【學(xué)員問題】硅灰改善硬化水泥漿體微觀結(jié)構(gòu)的機理條件？

  【解答】硅灰（微硅粉）能夠在很大程度上改善硬化水泥漿體和混凝土的性能，主要是由于硅灰（微硅粉）具有較強的火山灰活性及其較小的粒徑和較大的比表面積。

  首先，硅灰（微硅粉）具有很強的火山灰活性。雖然硅粉直接加到水中時并不與水發(fā)生水化反應(yīng)，但將硅灰（微硅粉）與水泥同時加入到水中，當(dāng)水泥發(fā)生水化反應(yīng)時，硅灰（微硅粉）立即與水泥水化產(chǎn)物之一Ca（OH）2發(fā)生二次水化反應(yīng)（即火山灰反應(yīng)），生成C-S-H凝膠體，這樣既消耗了水化水泥漿體里的Ca（OH）2，又使C-S-H凝膠體（火山灰反應(yīng)的生成物）增多，且硅粉還能與水化水泥漿體中另一種水化產(chǎn)物C-S-H凝膠體（又稱傳統(tǒng)C-S-H凝膠體）反應(yīng)，生成低Ca/Si比的新C-S-H凝膠體（又稱火山灰C-S-H凝膠體）。火山灰C-S-H凝膠體與傳統(tǒng)C-S-H凝膠體的組成和性質(zhì)均不相同，它能與氫氧根離子、鋁離子等聚合，而且聚合后相當(dāng)穩(wěn)定。新生成的C-S-H凝膠體不會在酸性溶液中分解，這便是使用硅粉配制的硬化水泥漿體對酸性介質(zhì)有一定的抵抗能力，對滲析、鹽霜、碳化有較強抵抗能力的原因。

  另外，混凝土的界面過渡區(qū)內(nèi)Ca（OH）2及鈣礬石具有取向性，且界面過渡區(qū)的晶體比硬化水泥漿體中的晶體粗大，具有更多的孔隙，且水泥漿體相對來說泌水性大，在水泥漿體中的水分向上遷移的過程中會在骨料下面形成水膜，削弱界面的粘結(jié)，形成界面過渡區(qū)的微裂縫。而在凝膠土中摻加硅粉后，由于反應(yīng)消耗了絕大部分的Ca（OH）2，并使傳統(tǒng)C-S-H混凝體轉(zhuǎn)變?yōu)榛鹕交褻-S-H凝膠體，與此同時，由于硅粉比表面積極大，可吸附大量自由水而減少泌水，減少自由水在集料界面上的聚集，使界面區(qū)結(jié)構(gòu)密實，同時Ca（OH）2晶體的生長也受到限制，晶粒得到細化，排列的取向度降低，從而使界面過渡區(qū)的微結(jié)構(gòu)改善。其次，由于硅粉粒徑較小，平均粒徑約為0.1μm，約為硅酸鹽水泥顆粒粒徑的1/100，同時硅粉的比表面積非常大，用氮氣吸附法測定的硅粉比表面積達20㎡/g，所以硅粉非常容易成團，故在水泥水化時可以作為水泥水化所需要的晶核，從而加速水泥水化。同時，由于硅粉顆粒細小，它可以填充硬化水泥漿體中的細小孔隙，從而減小水泥漿體的孔隙率，進而使硬化水泥漿體和混凝土更密實、強度更高，同時增強硬化水泥漿體和混凝土抵抗外力變形的性能，從而使硬化水泥漿體和混凝土的徐變和干縮減少