硅藻土

　　泵送商品混凝土要求有很好的流動性、強度和耐久性。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、沸石和超細礦渣、粉煤灰等數種。其中硅灰雖然性能好，但價格昂貴，難以大量推廣應用。煅燒硅藻土，有充足的原料來源、良好的化學活性、表面能高和微集料填充效應好，摻入混凝土中取代部分水泥，有顯著的流化和增強效果，同時又能使混凝土獲得較高的耐久性，因此，是配制高強、高耐久性、可泵性好的泵送混凝土的優(yōu)質摻合料。

1 、煅燒硅藻土的物化性能

　　經 600~ 800 ℃ 煅燒，采用超細混磨機 細磨處理后的煅燒硅藻土呈米黃色粉狀，具有獨特、有序排列的微結構，性能穩(wěn)定，耐酸、微粒堅硬、孔容 1.34 ml/g ，、比表面積 ( 特別是內比表面積 ) 大，有良好的火山灰性質。煅燒硅藻土與其它幾種摻合料化學組成和比表面積如表 1 。

表1幾種摻合料化學組成和比表面積

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

　　硅藻土是由單細胞低等水生植物硅藻的遺骸堆積而成，本質是無定型 SiO 2 ，非晶體結構，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)則網絡結構。其中存在著 SiO 4- 4 、 Si 2 O 6- 等離子團及其聚合物。網絡結構中硅氧四面體的聚合程度越低，則非晶體的穩(wěn)定性越差，反應活性越強。經過煅燒和超細粉碎，破壞了硅藻土的網絡結構，骨架斷裂，產生了大量斷裂的化學鍵，比表面積增加，表面能增大，可溶硅含量增加，負電位 ζ 絕對值增大，具有很強的火山灰性；當與水泥水化析出的 Ca(0H) 2 發(fā)生反應時，便迅速吸附 Ca(0H) 2 ， ζ 電位也迅速提高，并由負電位轉變?yōu)檎娢?，生?C — S — H 凝膠，填充混凝土內部孔隙，使得 28 d 抗壓強度比在 100%以上。

　　由于煅燒硅藻土具有大量有序排列的微孔結構，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性，減少或者避免了粗集料下部由于內分層現(xiàn)象所形成的水囊，提高了集料與砂漿界面的粘結力。還由于煅燒硅藻土的微孔暢通，粒度細，比表面積大，與水泥結合的有效面積大，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混凝土性能的影響

　　表 2 中基準混凝土配合比為： 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混凝土性能的影響對比情況見表 3 。

表 3 幾種摻合料對混凝土性能的影響

　　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：

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

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

3 、煅燒硅藻土的應用實例

　　某地以經過加工處理的煅燒硅藻土，代替從挪威進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 。將其用于國家重點工程—云南省魯布革電站的地下硐體工程。至今已應用 18 年，仍無任何不良后果 ( 該項目獲得昆明市科技進步獎 ) 。灰砂比同為 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比見表 4 。

表 4 2 種摻合料對噴灌混凝土性能影響的對比