉煤灰的混凝土性能更强，耐久性也更强，经过调查发现，微珠粉煤灰的颗粒级配连续性更强，这对增强混凝土的强度有很大帮助。

2.1.2 形貌比较

微珠粉煤灰与普通粉煤灰形貌的比较需要在扫描电镜下进行，经过对比发现，微珠粉煤灰的形状近乎圆球状，而且外形比较规整，其级配连续性比较高。普通粉煤灰中只有一部分颗粒呈圆球状，有近乎一半的颗粒呈不规则球体。微珠粉煤灰由于外形的特点，比较容易发挥良好的滚珠作用，而且可以很好的填充混凝土的空隙，可以使混凝土更加密实，这也大大提高了混凝土的强度。相对而言，普通粉煤灰的由于粒径较大，在应用的过程中不能很好的填充混凝土空隙，所以，应用微珠粉煤灰可以更好的提高超高性能混凝土强度。

2.1.3 微珠与粉煤灰物理性能比较

微珠与粉煤灰的物理性能比较见表1。

表1 微珠与粉煤灰物理性能

2.2 微珠与粉煤灰的化学性能

微珠与粉煤灰的化学成分见表2。

表2 微珠与粉煤灰的化学成分对比

由表2可看出，微珠中SiO2和Al2O3含量较高，尤其微珠中的SiO2的含量偏高，SiOb是玻璃体的主要成分，也是形成水化硅酸钙凝胶的主要来源，而粉煤灰中的SiO2，Al2O3对粉煤灰的火山灰性质贡献很大，并且微珠的平均粒径小，全部是规则的圆球体，比表面积大，需水量低，因此微珠的表面活性明显高于粉煤灰。

3 混凝土拌合物性能

分别采用粉煤灰和微珠做混凝土试拌，聚羧酸高性能外加剂的掺量分别为3.7%和2.8%，说明同样用水量微珠比粉煤灰需求外加剂少，即用水量低，验证了微珠的需水量低。比较新拌混凝土的出机流动性，掺加微珠的流速很快，拌合物不粘，掺加粉煤灰的明显流速慢，而且拌合物很重且粘，不适宜高层泵送。

由于掺加了8%的硅灰，增加了混凝土拌合物的需水量与粘度，所以提高了胶凝材料中微珠的比例，以降低新拌混凝土的粘度，提高其工作性，降低施工难度，同时也有利于混凝土长期的强度发展，提高耐久性。

4 硬化后混凝土性能

4.1 力学性能

通过对硬化后混凝土力学性能的对比发现，掺微珠的混凝土3、7、28d抗压强度均比掺粉煤灰的高，早期和后期强度说明了微珠的活性好，能明显提高混凝土的强度，利于后期抵抗破坏，延长使用寿命。

4.2 抗氯离子渗透性（电通量）

根据《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（GB/T 50082-2009）中规定，本试验的电通量测试结果为173库仑，渗透性属于很低，具有良好的抗氯离子渗透性。说明机构密实，抵御外界有害离子的侵蚀能力好，利于延长使用寿命。

4.3 抗碳化性能

试验做了3组9块掺加微珠的混凝土试件， 做60 d后的抗碳化性能测试，均无碳化情况发生，抗碳化能力非常好。

结束语

通过对比发现，微珠粉煤灰的各项性能均优于普通粉煤灰，这与微珠粉煤灰的颗粒级配、形状、物理化学性能有很大的关系。微珠粉煤灰是对普通粉煤灰的加工与精选，其粒径非常小，而且活性较高，减水性较强，可以有效的填充超高性能混凝土的空隙，增加其强度；微珠粉煤灰颗粒近乎完美的球状体，所以滚珠的能力较强，而且需水量比较小，可以有效增加混凝土的密实度，其在超高层建筑中发挥着重要效用。应用微珠粉煤灰的超高性能混凝土，流动性比较强，其形成的混凝土拌合物更加适合泵送，所以，在超高性能混凝土施工中应该大力推广微珠粉煤灰材料。

参考文献

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