硅灰对新拌混凝土性能的影响？对硬化混凝土性能的影响

1、对新拌混凝土性能的影响
（1）需水量与泌水
一方面，由于球状的硅灰粒子远小于水泥颗粒，它们在水泥颗粒间起到“滚珠”作用使水泥浆体的流动性增加，同时，由于硅灰粒子可以填充水泥颗粒空隙，将这些空隙的填充水置换出来，使其成为自由水，从而使整个混凝土混合料流动性大大增加；另一方面，由于硅粉的粒径小，比表面积大，这种大比表面积对混凝土需水量将产生很大的影响，甚至影响混凝土的其他各种性能，因此，在应用中，一般将硅粉掺量限制在5%～10%，并用高效减水剂来调节需水量。由于硅粉比表面积极大，可吸附大量自由水而使泌水减少，因此，掺硅粉的混凝土没有离析和泌水现象。
（2）混凝土和易性
在混凝土水胶比较低的情况下，加入硅灰会增加黏聚性。为得到与不掺硅灰的混凝土相同的和易性，一般要增加50mm坍落度，但在水泥用量低于300kg/m3情况下，加入硅灰可以改善它的黏聚性。
（3）塑性收缩
新拌混凝土的塑性收缩与水从新拌混凝土表面蒸发的速率和混凝土底层泌水置换水的速率有关。所有减小新拌混凝土泌水的化学和矿物外加剂都会使混凝土更易于产生塑性收缩裂纹，这对于硅灰混凝土特别是这样。因此，对硅灰混凝土，特别是早期，要加强湿养护。

2、对硬化混凝土性能的影响
（1）强度
在混凝土中掺入硅粉，混凝土强度能显著提高，尤其是在蒸养条件下，效果更明显。有文献报道，在普通混凝土中掺入硅粉，其强度因掺入方式（内掺或外掺）​、掺入的品种及掺量的不同可提高40%～150%。
（2）体积稳定性
沈洋的研究表明，由于填孔与火山灰反应作用，在水泥浆体中掺入硅灰，将明显增大浆体的收缩。混凝土中掺入硅灰，可能导致混凝土自收缩增大，掺量越高，自收缩越大。因此，在掺加硅灰的同时，可考虑同时掺加其他火山灰质材料，达到取长补短的目的。
（3）耐久性能
① 抗渗性　
硅粉能改善混凝土的抗渗性能。由于硅粉的微集料效应和二次水化反应产物的填充作用，降低了混凝土的孔隙率，改善了孔径分布，使毛细孔减少，小孔增多，连通孔减少，使混凝土结构更加密实，阻水能力得到提高，混凝土抗渗性提高。一般硅灰增加混凝土抗渗性的效果要大于增强效果，有资料表明，在混凝土中掺入5%～10%的硅粉，混凝土抗渗性可提高6～11倍。
② 抗冻性　
至于抗冻性，由于水的结冰温度与孔径有关，孔径越小，冰点越低。1μm孔中，结冰温度为-2～-3℃；0.1μm孔中，为-30～-40℃，而凝胶孔中的水是不会结冰的。掺硅粉后，大大减少了混凝土中大于0.1μm的孔，因而抗冻性得以提高。有资料表明，当硅粉掺量在15%时，抗冻性约提高2倍。
③ 抑制混凝土碱-集料反应　
碱-集料反应是指混凝土毛细孔内溶液中的碱[来自水泥中的Na2O、K2O及水泥水化生成的Ca（OH）2]与集料中活性SiO2反应，形成碱的硅酸盐凝胶，致使混凝土开裂的现象。由于硅粉的火山灰活性，二次反应结合了大量碱，减少了混凝土孔溶液中碱离子浓度，加上混凝土抗渗性好，从而抑制了碱-集料反应。
④ 抗化学侵蚀性能　
混凝土的密实性和Ca（OH）2含量是造成混凝土腐蚀的最主要的内因之一。加入硅粉可以明显降低混凝土的渗透性及减少游离Ca（OH）2含量，因此，硅粉混凝土具有良好的抗化学侵蚀性能。
⑤ 抗冲磨性能　
据文献报道，硅粉在混凝土领域的推广使用源于美国WES水道试验站抗冲磨高性能混凝土的研究与应用。他们开展了大规模的试验研究，比较了许多不同的混凝土和其他材料的抗冲磨性能，结果发现高强硅灰混凝土具有很好的抗冲磨性能。随后，这一研究成果在洛杉矶河低流量截面的衬板和Kinzua大坝消力池底板更换中得到应用。2002年4月对Kinzua大坝消力池的检查显示，在使用将近20年后，硅灰混凝土状态良好。迄今为止，硅灰混凝土的使用时间，已是先前使用的混凝土修补材料的2倍，而原先使用的混凝土修补材料在使用到10年的时候，其损坏程度已经超过使用到20年的硅灰混凝土。