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矿渣和硅灰材料知识

矿渣又称粒化高炉矿渣，是由高炉炼铁熔融的矿渣骤冷时，来不

及结晶而大部分形成的玻璃态物质。其主要组分为氧化钙、氧化硅和

氧化铝，共占总量的95%以上，它具有较高的潜在活性，在激发剂

的作用下，与水化合可生成具有水硬性的胶凝材料。

磨细矿粉作为一个独立的产品出现在建筑市场，广泛应用于预制

和预拌混凝土中，磨细矿粉在水泥或混凝土中的掺加量则可达20－

70%。一些欧洲国家甚至允许掺到85%。磨细矿粉则通常采用“等

量”取代水泥方式配制混凝土，其强度仍然可以满足设计要求。

主要特点：

o减少坍落度损失

o大大提高混凝土耐久性

o对混凝土的显著增强作用

o优良的碱骨料抑制剂

o增强混凝土的抗腐蚀性

o提高混凝土的可泵性

o减少混凝土泌水

硅灰是在冶炼硅铁合金和工业硅时产生的SiO2和Si气体与

空气中的氧气迅速氧化并冷凝而形成的一种超细硅质粉体材料。

一、硅灰的物理化学性能：
1、硅灰:外观为灰白色粉末、耐火度>1600℃。容重：200~250

千克/立方米。硅灰的化学成份见下表：

项目SiO2Al2O3Fe2O3MgOCaO

Na2OPH

平均

值85~94%1.0±0.2%0.9±0.3%0.7±0.1%0.3±0.1%

1.3±0.2%中性

2、硅灰的细度：硅灰中细度小于1μm的占80%以上，平均粒

径在0.1～0.3μm，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。

3、颗粒形态与矿相结构：硅灰在形成过程中，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

球状体可以起到润滑的作用。

二、作用：硅灰能够填充水泥颗粒间的孔隙，同时与水化产物生

成凝胶体，与碱性材料氧化镁反应生成凝胶体。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：

1、显著提高抗压、抗折、抗渗、防腐、抗冲击及耐磨性能。

2、具有保水、防止离析、泌水、大幅降低砼泵送阻力的作用。

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。
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。

5、是高强砼的必要成份，已有C150砼的工程应用。

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。

7、有效防止发生砼碱骨料反应。

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。

三、适用范围：

商品砼、高强度砼、自流平砼、不定形耐火材料、干混（预拌）

砂浆、高强度无收缩灌浆料、耐磨工业地坪、修补砂浆、聚合物

砂浆、保温砂浆、抗渗砼、砼密实剂、砼防腐剂、水泥基聚合物

防水剂；橡胶、塑料、不饱合聚酯、油漆、涂料以及其他高分子

材料的补强，陶瓷制品的改性等等。

四、应用领域：

用于砂浆与砼中：高层建筑物、海港码头、水库大坝、水利、涵

闸、铁路、公路、桥梁、地铁、隧道、机场跑道、砼路面以及煤

矿巷道锚喷加固等。

五、使用方法及注意事项：

1、掺量：一般为胶凝材料量的5-10%。硅灰的掺加方法分为内

掺和外掺，

①内掺：在加水量不变的前提下，1份硅粉可取代3-5份水泥（重

量）并保持混凝土抗压强度不变而提高混凝土其它性能。
②外掺：水泥用量不变，掺加硅灰则显著提高混凝土强度和其它

性能。混凝土掺入硅灰时有一定坍落度损失。这点需在配合比试

验时加以注意。硅灰须与减水剂配合使用，建议复掺粉煤灰和磨

细矿渣以改善其施工性。用硅灰配制混凝土时，一般与胶凝材料

的重量比为：

（一）高性能混凝土：5-10%；

（二）水工混凝土：5-10%;

（三）喷射混凝土：5-10%；

（四）助泵剂：2-3%；

（五）耐磨工业地坪：6-8%；

（六）聚合物砂浆、保温砂浆：10-15%，使用前请根据实际需

要通过实验选定合理、经济的掺量。

2、掺加方法：

硅灰混凝土及浇注料应由试验室作出施工配合比。严格按照配合

比施工。在硅灰混凝土的搅拌中硅灰应在骨料投料之后立即加入

搅拌机。加入方式有两种程序：

①投入骨料，随后投入硅灰、水泥干拌后，再加入水和其它外加

剂。

②投入粗骨料+75%水+硅灰+50%细骨料，搅拌15-30秒，然

后投入水泥+外加剂+50%细骨料+25%水，搅拌至均匀。搅拌

时间比普通混凝土延长20-25%或50-60秒。切忌将硅粉加入已

拌和的混