微硅粉对混凝土的填充作用

搅拌混凝土时，为了获得施工所需的流动性，往往需要加入更多的水(超过水泥水化所需的水量)，这不仅使水泥浆变稀，还削弱了胶结力，多余的水留在混凝土中形成水泡或水道，随着混凝土硬化，蒸发后留下孔隙。从而减小混凝土的实际受力面积，当混凝土受力时，容易在孔隙周围产生应力集中。在混凝土中，内部渗出被骨料颗粒堵塞，并聚集在骨料下形成多孔界面。骨料界面过滤区形成的氢氧化钙比其他区域多。Ca(OH)2晶体生长速度快，具有很强的平行于团聚体表面的取向。平行于骨料表面的大的Ca(OH)2晶体比水合硅酸钙凝胶(C-S-H)更容易开裂和弱化。水泥浆与骨料界面处的滤失区是多孔的，有许多定向排列的大Ca(OH)2晶体，使其成为混凝土中的弱强度区。与普通混凝土(不掺微硅粉)相比，掺入一定量的微硅粉后，高性能混凝土的强度明显提高。有学者计算过，当水泥被15%的硅粉替代时，水泥颗粒与硅粉颗粒的比例为1  2，000，000，即200万硅粉为一个水泥颗粒，因此硅粉对高性能混凝土强度影响较大。在高性能混凝土中，小于水泥颗粒直径100倍的硅粉填充了水泥浆的孔隙和水泥颗粒的空隙。其效果与水泥颗粒填充骨料空隙和细骨料填充粗骨料空隙的效果相同。它在微观尺度上增加了高性能混凝土的密实度和强度，这就是硅粉的“填充效应”。在高性能混凝土中，微硅粉填充水泥浆体可以明显减少孔的数量，提高水泥浆体的均匀性，而总孔隙率基本保持不变。