外部条件与后续处理因素
即使生产出来的微硅粉本身活性很高,后续的处理和使用条件也会显著影响其最终表现出来的活性。
团聚效应
影响:由于微硅粉颗粒极细,表面能极高,它们之间会通过范德华力强烈地相互吸引,形成疏松的团聚体。
机理:这些团聚体会“包裹”住一部分微硅粉,使其无法有效分散并与水泥颗粒接触,从而显著降低其有效活性。打破团聚是发挥其活性的关键步骤。
养护条件(温度与湿度)
影响:火山灰反应是化学反应,对温度和湿度非常敏感。
温度:提高养护温度(例如蒸汽养护)能显著加速火山灰反应速率,使微硅粉的活性在早期就得到充分发挥。
湿度:必须保证足够的湿度,为持续的水化和火山灰反应提供水源。干燥环境会中止反应。
碱度环境(pH值)
影响:火山灰反应需要在碱性环境中进行。
机理:水泥水化会生成Ca(OH)₂,使孔隙液的pH值升至12-13。这个高碱度环境会溶解微硅粉表面的无定形SiO₂保护层,激发其活性,从而与Ca(OH)₂反应生成额外的C-S-H凝胶。
密实度与搅拌工艺
影响:充分的机械搅拌或使用高效减水剂,有助于将微硅粉团聚体打散,使其均匀分布在水泥基体中。
机理:良好的分散确保了每一颗微硅粉颗粒都能参与到物理和化学反应中,否则其活性将被浪费。
常见的降低活性的“负面”因素
碳含量过高:来源于冶炼过程中未完全燃烧的焦炭。碳颗粒本身无活性,会吸附引气剂和减水剂,并阻碍微硅粉与水泥浆体的结合,降低活性。
部分结晶化:如果微硅粉在收集、储存或运输过程中经历长时间高温,无定形SiO₂可能向方石英等结晶形态转变,导致活性永久性丧失。
储存不当与受潮:吸湿受潮会导致微硅粉颗粒表面预先发生水合作用,形成一层凝胶,包裹住颗粒,从而在后续使用中延缓甚至降低其反应活性。同时,潮湿的微硅粉更易形成硬团聚,难以分散。