硅灰高性能混凝土的力学性能研究

范晓鹏++杜秀丽

摘 要：通过相关试验研究在同一强度等级下，不同水灰比、单掺硅灰不同掺量对混凝土强度和早期收缩开裂的影响，对不同配合比设计的混凝土进行强度和早期收缩开裂试验，并对所得到的全部实验数据进行分析，从而得出硅灰掺量、水灰比对混凝土强度及早期收缩开裂的影响，寻求硅灰的最佳掺量范围。

关键词：硅灰；高性能混凝土；力学性能

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

0 前言

强度是混凝土设计时最重要的指标之一，是配合比设计、施工控制和质量检验评定的主要技术指标。混凝土的强度主要有抗压强度、抗折强度、抗拉强度和抗剪强度等，其中抗压强度的值最大，也是最主要的指标[1]。《普通混凝土配合比设计规程》规定强度等级>C60、

1 试验材料和设计

试验用水泥来自青岛市黄岛区山水水泥集团生产的P·O42.5山水东岳牌普通硅酸盐水泥，符合国家标准；粗集料为石灰石碎石，Dmax=25mm，连续级配；细集料为天然河砂，细度模数为2.4，中砂，级配良好；水为生活用自来水；硅灰是由甘肃利鑫源硅粉有限公司生产；本试验高效减水剂来自青岛虹厦高分子材料有限公司生产的HSC聚羧酸高性能减水剂。

试验采用的是100mm×100mm×100mm的立方体抗压试块，试验方法参照GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》，最后的试验结果按照折算系数进行标准试块的换算。采用混凝土设计强度等级为C60，水灰比为0.28和 0.32，砂率为0.38，单掺硅灰试验掺量分别为0%、3%、6%、9%、12%等量替代水泥。

2 试验结果及分析

由图1、图2和图3可以看出，水灰比0.28的混凝土在硅灰掺量相同的情况下，同一龄期内测得的立方体抗压強度均大于水灰比0.32的混凝土。另外，水灰比为0.28和0.32时，随硅灰的掺入，其抗压强度较不掺硅灰的基准混凝土都高，当硅粉取代量为6%和9%时，提高的幅度较大。

3 试验结论

混凝土的立方体抗压强度随着水灰比的增大而降低，这是因为低水灰比的混凝土内部总孔隙率小，结构相对更加密实、均匀，因而抗压强度更大。硅灰之所以能够增强混凝土的抗压强度，是因为硅灰的粒径极小，约为水泥粒径的0.01倍，具备的微填充效应，使混凝土的内部结构更加密实，此外，硅灰的火山灰效应即二次水化反应，导致混凝土内部生成C-S-H凝胶体，减少了水泥浆体与粗骨料界面过渡区的孔隙率，减小了孔隙尺寸，使混凝土内部更加均匀，这些因素共同使得硅灰增强了混凝土的早期强度。

参考文献：

[1]蒲心诚，严吴南等.高流态超高强混凝土研制[J].混凝土，2002（02）：38-40.

[2]丁琳.硅粉混凝土配合比优化的研究[D].哈尔滨：东北林业大学，2007.

[3]蒲心诚.超高强高性能混凝土[M].重庆：重庆大学出版社，2004.