相較于普通混凝土，含有硅灰的混凝土在微觀結(jié)構(gòu)層面展現(xiàn)出鮮明的特質(zhì)，其結(jié)構(gòu)均勻性顯著提升。于低水膠比的情境下，硅灰的融入促使水泥石的微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生深刻演變。原本水泥石中的微結(jié)構(gòu)可能存在較多孔隙且結(jié)晶狀態(tài)相對良好的水化物，而在硅灰介入后，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橛山Y(jié)晶不良的水化物主導構(gòu)建的體系，進而形成一種孔隙率大幅降低且更為致密緊實的基質(zhì)構(gòu)造。伴隨著硅灰含量的逐步遞增，水泥石內(nèi)部發(fā)生了重要的化學反應轉(zhuǎn)化，即氫氧化鈣（Ca(OH)?）向硅酸鈣水化物的轉(zhuǎn)變量持續(xù)增加。這一變化直接導致水泥石中的 CH 含量呈現(xiàn)出隨硅灰摻量上升而下降的趨勢。并且，剩余的 CH 與未添加硅灰的硅酸鹽水泥相較而言，其晶粒的形成更傾向于細小化，這種微觀結(jié)構(gòu)的改變對于提升水泥石的整體性能具有積極意義。
在普通硅酸鹽水泥中引入硅灰后，水化物中的化學組成比例發(fā)生了顯著變化，其中 Ca/Si 比值明顯減小。這一化學組成的改變賦予了水化物獨特的性能優(yōu)勢，使其具備更強的與其他離子相結(jié)合的能力。從宏觀性能表現(xiàn)來看，水泥石抗離子侵入的屏障作用得以強化，能夠更為有效地抵御外界有害離子的滲透侵蝕。同時，對于堿 – 骨料反應這一可能嚴重損害混凝土耐久性的問題，也具備了更強的抑制能力，從而極大地提升了混凝土結(jié)構(gòu)在復雜環(huán)境下的穩(wěn)定性與耐久性。
與此同時，硅灰在混凝土中還對骨料與水泥石之間的界面過渡區(qū)有著積極的改善作用。當混凝土中摻有硅灰時，能夠促使骨料周圍被致密的無定形的 C – S – H 相所充分填充包裹。以含有 10%硅灰的水泥砂漿微觀結(jié)構(gòu)研究為例，在水化歷經(jīng) 28 天之后，對試樣進行微觀孔隙結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，其總孔隙率相較于未添加硅灰的對照組提高了 8%。深入探究其內(nèi)在原因，是由于硅灰與 Ca(OH)?之間的火山灰反應呈現(xiàn)出高度均勻的分布特性，并非如傳統(tǒng)認知中那樣集中于界面區(qū)域。相反，該反應主要發(fā)生在漿體的毛細結(jié)構(gòu)內(nèi)部。這種獨特的反應分布模式猶如在漿體內(nèi)部的毛細管道中設(shè)置了一道道“阻塞關(guān)卡”，在很大程度上有效堵塞了漿體內(nèi)部原本可能存在的毛細通道，使得孔隙率顯著降低。而孔隙率的降低直接關(guān)聯(lián)著混凝土強度的提升，尤其是在試樣硬化后期，強度的增長更為明顯，為混凝土結(jié)構(gòu)在長期承載與環(huán)境作用下的性能表現(xiàn)奠定了堅實的微觀結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
新拌混凝土作為水泥、水、集料以及外加劑相互交融混合而成的復雜體系，其性能的優(yōu)劣對于澆筑工程的質(zhì)量以及混凝土結(jié)構(gòu)長期的耐久性均有著極為關(guān)鍵的影響。其中，和易性與流變性乃是新拌混凝土性能的核心表征要素。
諸多研究表明，硅灰的摻入能夠顯著增強混凝土拌合物的密實性。這是由于硅灰顆粒具有極高的細度與巨大的比表面積，它們能夠在混凝土體系中均勻分散，并填充于水泥顆粒、集料以及其他孔隙之間，從而減少了內(nèi)部空隙的存在，使得混凝土結(jié)構(gòu)更為致密。然而，硅灰的摻量并非越多越好。當硅灰摻量達到 4% 以上時，混凝土拌和物的黏聚性會呈現(xiàn)出明顯的增加趨勢。這一現(xiàn)象主要歸因于硅灰的高活性以及其與水泥水化產(chǎn)物之間的相互作用，使得混凝土各組分之間的吸引力增強，從而導致流動性開始變差。經(jīng)過大量實驗與綜合分析發(fā)現(xiàn)，從整體性能平衡的角度考量，較為適宜的硅灰摻量約為水泥總用量的 2%。在此摻量下，混凝土既能保持良好的密實性，又能維持相對合適的和易性與流動性。
進一步研究水灰比為 0.35 的特定情境時發(fā)現(xiàn)，在停止攪拌后的 0 – 50 分鐘內(nèi)的任意時刻進行坍落度測量，結(jié)果顯示坍落度會隨著硅灰摻量的增加而呈現(xiàn)上升趨勢。這一結(jié)果看似與之前硅灰摻量過高導致流動性變差的結(jié)論相悖，但實則是由于在該水灰比條件下，硅灰的填充與分散作用在一定范圍內(nèi)占據(jù)主導，改善了混凝土的工作性能。而當硅灰摻量為 6% 時，混凝土的坍落度與擴展度能夠同時達到最大值。這表明在這一摻量下，硅灰對混凝土流變性能的改善效果達到了一個峰值狀態(tài)，能夠使混凝土在施工過程中展現(xiàn)出最佳的流動性與填充性，從而更易于進行澆筑、振搗等施工操作，確?；炷两Y(jié)構(gòu)的均勻性與密實性。
]]>一、填充作用
二、火山灰反應
三、成核作用
綜上所述，微硅粉通過填充作用、火山灰反應和成核作用等多種方式，有效地改善了混凝土的微觀結(jié)構(gòu)，從而提高了混凝土的性能和耐久性。
]]>2、制造高抗?jié)B(≥ P30 )、結(jié)構(gòu)自防水混凝土，用于地鐵、隧道、高層建筑物的地下室;
3、微硅粉粒度大小分布合理，致密性強，硬度大，耐磨性能好，可大幅度提高固化物的抗拉、抗壓、抗沖擊強度和耐磨性能，抗沖磨能力能提高0.5—2.5倍。
4、微硅粉能增大導熱系數(shù)，改變膠粘性和增加阻燃性能。
5、能降低環(huán)氧樹脂固化反應的放熱峰溫度，降低固化物的線膨脹系數(shù)和固化物的收縮率，從而消除內(nèi)應力，防止開裂。
6、由于微硅粉的粒度細，分布合理，能有效的減少和消除沉淀，分層現(xiàn)象；
7、微硅粉質(zhì)純，雜質(zhì)含量低，物化性能穩(wěn)定，使固化物具有良好的絕緣性能和抗電弧性能。
8、制造海工和化工混凝土，由于其高致密性能，有效阻止硫酸鹽及氯離子對混凝土的滲透、侵蝕，避免混凝土鋼筋受到腐蝕，從而延長混凝土的壽命;
9、微硅粉的化學成分為二氧化硅(SiO2)，屬惰性物質(zhì)，與大部分酸、堿不起化學反應，微硅粉均勻分布、覆蓋在物件表面，具有較強的抗腐蝕性，抗空蝕能力提高3—16倍。
10、微硅粉堆積密度小：一種在0.2-0.8之間，一種在1.0-2.2之間。作為聚合物填充材料，較其他礦物性填品用量少，裝載重量小，節(jié)省聚合物用量，因此可降低產(chǎn)品成本。
11、微硅粉抗凍性：微硅粉在經(jīng)過300—500次快速凍解循環(huán)，相對彈性模量隆低10—20%，而普通混凝土通過25—50次循環(huán)，相對彈性模量隆低為30—73%。因此可以提高混凝土的抗凍性。
12、微硅粉早強性：微硅粉混凝土使誘導期縮短，具有早強的特性。這些特性都是很好的!
13、微硅粉在水利、高速公路、橋梁工程項目中，混凝土不僅需要上述基本指標，更對其耐磨、耐沖刷有非常苛刻的要求，摻入微硅粉非常必要;
14、微硅粉極強的活性，具有減水性能，適用于快速施工需要的早強、高強混凝土的外加劑; 隧道、地鐵、大型基坑結(jié)構(gòu)施工過程中用于支護的高強噴射混凝土的外加劑;水下施工項目(如：橋墩、大壩、鉆井平臺等)用的混凝土的外加劑。
]]>微硅粉的價格構(gòu)成及波動因素
由于微硅粉/硅灰屬于工業(yè)副產(chǎn)品，且為初級應用產(chǎn)品，因此工廠生產(chǎn)的每批次微硅粉/硅灰質(zhì)量差異較大，甚至同一批次不同時段也有差異。這在冶煉工藝、爐溫和原材料不同的情況下尤為明顯。目前，行業(yè)內(nèi)對微硅粉分級和深度運營的公司較少，因此產(chǎn)品的分級和定價標準較為模糊，價格差異較大。從業(yè)近五年，我們接觸過常規(guī)售價從500元到6000元不等的硅灰/微硅粉。實際上，影響微硅粉價格的核心因素有三個：成本、需求和市場供應。
微硅粉市場中的質(zhì)量問題
供應價格的背后，體現(xiàn)的是微硅粉的應用價值。只有下游客戶應用有效果，才愿意長期采購。很多放棄使用微硅粉的項目，被我們重新開發(fā)成客戶，多數(shù)反饋過之前試驗過微硅粉應用，但是最終以失敗告終。或者是，試驗時，效果尚佳，一到量產(chǎn)，就出現(xiàn)各種問題。究其原因，很多情況下是微硅粉產(chǎn)品品質(zhì)的不穩(wěn)定導致。出現(xiàn)不穩(wěn)定，通常有兩種情況，一種是源頭質(zhì)檢能力弱，另一種情況是貿(mào)易商以次充好。短期內(nèi)發(fā)現(xiàn)，可能只是眼前的利潤受損。如果應用后才發(fā)現(xiàn)，就可能會產(chǎn)生橋梁、隧道、公路、大樓等應用的基礎(chǔ)設(shè)施存在潛在風險。因此，相較價格而言，微硅粉產(chǎn)品的品質(zhì)和穩(wěn)定性應被視為優(yōu)先級更高的考量因素。
品質(zhì)管理措施
微硅粉生產(chǎn)源自冶煉副產(chǎn)，生產(chǎn)工序?qū)|(zhì)量影響較大，通常工廠不會對其進行細致的分級。微硅粉的品質(zhì)差異主要來源于冶煉爐類型、爐溫分布、原材料質(zhì)量及還原劑的使用等。不同冶煉條件下的爐溫和材料揮發(fā)性影響粒徑和雜質(zhì)含量，不同原料成分和雜質(zhì)的差異也會影響微硅粉的純度、粒徑及穩(wěn)定性。
為了提升微硅粉品質(zhì)的穩(wěn)定性，裕陽團隊投入了大量精力進行質(zhì)量監(jiān)控和檢測。我們先后研發(fā)，低壓端功率監(jiān)控、紅外熱成像記錄溫度、原材料檢測數(shù)據(jù)分析等多種方法，并與國家級CNAS實驗室合作檢測批次產(chǎn)品，以保證產(chǎn)品在穩(wěn)定性和一致性方面達到更高標準。這些措施并未增加顯著成本，但在品質(zhì)提升方面成效顯著。據(jù)我們了解，業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的公司如?？弦苍趯嵤┻h程爐溫監(jiān)測，進一步推動微硅粉生產(chǎn)的標準化和品質(zhì)提升。
國內(nèi)外微硅粉市場的發(fā)展
作為微硅粉應用領(lǐng)域的后起之秀，我們還有很長的路要走。近日，美國大選剛落下帷幕，微硅粉的美國出口之路也將迎來新的機遇和挑戰(zhàn)。目前，裕陽團隊在內(nèi)貿(mào)和出口方面均有一定的市場優(yōu)勢，并不斷加強品質(zhì)監(jiān)控。未來，我們非常愿意以開放的心態(tài)分享我們的經(jīng)驗，期待有更多的行業(yè)伙伴加入，共同促進微硅粉應用的多樣化發(fā)展，為建筑、耐材、材料領(lǐng)域帶來更優(yōu)質(zhì)的選擇。
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流動性對強度的影響
– 填充性更好：良好的流動性使得硅灰能在混凝土等材料中更均勻地分布，更好地填充水泥顆粒之間的空隙，減少孔隙率，使材料結(jié)構(gòu)更加密實，從而提高強度。
– 施工性能提升：流動性好便于混凝土的攪拌、運輸、澆筑和振搗等施工操作，能保證混凝土在施工過程中充分密實成型，避免因施工困難導致的內(nèi)部缺陷，進而提高混凝土的整體強度。
強度對流動性的影響
– 結(jié)構(gòu)優(yōu)化：硅灰參與水泥水化反應，生成的水化產(chǎn)物使材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加致密和穩(wěn)定。這種優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)在一定程度上有利于保持較好的流動性，因為結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性可以防止顆粒之間過度團聚或堵塞，使物料在流動過程中更加順暢。
– 保水性增強：隨著強度的提高，材料的保水性能通常也會有所改善。硅灰與水泥水化產(chǎn)物形成的凝膠體能夠吸附和保持水分，減少水分的流失，從而使混凝土在較長時間內(nèi)保持一定的濕潤狀態(tài)，有助于維持其流動性。
]]>2、微硅粉灌漿料根據(jù)建筑類型和地下地上腐蝕類型，選用耐酸或耐堿的骨科/其中二氧化哇含量較高其耐酸性能越好，如常用的花崗石、玄武石和石英巖等耐酸性較好的石料，氧化鈣、氧化鎂含量高親愛見性能好，如白云石、石灰石和大理石等。
3、加厚鋼筋保護層。有腐蝕地下部位的保護厚度應比設(shè)計加大5-15mm，以抵抗外部較長時間的侵蝕。
結(jié)構(gòu)外部采取涂刷包裹防腐：
當需要特殊的高強混凝土時，用硅灰作為摻合料配制高強混凝土，其強度等級可達100兆帕。國外許多重要的高層建筑，如美國的南瓦克大廈和德國法蘭克福的BfG大廈，都使用硅灰作為混凝土的增強劑。在一些發(fā)達國家的重要混凝土水利水電工程中，如海上石油鉆井平臺、大跨度橋梁、隧道等工程中加入硅灰，可以提高防滲、抗磨和抗腐蝕性能，如挪威北海石油鉆井平臺、挪威斯托爾馬跨海大橋(301米跨度LC60輕集料混凝土建筑)、丹麥的大伯特海峽大橋、連接丹麥和瑞典的厄勒海峽大橋、美國金祖阿大壩主廠房的防滲混凝土面板、進水口閘門、隧道和下部結(jié)構(gòu)。硅灰混凝土用于公路路面和機場跑道時，可以大大提高混凝土的早期強度和耐磨性。在公路路面的養(yǎng)護和維修中，可以提前通車，增加經(jīng)濟效益，如歐洲E-6和瑞典的E-18高速公路，以及倫敦非金屬處理廠的高耐磨地面處理。
在歐美，75%的噴射混凝土中摻有硅粉，而在挪威和瑞典，硅粉是噴射混凝土的必要材料。
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篩分法
稱取一定量的微硅粉，將其緩緩倒入相應目數(shù)的篩網(wǎng)里，如320目篩網(wǎng)，用清水均勻沖洗，直至篩網(wǎng)里的微硅粉不再落下，然后取出篩網(wǎng)內(nèi)殘留的微硅粉烘干、稱量，通過公式計算粗細通過率，從而得出微硅粉的細度.
激光粒度分析法
利用激光在樣品中的散射光和衍射光的大小及強度，分析樣品中顆粒的粒徑分布情況，可準確測量微硅粉的細度，能反映出不同粒徑區(qū)間的顆粒占比，操作簡便、快速，結(jié)果準確性高，廣泛應用于科研和工業(yè)生產(chǎn).
透射電子顯微鏡法
通過電子束穿透微硅粉樣品，觀測顆粒的形貌和粒徑大小，可直觀地看到微硅粉顆粒的微觀形態(tài)和尺寸分布，能精確測量單個顆粒的粒徑，但制樣要求高、操作復雜、檢測速度慢，常用于對微硅粉細度要求極高或需要深入研究顆粒微觀結(jié)構(gòu)的情況.
氣體吸附法
在特定溫度和壓力下，使氣體吸附在微硅粉樣品表面，通過測量吸附氣體的量來計算微硅粉的比表面積，進而反映其細度，適用于比表面積較大的微硅粉，可提供有關(guān)微硅粉表面特性和細度的間接信息.
沉降法
依據(jù)微硅粉顆粒在液體中的沉降速度與粒徑大小的關(guān)系來測定細度，顆粒粒徑越大，沉降速度越快，通過測量不同時間點的沉降量，計算出顆粒的粒徑分布和平均粒徑，操作簡單，但測量精度相對較低，受顆粒形狀和液體性質(zhì)影響大。
]]>英國樸茨茅斯大學Stephanie Barnett博士致力于開發(fā)更堅固的混凝土，用于保護民用建筑抵抗恐怖襲擊，促進外圍護結(jié)構(gòu)保護能力的提升。她聽說過這個故事，明白進攻和防守是拉鋸平衡的兩端。聽她演講，普通聽眾很興奮，但軍事人員的反應有時不太積極?！耙幻姽俑艺f，’你如果制造出這種更加堅固的抗爆抗沖擊材料，我們需要考慮的是如何穿透它。’”
Barnett告訴《大眾力學》。更好的混凝土逼迫掩體爆破者提高他們的技藝。長期將伊朗視作潛在目標的以色列，2005年要求美國提供新的、更強大的鉆地彈，最終在2009年得到5,000磅（2270kg）GBU-28 鉆地彈。與以前提供給以色列空軍 2,000 磅 （908kg）GBU-31v3鉆地彈相比，GBU-28的穿透能力大約提高到四倍。
如今，以色列再次提高了標準，要求擁有美國空軍 （USAF）的新型 GBU-72 “高級 5K 侵徹器” 鉆地彈。該鉆地彈尚未服役，去年 10 月（指2021 年10月）才首次進行測試。如同GBU-28，GBU-72也是5000磅重的鉆地彈，但有了重大改進——盡管空軍不會提供細節(jié)。
研發(fā)GBU-72以及以色列對它的迫切需求，似乎透露出一個信號，即在混凝土和鉆地彈之間悄無聲息的軍備競賽中，混凝土正在獲勝。
在1985 年，美國空軍擁有了第一代現(xiàn)代鉆地彈。通用炸彈是在薄鋼殼內(nèi)裝滿炸藥，鉆地彈的外形較纖細、外殼較厚，內(nèi)裝的炸藥則較少。這種設(shè)計將所有重量集中在較小的面積，使其如同冰錐而不是榔頭，炸彈因此能夠擊穿混凝土或鉆入地層打擊深埋的目標。如今使用的通用炸彈與 90 年代使用的相同，但鉆地彈則經(jīng)歷了幾代升級。在 2000 年代初期，空軍還與專業(yè)鋼鐵公司 Ellwood?National Forge Company 合作開發(fā)了一種特殊類型的鋼材，稱為埃格林鋼（ Eglin Steel）。埃格林鋼是一種低碳、低鎳鋼，含微量鎢、鉻、錳、硅和其他元素，每一種元素都對期望的整體性能有貢獻。埃格林鋼是鉆地彈對標的鋼材，近年來埃格林鋼被新的USAF-96 鋼替代，因為USAF-96鋼既擁有與埃格林鋼相似的性能，又更容易生產(chǎn)和加工。材料科學家以韌性和硬度辨識材料的兩種品質(zhì)，兩者間的平衡驅(qū)動著武器與裝甲（矛與盾）之間的軍備競賽。例如，當一顆軟鉛彈擊中凱夫拉（芳綸纖維）防彈背心時，子彈會皺折變形，因缺乏硬度而失去能量。如果給子彈裝上堅硬的外殼，凱夫拉防彈背心就防不住了。應對的方法是加裝碳化硼等材料制成的超硬陶瓷板，防彈背心配上更堅硬鎧甲，其堅硬程度能使鋼殼子彈在撞擊時破碎。這又導致發(fā)明了特殊的穿甲彈，當裝有硬鎢尖端的穿甲彈擊中陶瓷板時，陶瓷板會破碎，即發(fā)生脆性失效。
鉆地彈的軍備競賽與之相似，但當攻擊者擁有鋼鐵的優(yōu)勢時，防御還是基于混凝土的，而混凝土原本有其內(nèi)在劣勢。利茲大學混凝土技術(shù)專家Phil?Purnell教授說：“混凝土天然是脆性的，它抗壓不錯，抗拉不行。弱點在于抗拉能力和韌性”。Purnell 指出，雖然一些現(xiàn)代混凝土實際上比鋁更堅固，但脆性是其致命弱點，并且會因開裂失效。然而，被稱作UHPC的混凝土類型出現(xiàn)，情況發(fā)生了變化。以前，抗壓強度達到5,000 磅/平方英寸 （psi）（34.5MPa） 的混凝土被評為“高強度”，最好抗壓強度高達10,000 psi（69MPa）。新的 UHPC 可以承受 40,000 psi （276MPa）或更多。獲得更高的強度可以通過添加鋼纖維或其他纖維將混凝土變成復合材料。這些纖維將混凝土保持在一起，防止裂縫在混凝土中擴展，降低脆性。Barnett 說：“混凝土板不會出現(xiàn)少量大裂縫，而是很多小裂縫?！袄w維賦予混凝土更多的斷裂能?！?/p>
斷裂能定義為分裂材料所需的能量?；炷廖涨秩霃椡璧膭幽?，使其破損、減速和停止侵徹。當然，研究人員一直通過試驗尋找用于UHPC的最佳纖維組成。越多越好，但也有限制。Purnell說：“問題是，如果加入超過百分之一的鋼纖維，纖維就會開始結(jié)團。技術(shù)訣竅是如何將超過百分之一的纖維混合分散到混凝土中?！?/p>
世界上各種團隊一直在研究能夠很好混合纖維的技術(shù)。其中的大部分工作是軍隊開展的；但正如Barnett所指出的，根據(jù)她的經(jīng)驗，軍方時常會向民用研究人員請教，但對他們自己的工作守口如瓶。在抗沖擊混凝土領(lǐng)域，民用工程對此關(guān)注度不高，軍方可能在一定程度上領(lǐng)先于民用的同行。1991 年 1 月，美國在領(lǐng)導科威特的行動時，美國情報部門發(fā)現(xiàn)了一些令人震驚的事情。伊拉克人在巴格達周圍建造了系列深埋地下的新指揮掩體，由幾英尺厚的鋼筋混凝土保護，估計美國空軍現(xiàn)有的2000磅鉆地彈無法破壞。為此，啟動了制造一種新的5,000磅鉆地彈的緊急計劃。1月18日美國空軍提出需求，佛羅里達州埃格林空軍基地軍需局的空軍研究實驗室立即開始工作。沒有時間從頭開始制作炸彈殼，就以多余的8 英寸榴彈炮炮管為基礎(chǔ)制作彈體，人工填充炸藥，裝上新的彈頭。不到一個月后，第一批原型彈就交付給了美國空軍；在一次火箭滑車測試中，新武器穿透了超過20多英尺（6米多）厚的混凝土。2月27日，兩枚作戰(zhàn)炸彈被空運到戰(zhàn)區(qū)，由F-111F戰(zhàn)斗機投送。在伊拉克一個新掩體被擊中的六秒鐘后，煙霧從入口涌出，表明掩體被攻破和摧毀。這一天由一種連續(xù)六周開發(fā)的彈藥記入檔案。但是，空軍會如此輕松地贏得下一輪的掩體攻防嗎？2012年，美國空軍啟動一個項目，評估由UHPC建造的掩體所帶來的挑戰(zhàn)?？哲娮罱K開發(fā)了自己版本的UHPC，被恰當?shù)胤Q為Eglin高強度混凝土，用于試驗測試。美國空軍的研究結(jié)果是保密的，但一項公開的中國研究將普通高強混凝土與纖維增強UHPC進行了比較。彈丸擊穿了鋼筋混凝土標靶，但UHPC標靶抗住了，只有輕微的開裂，彈丸“嵌入標靶或從標靶反彈”。美國空軍已經(jīng)擔心，即使是5000磅的炸彈也不夠，在2011年收到了30,000磅（13,620kg）的巨大炸彈“大型軍事侵徹器”（MOP）。這甚至比著名的、純以動能摧毀最深最堅硬掩體21,000磅（9534kg）重的 Massive Ordnance Air Blast（MOAB，或“炸彈之母”）還要大。MOP是一枚能飛的最大炸彈——只有B-2“幽靈”戰(zhàn)略轟炸機有能力（載其飛行）——所以較小的2000磅和5000磅的武器仍然需要，用于針對大部分較小的目標。
經(jīng)過具體研究，空軍對MOP進行了升級，后又再次升級。到2018年，MOP進行了第四次升級。較小的武器進行了類似的升級。問題在于，即使可造的最大炸彈，也可能不再能夠穿透由最堅韌材料建造的掩體。位于多倫多的先進材料開發(fā)公司Gregory Vartanov博士聲稱，高等級UHPC對于用現(xiàn)有鋼制炸彈來說實在是太強了?！坝梢韵虏牧现瞥傻恼w外殼侵徹器……埃格林鋼……無法穿透UHPC建造的掩體”，Vartanov在2021年2月發(fā)表在《航空航天與國防技術(shù)》雜志上的一篇文章中指出，他的依據(jù)是開源的侵徹公式。
但這還不是故事的結(jié)局。UHPC很好，但更好的防護已經(jīng)在實驗室中進行了測試。中國最近的研究介紹了功能梯度水泥基復合材料，簡稱FGCC，由不同類型和不同性能高性能混凝土層構(gòu)成。薄外層是超硬骨料增強的UHPC層；下面一厚層是經(jīng)過優(yōu)化的混合纖維增強UHPC層，用以抵抗開裂；最后，還有一層堅韌的鋼纖維增強UHPC層。正如Purnell 解釋的，每層都有不同作用。“你用堅硬的外層來破壞彈丸；然后是一個厚層，大量吸收其能量；之后，內(nèi)層那里捕捉碎片”，Purnell說。該內(nèi)層是防剝落層，確保混凝土開裂也不會有碎片（或“剝落”）進入掩體。根據(jù)中國6月發(fā)表的研究，F(xiàn)GCC抵抗侵徹和爆炸的能力遠遠優(yōu)于UHPC：“高強度纖維和粗骨料的協(xié)同作用，使侵徹深度、彈坑面積和侵徹損傷大幅減少“，Barnett說，她研究過類似的概念，這種將不同特性材料進行分層疊加的技術(shù)，可能比任何單一材料更有效。專門針對吸收沖擊和爆炸，中國進行了至少四年分層混凝土研究后，取得該最新研究成果。預計新的掩體將是非常難開裂的堅果。使鉆地彈變得更大、更具破壞力的空間有限，但還有其他方法。軍備競賽可能不會沿同一路徑走下去，而會朝不同方向發(fā)展?！案叱羲傥淦魈峁┝艘环N攻擊堅固的掩體的潛在新模式”，英國國防智庫RUSI的Justin Bronk說。高超音速武器是以超過 5 馬赫速度穿越大氣層的導彈，配備了鎢侵徹器，如同“上帝之杖”，像穿甲彈一樣穿透分層的混凝土。這種武器沒有爆炸性彈頭，僅通過動能造成破壞。Bronk還指出，并不總是需要實際摧毀掩體。你可以破壞入口，除掉天線，擊中正確的地方切斷與指揮掩體的通訊聯(lián)絡(luò)。在軍事術(shù)語中，它也可能是一個彈坑，即使掩體內(nèi)人員沒有受到傷害。
可以理解的是，美國空軍不會討論其目前的掩體破壞能力，也不會討論如何對付伊朗、中國或其他地方的潛在目標。關(guān)于高強度混凝土的大多數(shù)軍事工作都屬于類似的保密級別。美軍嚴重依賴空中力量來控制處于危險之中的目標。對手可能試圖將他們的指揮總部或核設(shè)施隱藏在地下，但鉆地彈使他們失去了避難所。在平淡無奇的混凝土技術(shù)領(lǐng)域進行逐步改進，如能削弱空中力量的優(yōu)勢，可能會產(chǎn)生深遠的戰(zhàn)略影響。
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和易性
– 由于微硅粉很細，它的比表面積大。在混凝土攪拌過程中，微硅粉顆?？梢蕴畛渌囝w粒之間的空隙，起到滾珠軸承的作用，使混凝土拌合物的流動性提高。
– 不過，如果微硅粉過細，其巨大的比表面積會吸附更多的自由水，導致混凝土拌合物的粘聚性增大、流動性降低，可能會出現(xiàn)干澀、難以振搗的情況。
強度
– 極細的微硅粉能更有效地填充混凝土中的微小孔隙，使混凝土更加密實。在混凝土硬化過程中，微硅粉與水泥水化產(chǎn)物氫氧化鈣反應，生成更多的C – S – H（水化硅酸鈣）凝膠，提高混凝土的抗壓、抗折強度。
– 細度越高，這種填充和反應效果通常越明顯，能顯著提升混凝土的早期強度和后期強度。例如，對于一些對早期強度要求高的預制構(gòu)件，使用高細度微硅粉可以加快生產(chǎn)周期。
耐久性
– 高細度的微硅粉能夠減少混凝土內(nèi)部的連通孔隙，降低混凝土的滲透性。像氯離子、硫酸根離子等侵蝕性介質(zhì)就更難進入混凝土內(nèi)部，從而提高混凝土的抗氯離子滲透性能和抗硫酸鹽侵蝕性能。
– 它還能增強混凝土的抗凍融性能。因為減少了孔隙，降低了凍融循環(huán)過程中因水結(jié)冰膨脹而產(chǎn)生的內(nèi)部應力，使混凝土結(jié)構(gòu)在惡劣環(huán)境下更不容易損壞。
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