硅溶胶加入混凝土后，一个常见的问题是：刚拌好时流动性不错，放一段时间却很快变稠。怎样让硅溶胶发挥作用，又不给施工添麻烦？一项国外专利发现，在粒径和添加量接近的情况下，铝改性硅溶胶能让混凝土的流动性保持得更久。

粒径相同，施工表现却大不同

专利通过坍落度测试比较两组新拌混凝土的流动性。数值越大，说明混凝土越容易流动；90分钟后再测一次，就能看出流动性保留了多少。

坍落度保留越多，流动性维持越久

专利比较了两款比表面积均为220 m²/g、SiO₂固含量均为30%的硅溶胶。两组混凝土其他测试条件均相同，主要区别是其中一款硅溶胶经过了铝改性。

普通硅溶胶组的初始测试值为670 mm，90分钟后降至440 mm；铝改性组则从690 mm降至550 mm。也就是说，前者减少了230 mm，后者只减少了140 mm。

在颗粒参数接近的情况下仍出现这一差异，说明混凝土用硅溶胶不能只看粒径和比表面积，粒子表面的状态同样会影响实际表现。

同样条件下，铝改性硅溶胶的流动性损失更小

普通硅溶胶为什么会加快流动性损失？

硅溶胶在储存液中可以保持良好分散，但加入混凝土后，周围会迅速变成高碱、高钙的环境。相关研究发现，钙离子可以像“桥”一样连接两个带负电的纳米硅颗粒，使其逐渐抱团。

钙离子像“桥”一样连接颗粒，颗粒逐渐抱团

减水剂的作用，是让水泥和纳米硅颗粒尽量分散，避免迅速抱团。但纳米硅的比表面积很大，会吸附一部分减水剂；水泥浆中的钙离子还会把纳米硅颗粒连接起来。颗粒抱团越快，浆体变稠越快，流动性也就下降得越明显。

这也解释了一个常见现象：有些硅溶胶在原液中看起来很稳定，加入混凝土后却很快变稠。原液稳定不等于进入水泥浆后仍能保持分散，真正的考验发生在拌合之后。

加入普通硅溶胶后，浆体很快变稠

铝改性改变了什么？

铝改性改变了硅溶胶颗粒表面的作用位点。简单来说，铝进入或取代了颗粒表面的部分硅位点，使表面电荷的来源和分布发生变化。钙离子和减水剂接触颗粒的方式，也会随之改变。

纳米硅抱团变慢，减水剂就能更好地维持颗粒分散，浆体也不会过早变稠。这可以解释为什么铝改性组在90分钟后仍保持了更高的扩展度。

铝改性改变颗粒表面作用位点，钙离子和减水剂的接触方式随之改变

铝改性为混凝土应用打开了新思路

专利中的强度对照也未见明显损失，这说明表面改性并未对混凝土的核心指标带来影响。从关注颗粒大小，到进一步设计颗粒表面，铝改性拓宽了混凝土用硅溶胶的选择空间。对于运输、泵送或施工时间较长的混凝土，它为改善流动性保持、兼顾硬化性能提供了新的材料思路。

使用铝改性硅溶胶后流动性保持更好，施工窗口更长

作为全球单体硅溶胶生产规模领先企业之一，惠尔特拥有近30年的硅溶胶研发和生产经验。惠尔特自主研发的铝改性型硅溶胶（SGA系列）已成功实现国产替代，并可围绕水泥、减水剂及配合比开展产品适配，为混凝土应用提供新选择。

惠尔特铝改性硅溶胶