微硅粉在城市立交现浇箱梁中的应用

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摘要：城市立交现浇箱梁多为高标号混凝土，钢筋混凝土结构材料和使用环境的特点，混凝土结构存在着耐久性的问题，由于混凝土结构的耐久性病害而导致的经济损失是非常巨大的，并且随着环境的变化和功能要求的提高，此类问题会愈加突出。城市立交车辆通行量大，且多位于城市主干道，因此提高桥梁耐久性对保证行车安全和城市交通顺畅具有重要意义，提高桥梁耐久性的方法有多种，本文结合南宁市白沙友谊立交施工实际，对微硅粉在城市立交现浇箱梁中的应用进行探讨。

关键词：微硅粉现浇箱梁应用

中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号：

1.工程概况

南宁市白沙友谊立交位于位于友谊路与白沙大道交口处，为半苜蓿叶+半定向匝道组合的三层互通式立交，全桥共两座主线桥，八条匝道，以及地面交通系统，箱梁共计24联。本桥采用现浇预应力混凝土连续箱梁桥，桥墩采用钢筋混凝土柱式Y型墩，承台接钻孔灌注桩基础；桥台采用柱式桥台及肋板式桥台，钻孔灌注桩基础，桩基按嵌岩桩设计。

根据设计要求，在主梁砼内加入适量微硅粉（25Kg/m3），以提高砼的耐久性。

2.微硅粉的物理化学性能

2.1.外观

为灰色或灰白色粉末﹑耐火度>1600℃。容重：1600~1700千克/立方米。化学成份见下表：（各种不同的硅灰化学组成是不同的，以下为本工程所选用的微硅粉的化学组成）

项目 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

2.2.细度

细度小于1um的占80%以上，平均粒径在0.1～0.3um，比表面积为:20～28m2/g。其细度和比表面积约为水泥的80～100倍，粉煤灰的50～70倍。

2.3.颗粒形态与矿相结构

在形成过程中，因相变的过程中受表面张力的作用，形成了非结晶相无定形圆球状颗粒，且表面较为光滑，有些则是多个圆球颗粒粘在一起的团聚体。它是一种比表面积很大，活性很高的火山灰物质。掺有硅灰的物料，微小的球状体可以起到的作用。

微硅粉的作用及原理

普通混凝土内部不密实 ，水泥呈碎石状 、有棱角。由于孔隙中水表面张力作用．颗粒间不完全接触；加入减水剂后，消除水的表面张力作用，颗粒接触，孔隙率减少；加入微硅粉后，由于微硅粉颗粒小，且为球形 ，微硅粉颗粒可填充其间，并与Ca(OH)2反应，生成新物质．堵塞孔道．大孔隙减少， 生成的C— S — H 晶体强度高、稳定性好，同时，由于微硅粉混凝土泌水少，改善了过渡区的结构，因而提高了混凝土强度。在水泥基的砼、砂浆与耐火材料浇注料中，掺入适量的硅灰，可起到如下作用：

3.0.1显著提高抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能。

3.0.2具有保水、防止离析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用。

3.0.3显著延长砼的使用寿命。特别是在氯盐污染侵蚀、硫酸盐侵蚀、高湿度等恶劣环境下，可使砼的耐久性提高一倍甚至数倍。

3.0.4大幅度降低喷射砼和浇注料的落地灰，提高单次喷层厚度。

3.0.5是高强砼的必要成份。

3.0.6具有约5倍水泥的功效,在普通砼和低水泥浇注料中应用可降低成本.提高耐久性。

3.0.7有效防止发生砼碱骨料反应。

3.0.8提高浇注型耐火材料的致密性。在与Al2O3并存时，更易生成莫来石相，使其高温强度，抗热振性增强。

本工程主要利用微硅粉提高混凝土耐久性的作用。

4.配合比试验

微硅粉的掺加方法分为内掺和外掺。（1）内掺：在加水量不变的前提下，1份微硅粉可取代3~4份水泥（重量）而保持混凝土立方体抗压强不变而提高混凝土其它性能。（2）外掺：水泥用量不变，掺加微硅粉则显著提高混凝土强度和其它性能。混凝土掺入微硅粉时有一定坍落度损失。这点需在配合比试验时加以注意。微硅粉必须与减水剂联合使用：建议复掺粉煤灰改善其施工性。用微硅粉配制混凝土时，一般与凝胶材料的重量比为：①高性能混凝土；5~15%；②水工混凝土：5~10%；③喷射混凝土：5~10%；④助泵剂：2~3%；超量应进行论证。

本工程采用外掺法进行微硅粉的添加。

5.搅拌方法

微硅粉混凝土应用试验室作出施工配合比，严格按照配合比施工。在微硅粉混凝土搅拌时微硅粉应在骨料投料之后加入搅拌机。加入方式有两种程序：①投入骨料，随后投入微硅粉搅拌片刻，然后加入水泥干拌一会，再加入水和其它外加剂。②投入粗骨料+75%水+微硅粉+50%细骨料，搅拌15~30秒，然后投入水泥+外加剂+50%细骨料+25%水+外加剂，搅拌至均匀。搅拌时间比普通混凝土延长20~25%或50~60秒。切忌将微硅粉加入已拌和的混凝土中。

6.施工方法

微硅粉混凝土与普通混凝土的施工方法并无区别，但施工中良好地组织与振动密实很有必要。微硅粉混凝土早强的性能会使终凝时间提前，在抹面时应加注意：同时掺加微硅粉会提高混凝土的料滞性和大幅度减少泌水，使抹面困难，必要时应采用带振动功能的抹面设备。

微硅粉混凝土施工安全应严格按照混凝土工程的有关国家施工规范进行操作，但因微硅粉较轻，严禁高空抛洒材料，防止微硅粉飞杨。

7.结束语

南宁市友谊路～白沙大道立交地处南宁市江南区，位于友谊路与白沙大道交口处，立交建成后能够有效实现快速路之间交通的快速转换，对充分发挥城市路网功能，改善城市交通的环境具有十分重要的意义。

通过微硅粉在本工程现浇箱梁中的有效应用，有效提高了混凝土的耐久性能同时我们在施工中也在不断总结，优化配合比设计，以便更加充分发挥矿物掺料的作用。

参考文献：

[1]《高强高性能混凝土用矿物外加剂》GB/T 18736—200