點(diǎn)擊藍(lán)字關(guān)注我們

本文選自《商品混凝土》雜志2024年第5期

低品質(zhì)硅灰在普通混凝土中的應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)探究

王士坤

［摘要］本文的研究對象——低品質(zhì)硅灰，主要是指 SiO含量在 70%～85% 之間、二氧化硅含量不符合 GB/T 27690—2023《砂漿和混凝土用硅灰》中 SF85 和 SF95 等級的硅灰。此類硅灰主要為硅鐵合金廠的煙道硅灰。對此類硅灰按照等量代換摻入普通混凝土中，對摻入后混凝土的拌合物性能、力學(xué)性能以及耐久性能進(jìn)行測試，并在實(shí)際生產(chǎn)過程中進(jìn)行批量應(yīng)用。經(jīng)對應(yīng)用各技術(shù)要點(diǎn)總結(jié)，結(jié)果表明：低品質(zhì)硅灰作為摻合料應(yīng)用于普通混凝土，可以明顯改善混凝土的拌合性能，顯著提高混凝土的流動性，利于泵送混凝土坍落度保持，混凝土早期強(qiáng)度增長明顯，抗碳化性能良好，生產(chǎn)綜合成本更趨于合理。

［關(guān)鍵詞］低品質(zhì)硅灰；普通混凝土；應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)

前言

優(yōu)質(zhì)硅灰作為物理改性礦物外加劑和摻合料在高強(qiáng)高性能混凝土中的應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)非常成熟。硅灰活性高、細(xì)度達(dá)納米級，摻入高強(qiáng)高性能混凝土在降低混凝土膠凝材料總量、改善混凝土拌合物性能、提高混凝土抗?jié)B抗侵蝕性能方面效果顯著。長期以來，硅灰作為高強(qiáng)高性能混凝土摻合料的相關(guān)研究與應(yīng)用較多。但是由于新冠疫情，硅灰出口受限，低品質(zhì)硅灰更是無人問津，成為大量積壓的固廢，低品質(zhì)硅灰價格低至水泥O42.5價格以下。筆者所在地的混凝土技術(shù)人員以此為契機(jī)，紛紛開展了低品質(zhì)硅灰的試驗(yàn)應(yīng)用。但是受限于試驗(yàn)檢測條件以及對于硅灰認(rèn)知，多數(shù)企業(yè)沒有能力對二氧化硅含量進(jìn)行檢測，無法識別無良供應(yīng)商的摻假硅灰；對于硅灰活性過分迷信，超量取代（1:3）水泥，由此造成混凝土開裂、強(qiáng)度不足等一系列問題。為此筆者對于本地區(qū)硅灰開展了調(diào)查研究，對市場上流通的硅灰進(jìn)行了取樣檢測，對硅灰摻入混凝土的各項性能進(jìn)行了測試，并在企業(yè)生產(chǎn)中進(jìn)行了成功應(yīng)用。在各項數(shù)據(jù)分析總結(jié)基礎(chǔ)上，結(jié)合應(yīng)用中遇到問題的解決方法，總結(jié)出低品質(zhì)硅灰在普通混凝土中應(yīng)用的工藝技術(shù)要點(diǎn)和條件。

主要研究目標(biāo)

）對本地區(qū)市場流通硅灰調(diào)研，分產(chǎn)地、廠家進(jìn)行取樣檢測，測定二氧化硅含量分布范圍。

）試驗(yàn)低品質(zhì)硅灰摻入普通混凝土的拌合物性能、力學(xué)性能和耐久性能，確定適宜的最大摻量（在國標(biāo)要求10%范圍內(nèi)）。

）實(shí)踐生產(chǎn)應(yīng)用檢測不同加密硅灰解密方式的不同對混凝土性能的影響。

硅灰檢測項目和方法

硅灰的檢測項目及檢測方法列于表

2023月至202310月，總計跟蹤檢測硅灰抽樣45組，其中內(nèi)蒙20組、陜西10組、寧夏15組。其硅灰檢測結(jié)果匯總?cè)绫?/span>

經(jīng)過對上述檢測結(jié)果分析主要得出：（）硅鐵合金廠產(chǎn)生的硅灰比金屬硅廠產(chǎn)生的硅灰所含二氧化硅含量要低；（）二氧化硅含量與活性指數(shù)呈正比相關(guān)。

摻入硅灰替代水泥后混凝土試驗(yàn)配合比及試驗(yàn)結(jié)果

3.1等量取代

C40C50兩個強(qiáng)度等級混凝土進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，配合比及力學(xué)性能結(jié)果見表、圖1，工作性能見表、圖2。

3.2不同比例取代

C30C40C50三個強(qiáng)度等級混凝土進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，配合比和力學(xué)性能見表、圖3，混凝土拌合物的工作性能測試結(jié)果見表6、圖4。

通過試驗(yàn)結(jié)果可以表明，混凝土性能和硅灰摻量、取代系數(shù)有以下規(guī)律：

）硅灰摻量與聚羧酸外加劑摻量正相關(guān)；

）低品質(zhì)硅灰摻量達(dá)8%時，混凝土強(qiáng)度增長低于基準(zhǔn)混凝土；

）低品質(zhì)硅灰超量取代系數(shù)為1:3時，混凝土早期強(qiáng)度和28d強(qiáng)度均低于基準(zhǔn)混凝土強(qiáng)度；

）作為改善混凝土和易性的礦物外加劑，不分強(qiáng)度等級、無差別等量替代水泥20kg/m，對拌合物性能影響明顯，坍落度筒倒置排空時間均在10s以內(nèi)，對硬化強(qiáng)度性能沒有不利影響。

實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用情況

4.1應(yīng)用情況

根據(jù)前述各項試驗(yàn)結(jié)果，綜合考慮，采用不分強(qiáng)度等級（C25C50）等量替代每方混凝土20kg水泥的方式投入生產(chǎn)。

目前企業(yè)按照此方式，已經(jīng)使用硅灰一年半，使用硅灰100余噸。實(shí)現(xiàn)了泵送運(yùn)輸效率雙提升。其中泵送綜合油耗較往年節(jié)省0.2/m，工地混凝土狀態(tài)調(diào)整車次明顯減少，退車率2023年全年為萬分之三。

由于硅灰對混凝土和易性的顯著改善，保坍性能增強(qiáng)，工地工人加水現(xiàn)象減少。

4.2生產(chǎn)實(shí)踐中遇到的主要問題

實(shí)際應(yīng)用中，硅灰運(yùn)輸距離較長。為提高運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本，硅灰廠家出廠時均對硅灰進(jìn)行了加密。也導(dǎo)致在混凝土中應(yīng)用時，需要對輸送入倉、計量等環(huán)節(jié)加以關(guān)注。

）硅灰卸料存儲方式有差別：噸包吊運(yùn)敞口入筒倉，弊端主要是揚(yáng)塵和拋灑；噸包拆包卸入散灰罐車吹入筒倉，弊端是吹灰時間長。這里也提示一點(diǎn)，硅灰氣泵吹入筒倉內(nèi)時間較長，一般在1.5小時左右，摻假硅灰由于摻了粉煤灰或石粉，吹灰時間明顯縮短。所以通過吹灰時間也可以在一定程度上判斷硅灰摻假與否。

）輸送計量方式主要有兩種：筒倉設(shè)在骨料斜皮帶側(cè)面，通過螺旋機(jī)、計量斗將硅灰卸在斜皮帶上骨料同時投入預(yù)存料斗，如圖利用既有水泥或摻合料筒倉計量投料。通過實(shí)踐應(yīng)用，改裝需要注意的問題主要是螺旋角度不宜過大，螺旋輸送距離不宜過長；利用既有水泥筒倉時應(yīng)調(diào)整控制程序。

兩種不同的輸送計量方式實(shí)踐應(yīng)用比較，卸在骨料皮帶上與骨料一同投料的方式比，直接螺旋輸送方式解密加密硅灰效果要好。

結(jié)論

）低品質(zhì)硅灰在混凝土中摻量適度、兩倍超量取代的情況下，混凝土的抗壓強(qiáng)度以及拌合物和易性能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，可以作為混凝土的摻合料使用。

）硅灰的品質(zhì)與其前端生產(chǎn)工藝相關(guān)，使用前需甄別其生產(chǎn)工藝和來源。

）現(xiàn)在混凝土應(yīng)用的主要為加密硅灰，要注意生產(chǎn)過程中的輸送方式、上料方式、計量精度等，確保硅灰發(fā)揮其活性作用；

）無差別在各強(qiáng)度等級混凝土中每方等量摻入20kg硅灰，能夠顯著改善混凝土拌合物保坍性能、增強(qiáng)混凝土的可泵性。

參考文獻(xiàn)

[1] 王文卓，蔣玉川，吳文軍．不同二氧化硅含量硅灰對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響[J]．中國建材科技，2020,29 (06): 59-62

[2] 馬艷芳，李寧，常鈞．硅灰性能及其再利用的研究進(jìn)展[J]．無機(jī)鹽工業(yè)，2009,41(10): 8-10

[3] 何小芳，盧軍太，李小楠，等．硅灰對混凝土性能影響的研究進(jìn)展[J]．硅酸鹽通報，2013,32(03): 423-428

供稿人：王士坤

編輯員：李海亮

審核人：孫繼成，寧夏

【標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范】

《建筑固廢再生砂粉應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》行標(biāo)

《建筑物綠色拆除與建筑垃圾綜合利用技術(shù)規(guī)程》CECS

《預(yù)拌混凝土使用說明書》團(tuán)標(biāo)

《砂漿和混凝土用石屑》團(tuán)標(biāo)

《預(yù)拌混凝土產(chǎn)品質(zhì)量追溯規(guī)范》團(tuán)標(biāo)

【會議培訓(xùn)】

2025全國混凝土行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展與廢棄物資源再生技術(shù)交流大會

第十屆全國建筑固廢和尾礦泥漿處理及資源化利用大會暨中國砂石協(xié)會建筑固廢利用分會年會

2025第二十一屆全國商品混凝土可持續(xù)發(fā)展論壇暨2025中國商品混凝土年會

預(yù)拌（商品）混凝土應(yīng)用技術(shù)和工藝技能線上培訓(xùn)

混凝土（砂漿）試驗(yàn)檢測方法實(shí)操教學(xué)線上培訓(xùn)

【咨詢服務(wù)】

科技成果評價

預(yù)拌混凝土質(zhì)量追溯研究

高速公路及橋涵高性能混凝土技術(shù)咨詢

課題研究

研發(fā)中心建設(shè)

產(chǎn)品檢測

綠色建材產(chǎn)品認(rèn)證

[綠滿庭院]《HJ建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)自保溫技術(shù)體系》推廣等

【建材“雙碳”業(yè)務(wù)】

低碳膠凝材料研發(fā)與制備

復(fù)合摻合料和再生復(fù)合摻合料研發(fā)與制備

建筑垃圾處置與資源化利用

建筑垃圾再生砂粉應(yīng)用技術(shù)

建筑垃圾再生輕粗骨料技術(shù)

碳化再生骨料制備技術(shù)

【期刊著作】

《新技術(shù)在混凝土中的應(yīng)用》圖書

《常見預(yù)拌混凝土質(zhì)量事故分析百例》圖書

《預(yù)拌混凝土企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化試驗(yàn)室建設(shè)指南》圖書

混凝土技術(shù)發(fā)展中心（以下簡稱“中心”）隸屬建筑材料工業(yè)技術(shù)情報研究所，主要職能是跟蹤分析和研究國內(nèi)外混凝土行業(yè)科技前沿動態(tài)，為全國混凝土行業(yè)開展技術(shù)服務(wù)工作，包括出版技術(shù)期刊、研究制定標(biāo)準(zhǔn)、開展技術(shù)咨詢、舉辦技術(shù)會議、承擔(dān)行業(yè)培訓(xùn)、從事認(rèn)證評價和開發(fā)研究等，中心是建材情報所主要業(yè)務(wù)部門之一。中心擁有員工10人，其中博士3人，正高職稱3人，副高職稱4人。中心掛靠的行業(yè)協(xié)會分支機(jī)構(gòu)包括中國散裝水泥推廣發(fā)展協(xié)會混凝土專業(yè)委員會、中國散裝水泥推廣發(fā)展協(xié)會預(yù)制建筑產(chǎn)業(yè)專業(yè)委員會、中國砂石協(xié)會建筑固廢利用分會、建筑材料工業(yè)技術(shù)情報研究所雙碳研究中心。依托中心成立的平臺有預(yù)拌混凝土質(zhì)量追溯公共服務(wù)平臺、混凝土行業(yè)數(shù)字化服務(wù)平臺、中國商品混凝土行業(yè)企業(yè)專家委員會（擁有200余名行業(yè)一線專家）、北京砼享未來工程技術(shù)研究院（會員制技術(shù)和管理服務(wù)）。

中心每年參與多個混凝土技術(shù)咨詢和技術(shù)服務(wù)項目，包括雄安新區(qū)混凝土項目咨詢、河北省多個高速公路高性能混凝土技術(shù)咨詢、固廢基膠凝材料和再生復(fù)合摻合料研發(fā)和制備技術(shù)，以及數(shù)十個混凝土企業(yè)的技術(shù)服務(wù)工作。開展預(yù)拌混凝土綠色產(chǎn)品認(rèn)證和科技成果評價工作。

咨詢電話：孫繼成 焦素芳 李海亮 13520073698 13521286915

---

聲明：本文系轉(zhuǎn)載自互聯(lián)網(wǎng)，請讀者僅作參考，并自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。若對該稿件內(nèi)容有任何疑問或質(zhì)疑，請立即與鐵甲網(wǎng)聯(lián)系，本網(wǎng)將迅速給您回應(yīng)并做處理，再次感謝您的閱讀與關(guān)注。