不同摻量硅灰對活性粉末混凝土力學性能的影響

劉振國

（保定新一代建設工程材料檢測有限公司，河北 保定 071051）

1 RPC 概述

活性粉末混凝土是由水泥、石英細砂（不含粗骨料）、磨細石英粉、硅灰、高效減水劑和鋼纖維等組成，在凝結、硬化過程中采用加壓、加熱的養護工藝制得。RPC 設計過程中通過提高顆粒的細度與活性，優化顆粒級配的基礎上摻加短細纖維，減少材料內部缺陷，增加密實度，從而獲得高強度、高韌性和高耐久性的混凝土。

作為 RPC 主要成分之一的硅灰，由于其填充效應和火山灰效應有助于填充水泥顆粒之間的空隙，增加硅酸鹽的聚合度，從而使混凝土獲得致密的組織結構和較高強度與耐久性。本試驗通過硅灰不同摻量對 RPC 力學性能影響試驗，從而確定硅灰對 RPC 的影響。

2 試驗材料、步驟、試驗方法

2.1 試驗原材料

確定使用水泥、粉煤灰、礦粉、石英砂、鋼纖維及高效減水劑的性能，對使用的硅灰做出相應的調整。

水泥：根據試驗需要選用太行水泥有限公司的P·O42.5 普通硅酸鹽水泥（低堿），物理性能見表 1。

表 1 水泥物理力學性能指標

（2）粉煤灰：Ⅰ級粉煤灰，華北電力廠，性能見表 2。

表 2 粉煤灰的特性指標

（3）礦粉：河北前進鋼廠S95級礦渣粉，性能見表3。

表 3 礦粉的特性指標

（4）硅灰；山東三美硅材料有限公司，比表面積18～27m2/g。

（5）鋼纖維：長度 12mm，直徑 0.2mm，長徑比60。

（6）石英砂：粒徑 20～40 目、40～70 目和 70～120 目三種。

（7）減水劑：保定慕湖恒源高效減水劑，減水率25.2%，固含量 36.3%。

2.2 不同摻量硅灰性能試驗

試驗設定除硅灰以外其他原材料相同，硅灰摻量為0～30%，試驗設定見表 4。

表 4 試驗數據設定

硅灰摻量在 10%～30% 時，有利于鋼纖維與基體之間的粘結，鋼纖維與基體之間的界面效應能夠最大限度的阻止鋼纖維的滑動，同時鋼纖維和基體界面的結合度和拔出能達到最大。

2.3 試驗數據分析

試驗數據測定，根據不同摻量的硅灰，試驗數據匯總見表 5。硅灰摻量對 RPC 拌合物坍落度的影響見圖1，對 RPC 力學性能的影響見圖 2～4。

通過圖 1，可以看出 RPC 拌合物隨著硅灰摻量的增多，坍落度逐漸的減小，拌合物逐漸變得比較粘稠，由于硅灰特別細，比表面積特別大，表面需水量增加，這一作用超出了其填充作用和潤滑作用，使得需水量增加。

由圖 2、3 和 4 可知，硅灰摻量在 25% 時，RPC 的抗壓強度和彈性模量較高，抗壓強度達到峰值，有利于RPC 力學性能的發展。

表 5 不同硅灰摻量下 RPC性能

圖 1 硅灰摻量對坍落度影響

圖 2 硅灰摻量不同對 RPC抗折強度的影響

圖 3 硅灰摻量不同對 RPC抗壓強度的影響

圖 4 硅灰摻量不同對 RPC彈性模量的影響

3 結論

硅灰作為高活性礦物摻合料，是最常見的活性組分。硅灰顆粒較小，填充在不同顆粒空隙之間，提高漿體的密實度。作為球形顆粒，具有很好的潤滑作用，提高流變性，促進 C3S 水化，有利于 RPC 早期強度的提高。但是，摻量過高后，使得 RPC 中氣泡不易排出，造成強度的下降，從而需要一個適量的摻量。試驗確定，硅灰摻量在 25%，RPC 各種力學性能能夠達到最優。