硅灰高性能混凝土的力學性能研究

范曉鵬++杜秀麗

摘 要：通過相關試驗研究在同一強度等級下，不同水灰比、單摻硅灰不同摻量對混凝土強度和早期收縮開裂的影響，對不同配合比設計的混凝土進行強度和早期收縮開裂試驗，并對所得到的全部實驗數據進行分析，從而得出硅灰摻量、水灰比對混凝土強度及早期收縮開裂的影響，尋求硅灰的最佳摻量范圍。

關鍵詞：硅灰；高性能混凝土；力學性能

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.081

0 前言

強度是混凝土設計時最重要的指標之一，是配合比設計、施工控制和質量檢驗評定的主要技術指標。混凝土的強度主要有抗壓強度、抗折強度、抗拉強度和抗剪強度等，其中抗壓強度的值最大，也是最主要的指標[1]。《普通混凝土配合比設計規程》規定強度等級>C60、

1 試驗材料和設計

試驗用水泥來自青島市黃島區山水水泥集團生產的P·O42.5山水東岳牌普通硅酸鹽水泥，符合國家標準；粗集料為石灰石碎石，Dmax=25mm，連續級配；細集料為天然河砂，細度模數為2.4，中砂，級配良好；水為生活用自來水；硅灰是由甘肅利鑫源硅粉有限公司生產；本試驗高效減水劑來自青島虹廈高分子材料有限公司生產的HSC聚羧酸高性能減水劑。

試驗采用的是100mm×100mm×100mm的立方體抗壓試塊，試驗方法參照GB/T 50081-2002《普通混凝土力學性能試驗方法標準》，最后的試驗結果按照折算系數進行標準試塊的換算。采用混凝土設計強度等級為C60，水灰比為0.28和 0.32，砂率為0.38，單摻硅灰試驗摻量分別為0%、3%、6%、9%、12%等量替代水泥。

2 試驗結果及分析

由圖1、圖2和圖3可以看出，水灰比0.28的混凝土在硅灰摻量相同的情況下，同一齡期內測得的立方體抗壓強度均大于水灰比0.32的混凝土。另外，水灰比為0.28和0.32時，隨硅灰的摻入，其抗壓強度較不摻硅灰的基準混凝土都高，當硅粉取代量為6%和9%時，提高的幅度較大。

3 試驗結論

混凝土的立方體抗壓強度隨著水灰比的增大而降低，這是因為低水灰比的混凝土內部總孔隙率小，結構相對更加密實、均勻，因而抗壓強度更大。硅灰之所以能夠增強混凝土的抗壓強度，是因為硅灰的粒徑極小，約為水泥粒徑的0.01倍，具備的微填充效應，使混凝土的內部結構更加密實，此外，硅灰的火山灰效應即二次水化反應，導致混凝土內部生成C-S-H凝膠體，減少了水泥漿體與粗骨料界面過渡區的孔隙率，減小了孔隙尺寸，使混凝土內部更加均勻，這些因素共同使得硅灰增強了混凝土的早期強度。

參考文獻：

[1]蒲心誠，嚴吳南等.高流態超高強混凝土研制[J].混凝土，2002（02）：38-40.

[2]丁琳.硅粉混凝土配合比優化的研究[D].哈爾濱：東北林業大學，2007.

[3]蒲心誠.超高強高性能混凝土[M].重慶：重慶大學出版社，2004.