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DL／T 5777-2018 水工混凝土掺用硅粉技术规范简介：

DL/T 5777-2018是中华人民共和国电力行业标准，全称为《水工混凝土掺用硅粉技术规范》。该规范主要针对水工混凝土的施工中，硅粉的掺用技术进行了详细的规定。

硅粉，也称为硅微粉，是一种高纯度的无定形硅材料，具有良好的活性和活性高、耐高温、耐酸碱、抗磨损等特性。在混凝土中掺用硅粉，可以改善混凝土的性能，如提高其强度、耐久性、抗渗透性、耐冻融性能等。

DL/T 5777-2018规范主要包括以下内容： 1. 硅粉的选用：对硅粉的品种、纯度、粒径等有严格的要求，以确保其质量和适用性。 2. 掺加量的确定：根据混凝土的性能要求和结构特点，规定了硅粉的合理掺加量。 3. 掺加方法：详细说明了硅粉的掺加技术，包括掺加设备的选择、掺加过程的控制等。 4. 工艺控制：对混凝土的搅拌、养护等工艺进行了规定，以保证硅粉能够充分发挥作用。 5. 质量检测：明确了硅粉掺加混凝土的各项质量检测指标和方法。

该规范对于保证水工混凝土的质量、延长使用寿命以及提升工程的整体性能具有重要作用。

DL／T 5777-2018 水工混凝土掺用硅粉技术规范部分内容预览：

表2不同硅铁合金冶炼厂收集到的硅粉的化学成分（%）

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表3国内外标准中硅粉品质指标对比

GB 5135.4-2003 自动喷水灭火系统 第4部分 干式报警阀DL/T5777 2018

国水电工程中混凝土应用硅粉的品质指

（2）烧失量。目前国内外的工业硅生产，大都是以硅石为原 料，碳质原料为还原剂，用电炉进行熔炼。硅粉的二氧化硅含量 越高、品质越好，碳等其他有害杂质含量越低，烧失量越小。 硅粉是纳米级颗粒，掺入胶凝体系时由于超细颗粒的吸附效 会对混凝土的含气量产生一定影响。此外，硅粉中含有的碳也 会吸附部分引气剂，为降低硅粉对混凝土含气量的影响程度，本 规范对硅粉的烧失量进行了规定。 根据表1、表2和表4中国内外的硅粉生产与应用现状，硅 粉的烧失量通常在1.0%4.5%之间；结合表3中国内外标准给出 的限值，本规范明确要求硅粉的烧失量不得超过5%。 （3）细度。细度是影响硅粉的形态效应、微集料效应与火山 灰效应的重要因素之一。硅粉的颗粒粒径越小，火山灰活性越高， 但同时需水量比也越大。 硅粉在冷凝时的气、液、固相变的过程中受表面张力的作用 形成大小不一的圆球状，且表面较为光滑，有些可能是两个 或多个圆球粒黏凝在一起。粉煤灰与硅粉的颗粒形貌对比见图 1，清晰可见硅粉颗粒比粉煤灰颗粒要细得多，且硅粉出现团聚 现象。

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图1粉煤灰与硅粉的SEM图片

硅粉是超细粉末，颗粒极其细微，粒径小于1um的颗粒占比 30%以上，平均粒径0.1um~0.15um，仅是水泥颗粒直径的1/100， 其比表面积可达25000m*/kg～30000m*/kg，是水泥比表面积的 50倍～100倍。硅粉的粒度分布与制造方法、电弧炉的操作条件 等有关。 结合激光粒度分析仪，对LT生产的硅粉（其二氧化硅含量 为88.4%）进行颗粒粒径分析，试验结果见表5和图2，其中D10 表示在累计粒度分布曲线中，10%体积的颗粒直径小于该值，单 位为μm；D50、D90与此类似。D（4，3）表示体积平均粒径， 单位为um。试验结果表明，硅粉中粒径小于1um的颗粒占比达 到37.8%。而SC硅粉的粒度分析结果（见表6）表明，该硅粉粒 径小于0.5um的颗粒占比高达89.4%

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硅粉的激光粒度分析试验结果（干法分

表6SC硅粉的激光粒度分析试验结果

图2硅粉颗粒激光粒度分析试验结果

硅粉颗粒容易团聚，在确定其细度时一般采用水筛法，筛孔 径45um，取10g硅粉，在0.1MPa水压喷头下水筛，得出筛余量。 唐山、北京、上海硅粉，水筛15min，筛余不超过3%。随着硅粉 品质的提高，筛余不断减小，《电炉回收二氧化硅微粉》GB/T21236 对不同品质的硅粉的细度进行了规定，其中SF85硅粉的45um筛 余不得超过10%，如表7所示。

表7不同品质硅粉的45m筛余技术要求

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采用氮吸附法测定不同冶炼厂收集到的硅粉，其比表面积约 为15000m/kg～25000m/kg，平均值为20000m/kg左右，几种 硅粉的比表面积与平均粒径如表8所示。根据经验，硅粉的比表 面积和平均粒径有如下关系： A=B/DR 式中：A一比表面积（m/kg); B一常数（一般为6左右); R硅粉密度（kg/m²); D一硅粉平均粒径 (μm)。

式中：A——比表面积（m²/kg); B—常数（一般为6左右); R—硅粉密度（kg/m²); D—硅粉平均粒径（μm)。

不同冶炼广生产的硅粉的比表面积与平

根据Aitcin等人推算的粒径分布结果如图3所示。

图3几种硅粉的粒径分布

硅粉在水电工程中主要用于配制高强高性能抗冲耐磨混凝 土，用于泄洪洞、消力池、水垫塘等易受冲磨、空蚀部位，混凝

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土的强度等级相对较高（C40以上），纵观我国水电工程应用实践， 用于配制水工混凝土的硅粉比表面积均超过15000m/kg，大多数 在20000m/kg以上（如表4所示）。 综合考虑硅粉的生产工艺以及硅粉在水电工程中的应用现 状，参考国内外标准对硅粉的品质指标技术要求，本规范规定硅 粉的45um筛余按不超过10%、比表面积不低于15000m/kg控制。 （4）需水量比。需水量比与细度、烧失量等参数密切相关， 能较为全面地反映硅粉的品质特性，是选用硅粉的关键控制指标。 硅粉颗粒越细、烧失量越高，则需水量比越大。 硅粉超细颗粒掺入胶凝体系时，需水量比与混凝土拌和物的 流动性、单位用水量直接相关；需水量比越大，达到相同流动性 时混凝土的单位用水量越高。 需水量比还与硅粉的掺量有关，硅粉掺量越高，需水量比也 越大（见表9）。为了规范硅粉的需水量比试验方法，国内各相关 标准基本都是参考《高强高性能混凝土用矿物外加剂》GB/T18736 规定执行，即以硅粉掺量为10%作为基准制备胶砂，用水量以试 验胶砂流动度达到（基准胶砂流动度土5mm）控制。《高强高性 能混凝土用矿物外加剂》GB/T18736、《电炉回收二氧化硅微粉》 GB/T21236和《砂浆和混凝土用硅灰》GB/T27690均要求硅粉的 需水量比不得超过125%

表9硅粉的需水量比试验结果

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表10流动度相当条件下水泥胶砂的抗压强度

本规范在参照各国标准基础上，改进了国标硅粉活性指数测 试方法，规定试验胶砂中硅粉掺量为10%、保持试验胶砂与基准 胶砂的水胶比相同，测得两者的28d抗压强度比，具体试验方法 见附录B。尽管硅粉需水量比较高，掺入10%硅粉后试验胶砂的

流动度变小，但从实际拌和效果看，胶砂仍然可以成型，且可以 消除外掺高效减水剂带来的适应性不良等问题，见表11。

表11同水胶比条件下水泥胶砂的抗压强度

对比附录B测试方法与国标采用的保持相同流动度、调整用 水量的方法可知，由于硅粉的需水量比远高于水泥，当采用相同 流动度、调整用水量时，试验胶砂的水胶比通常大于基准胶砂水 胶比（0.50），按照硅粉的需水量比为120%计算，试验胶砂实际 水胶比可能在0.60左右（见表10）。从操作简便性考虑，相同流 动度、调整用水量的方法不易于操作和成型。此外，通常水工混

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凝土掺用硅粉是用于配制高强抗冲耐磨混凝土，混凝土的配制强 度较高、水胶比相对较低，根据我国水电工程抗冲耐磨部位混凝 土采用掺硅粉技术方案的推荐施工配合比统计结果，混凝土的水 胶比普遍小于0.40。从工程应用考虑，附录B列出的方法更贴近 于工程实际。因此，本规范给出了相同水胶比的硅粉的活性指数 检测方法。

3.1.2本条参照《高强高性能混凝土用矿物外加剂》GB/T1873

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表12不同品质硅粉的氯离子含量技术要求

自前我国水利水电工程开发与建设正向江河源头推进，特别 是在我国新疆、西藏等地区，受地质条件影响部分工程用骨料具 有潜在碱活性，为了充分利用工程开挖料、节约工程成本，不得 不采用该种骨料并同时采取有效的碱骨料反应预防措施，其中掺 硅粉是较为常用的一种技术方案。 为了降低混凝土发生碱骨料反应风险，不论采取何种抑制方 案，均需要严格控制混凝土的总碱量。当采用掺硅粉抑制技术方 案时，需要对水泥、粉煤灰、硅粉、骨料、外加剂等混凝土原材 料中的可溶性碱含量进行限定。 结合雅磐江中上游某水电工程开展了硅粉可溶性碱试验，具 体试验结果见表 13、表 14。

表13不同浸泡时间粉煤灰溶出的Na20和K,0含量 试验结果（80℃水溶液浸泡）

的Na0和K0含量试验结果（%）（80

从试验结果可以看出，硅粉在碱溶液浸泡下碱的可溶出率远 高于粉煤灰。 因此，当混凝土用骨料具有潜在碱活性且采用掺硅粉作为抑 制材料的技术方案时，硅粉的碱含量应由供需双方协商确定。 本条参照ASTMC618制定。

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CJ∕T 157-2017 家用燃气灶具用涂层钢化玻璃面板4水工混凝土掺用硅粉的技术要求

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矿渣粉等优质矿物掺和料紧缺的西部地区，该复掺技术方案具有 广阔的应用空间。

（a）抗压强度与硅粉掺量的关系

图4水泥胶砂强度与硅粉掺量的关系

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图5胶砂流动度与硅粉掺量的关系

图6是掺硅粉与掺粉煤灰胶凝体系的水化热对比试验结果。从 试验结果可以看出，硅粉等量替代水泥后，由于硅粉强烈的火山灰 反应，胶凝系统3d和7d水化放热增加，高于掺粉煤灰水泥水化热。

GB 50382-2016 城市轨道交通通信工程质量验收规范图6硅粉对水泥水化热的影响