关于硅灰对混凝土性能影响的研究

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充 效应 ” 。 2火 山灰 效应 .
四、 硅灰对 混凝 土 施工性 能的 改善
水泥硅灰混凝土的用水量 , 随硅灰掺量 的增加而 增大 。在用水量不变的情况下 , 随硅灰的掺入和掺量
的增加 , 混凝土的坍落度明显减小。硅灰 的掺人使混
凝土 的粘聚性好 , 且离析倾 向小 , 泌水作用大幅度下
0施 加 年月 。
人社科学 文会学刊
关 于 硅 灰 对 混 凝 土 性 能 影 响 的 研 究
周 赞 陈武林
4 07 ) 1 05
( 中南大学土木建筑学院, 湖南 长沙
摘 要: 本文主要分析 了硅灰本身 的特性 以及其对高 强高 性能混凝土 的强度作用机理 , 同时表明 , 掺入硅 灰, 能够显著改善混凝土 的耐久性和施工 性能。 关键词 : 灰; 硅 混凝土 强度; 耐久性; 施工性能 中图分类号 :V T5 文献标识码 : A D :03 6 /i n17 - 4 72 1 .90 OI1 .9 9 。s .6 2 0 0 .0 0 .1 js 0 8 收稿 日期 :0 0 - 3 2 1- 8 2 0 文章编号: 2 0 0 (0 0 — 4 - 2 17 — 4 72 1 9 0 0 0 6 0)
硅灰颜色在浅灰色与深灰色之间 ,密度 2 2/ 1g m e
左右 , 比水 泥要轻 , 与粉煤灰相似 , 堆积 密度 一般 在
界面。 在骨料界面过滤区形成的氢氧化钙要多于其他
H晶体生长较大并有平行于骨料表面的较强 20 30 g m。硅灰颗粒非常微小 , 0— 5k/ c 大多数颗粒 的粒 区域 。C 径小于 1 , m 平均粒径 O r左右 , . ' 1 t l 仅是水泥颗粒直 取 向性。平行于骨料表面的大 C H晶体较易开裂 , 比
1 . 填充效应

混凝土在拌制混合物时 , 为了获得施工要求的流
土工作性能、 强度 、 耐久性能的影响 , 结果表明硅灰能
够显著改善混凝土的工作性和耐久性, 提高混凝土的
动性 , 常需要多加一些水 , 这些多加的水不仅使水泥 浆变稀 , 胶结力减弱 , 而且多余 的水分残 留在混凝土
径的 1 0 。 / 0硅灰比表面积介于 1 0 2 0 /g硅 1 5 0— 5 0 mk。 0 O 灰物理性质决定 了硅灰的微小颗粒具有高度的分散 水化硅酸钙凝胶薄弱。 水泥浆与骨料之间的界面过滤
区由于多孔 和有许多定向排列的大 c H晶体 , 而成为
H C中由于掺人一定量的 性, 可以充分地填 充在水化水泥颗粒之间 , 提高浆体 混凝土内部的强度薄弱区。 P 硅灰 , 其强度与普通混凝土 ( 不掺硅灰 ) 比 , 明显 相 有 硬化后的密实度。 ‘
问题 。
许多研究表 明: 在有硅灰存 在的情况下 , 水泥水 化早期的水化产物 中有大量 C H,随着龄期的延长 , C H的量越来越少 , 甚至完全测不到。 硅灰的火山灰效 应 能将对强度 不利的氢氧化钙转化成 c s H凝胶 , ——
并 填 充在 水 泥水 化产 物 之 间 ,有 力 地促 进 了 H C和 P
H C的强度的增长 。同时 , S 硅灰与 C H反应 ,H不断 C 被消耗会加快水泥的水化速率 ,提高 H C和 H C的 P S
早期 强度 。
硅灰是高强高性能混凝土活性矿物掺合材料 中 活性最高的一种 , 主要成分为活性 。 其 硅灰颗粒很小 ,
硅灰也称硅粉 、 微硅粉 , 是生产硅铁、 硅钢或其它 硅金属时, 高纯度的石英和煤在电弧炉 中还原成以无 定形为主要成分的球形玻璃体颗粒粉尘 , 是冶炼炉排

2化学特 性 .
生产不同的合金所得到的硅灰的化学成分会有
定 的差异 。 硅灰的主要化学成分为非晶态的无定型
放废气中回收的工业副产品 , 具有很高的比表面积和
作ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ简介: 周赞,18一 )男, (99 , 汉族, 湖南岳阳人, 中南大学土木建筑学院土木工程本科在读, 研究方向: 桥梁与隧道工程。
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人文社会科学学刊
2 1 年 9月 00

改善。在 H C中小于水泥颗粒直径 10 的硅灰 , P 0倍 填 充于水泥浆体的孑 隙间,填充于水泥颗粒 的空隙间, L 其效果如同水泥颗粒填充在骨料空隙之 间和细骨料 填充在粗骨料空隙之间一样 , 从微观尺度一增加 H C P 的密实度 , 就提高了 H C的强度 , P 这就是硅灰的“ 填
氧化硅 , 一般 占 9%以上 。高细度 的无定型硅具有较 0
高的火 山灰活性 , 即在水泥水化产物氢氧化钙的碱性 激发下能迅速与 C H反反应 ,生成水化硅酸钙凝胶
( — — , 高混凝 土强 度 , 善混 凝土性 能 。 C S H)提 改 二、 硅灰对 H C和 HS 的强度 作用机 理 P C
火山活性。 目 , 前 国内一些科研单位已开展了微硅粉 应用于混凝土的研究 , 并在一部分混凝土工程 中得到 实际应用 , 取得了令人满意的效果 。本文在综合各方 面资料和研究成果 的基础上 , 对硅灰在混凝土中的应 用情况作一下概述。 本文着重就硅灰在高强度高性能 混凝土中的作用进行 了研究 , 分析了硅灰掺量对混凝
降。同时掺硅灰的混凝土比同强度的未掺硅灰的凝结
时间长, 特别是硅灰掺量较多时。混凝土拌合物浇筑 后, 往往产生材料离析及泌水现象 , 对混凝土硬化后 的性能产生有害影响。 混凝土之所 以出蜂窝 、 麻面、 薄 弱夹层 , 裂缝和乳皮等缺 陷 , 其原 因主要在于材料离 析。根据混凝土掺入微粉的机理 , 可有效地解决这些
中形成水泡或水道 , 随混凝土硬化而蒸发后便 留下孔 隙。从而减少混凝土实际受力面积 , 而且在混凝土受
强度 , 是配制高强高性能混凝土理想的矿物掺和料。 硅灰 的特性


1 . 物理特性
力时, 易在孔隙周围产生应力集 中。 在混凝土中, 内部
泌水受骨料颗粒的阻挡 而聚集在骨料下面形成多孔