硅灰高性能混凝土的抗折強(qiáng)度研究

趙德友 黃寶剛

摘 要：通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)研究在同一強(qiáng)度等級(jí)下，不同水灰比、摻硅灰不同摻量對(duì)混凝土抗折強(qiáng)度和早期收縮開(kāi)裂的影響，混凝土中加入一定比例的硅灰能夠明顯增加混凝土的強(qiáng)度。通過(guò)試驗(yàn)得出，3d和28d混凝土的抗折強(qiáng)度較不摻硅灰得基準(zhǔn)混凝土分別可提高17.7%～39.1%和 15.6%～31.7%；并且硅灰的最佳摻量應(yīng)控制在膠凝材料用量的9%～12%。

關(guān)鍵詞：硅灰；混凝土；抗折強(qiáng)度

高性能混凝土的高強(qiáng)度和良好耐久性，保證了結(jié)構(gòu)的安全可靠性和長(zhǎng)期使用性，從另一個(gè)角度來(lái)講，它可以從根本上節(jié)約資源和能源，減少對(duì)環(huán)境的污染。高性能混凝土的發(fā)展使得混凝土的生產(chǎn)和應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了綠色化，符合人類(lèi)社會(huì)尋求自然和諧、可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)。

硅灰是從硅鐵冶煉工業(yè)的廢氣中收集到的副產(chǎn)品，是工業(yè)“三廢之一”，硅灰的加入不僅可以顯著改善混凝土的性能，如提高混凝土的強(qiáng)度、致密性和耐久性，同時(shí)還可以減少混凝土中水泥的使用量從而節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境，所有這些都使得人們?cè)絹?lái)越重視硅灰在高強(qiáng)高性能混凝土中的應(yīng)用[ 1 ]。

一、試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)用水泥用P·O 42.5山水東岳牌普通硅酸鹽水泥，符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)[ 2 ]；粗集料為碎石，連續(xù)級(jí)配；細(xì)集料為天然河砂，級(jí)配良好；水為自來(lái)水；硅灰是由甘肅利鑫源硅粉有限公司生產(chǎn)；高效減水劑采用HSC聚羧酸高性能減水劑。

用100mm×100mm×400mm的棱柱體試件進(jìn)行抗折強(qiáng)度測(cè)定，支座間距離300mm。采用C60的混凝土，水灰比為0.28和0.32，摻硅灰試驗(yàn)摻量分別為0%、3%、6%、9%、12%等量替代水泥。

二、試驗(yàn)結(jié)果分析

由圖2、圖3、圖4可知，水灰比為0.28的3d齡期混凝土，隨硅灰摻量的增加，其抗折強(qiáng)度較不摻硅灰的基準(zhǔn)混凝土都高，其中摻3%硅灰混凝土的強(qiáng)度較基準(zhǔn)混凝土增長(zhǎng)了6.7%；摻6%硅灰，混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)了17.7%；摻9%硅灰，強(qiáng)度增長(zhǎng)了27.6%；摻12%硅灰，混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)了26.7%。水灰比為0.32的3d齡期混凝土，隨硅灰摻量的增加，其抗折強(qiáng)度較不摻硅灰的基準(zhǔn)混凝土也都高，其中摻3%硅灰強(qiáng)度較基準(zhǔn)混凝土增長(zhǎng)了17.8%；摻6%硅灰，混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)了22.8%；摻9%硅灰，混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)了39.1%；摻12%硅灰，混凝土的強(qiáng)度增長(zhǎng)了34.6%。

三、試驗(yàn)結(jié)論

無(wú)論是3d抗折強(qiáng)度還是7d、28d抗折強(qiáng)度，隨硅灰摻量的增多，混凝土的抗折強(qiáng)度增大，這主要是由于水泥的水化充分，硅灰摻量高，水泥的二次水化生成的水化C-S-H凝膠增多，故有效的提高了混凝土的抗折強(qiáng)度；但當(dāng)硅灰摻量在9%～12%范圍內(nèi)時(shí)，抗折強(qiáng)度維持不變或者輕微增長(zhǎng)，這主要是由于此時(shí)9%的硅灰摻量已足以使水泥的初次水化產(chǎn)物發(fā)生二次水化，多出的硅灰不再參與二次水化反應(yīng)，故抗折強(qiáng)度增長(zhǎng)不再明顯。綜上，硅灰在混凝土中的最佳摻量應(yīng)控制在膠凝材料用量的9%～12%。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李小敏.硅灰混凝土的強(qiáng)度和耐久性研究進(jìn)展[J].建筑技術(shù)開(kāi)發(fā)，2005，32（1）：47-48.

[2] 丁琳.硅粉混凝土配合比優(yōu)化的研究[D].哈爾濱：東北林業(yè)大學(xué)，2007.