王磊石

(江蘇中核華興工程檢測(cè)有限公司，江蘇 南京 210000)

一、硅灰對(duì)混凝土性能的影響分析

1、對(duì)混凝土耐久性的影響分析

（1）硅灰對(duì)其抗?jié)B性的影響

混凝土材料的滲透性主要就是體現(xiàn)氣體和液體對(duì)混凝土滲透的性質(zhì)?；炷辆哂休^高的抗?jié)B透性，那么其耐久性就會(huì)隨之增高，而且在表征混凝土耐久性的時(shí)候，混凝土所具有的抗?jié)B性是其重要指標(biāo)之一。通過(guò)Song等人對(duì)硅灰影響混凝土微觀結(jié)構(gòu)理論的分析與計(jì)算，提出了一種新的程序方法，該方法能夠可以對(duì)硅灰影響混凝土滲透性起到很好的預(yù)測(cè)作用，并且經(jīng)過(guò)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)對(duì)這一理論方法進(jìn)行了驗(yàn)證。他們計(jì)算出，當(dāng)水膠比例是2:5的條件下，硅灰替代比范圍在8%～15%時(shí)，混凝土所具有的滲透率基本上已為零，當(dāng)超過(guò) 15%的時(shí)候，就會(huì)開(kāi)始增強(qiáng)其滲透率。在經(jīng)過(guò)不同水膠比的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)硅灰替代比為 12%的時(shí)候是最佳的硅灰替代比。同時(shí)硅灰的細(xì)度也會(huì)影響混凝土的滲透率，增加硅灰的細(xì)度，便會(huì)降低混凝土的滲透性。其中氯離子的滲透性就是滲透性的典型代表。

7、硅灰對(duì)其抗硫酸鹽侵蝕性能的影響

硫酸鹽侵蝕是對(duì)混凝土耐久性產(chǎn)生影響的一項(xiàng)重要內(nèi)容，同時(shí)也是一種最大危害性、最復(fù)雜影響因素的環(huán)境水侵蝕。通常情況下，越小的水灰比，其密實(shí)度就會(huì)越大，硫酸鹽容易就難以侵蝕混凝土的內(nèi)部，進(jìn)而增強(qiáng)了其抗侵蝕能力。加入硅灰后，會(huì)使得混凝土的密實(shí)性增強(qiáng)，進(jìn)而提高了混凝土的抗侵蝕能力。但是摻量的不同會(huì)對(duì)混凝土的抗侵蝕性能產(chǎn)生不同程度的影響。在Sokkary等人對(duì)普通的波特蘭水泥以及摻有硅灰的高鋁水泥混合物所具有的抗硫酸鹽侵蝕能力進(jìn)行了研究，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)含有硅灰的高鋁水泥量達(dá)到 15%的時(shí)候，普通的波特蘭水泥含量達(dá)到85%的時(shí)候，就會(huì)增強(qiáng)其混凝土所具有的抗硫酸鹽侵蝕性能。Sezer等人通過(guò)對(duì)混凝土硫酸鹽擴(kuò)散物含量進(jìn)行測(cè)試，研究了添加硅灰對(duì)混凝土抗硫酸鹽侵蝕的影響。以14周齡期的測(cè)試結(jié)果為例，在Na2SO4溶液里，其硅灰含量與混凝土硫酸鹽含量的關(guān)系如表1及圖1所示：

表1 硅灰含量與混凝土硫酸鹽含量的關(guān)系

圖1 硅灰含量與混凝土硫酸鹽含量的關(guān)系

也就是說(shuō)添加硅灰能對(duì)混凝土抗硫酸鹽溶液侵蝕起到顯著的促進(jìn)作用。但是在MgSO4溶液中，其硅灰含量與硫酸鹽擴(kuò)散物含量的關(guān)系如表2及圖2所示：

也就是說(shuō)當(dāng)增加到15%的硅灰含量時(shí)，并沒(méi)有減少其硫酸鹽擴(kuò)散物的含量。

8、硅灰對(duì)其抗凍融性能的影響

很多水工混凝土建筑都是處在正負(fù)溫交替的環(huán)境中，所以在使用過(guò)程中，混凝土通常都會(huì)受到循環(huán)凍融的作用進(jìn)而引發(fā)受凍破壞的現(xiàn)象。尤其是當(dāng)施工建筑物處在寒冷地區(qū)中，導(dǎo)致其結(jié)果破壞的主要原因就是混凝土的抗凍性能不強(qiáng)，所以提高混凝土耐久性的另一重要途徑就是解決混凝土材料的抗凍性能。Cwirzen等人試驗(yàn)出當(dāng)水膠比是3:10的時(shí)候，經(jīng)過(guò)凍融循環(huán)56次后，加入硅灰的混凝土表面縮放都沒(méi)有超過(guò)500g/m2，動(dòng)態(tài)彈性模量超過(guò)90%，并且沒(méi)有太大的差距。

表2 硅灰含量與硫酸鹽擴(kuò)散物含量的關(guān)系

圖2 硅灰含量與硫酸鹽擴(kuò)散物含量的關(guān)系

2、對(duì)混凝土力學(xué)性能的影響分析

強(qiáng)度作為新拌混凝土硬化后的重要力學(xué)性質(zhì)，也是控制混凝土質(zhì)量的主要指標(biāo)。摻入硅灰會(huì)對(duì)混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生影響，例如抗拉以及抗壓等強(qiáng)度。以抗壓強(qiáng)度為例，摻入硅灰雖然能夠使得混凝土的劈裂抗拉強(qiáng)度增加，但是并不代表越高的硅灰替代比就是對(duì)其抗壓強(qiáng)度產(chǎn)生影響的主要因素。在硅灰添加比自5%～25%變化的過(guò)程當(dāng)中，混凝土拌合物7d以及28d條件下的抗壓強(qiáng)度如下表3及圖3所示：

圖3 硅灰含量與混凝土抗壓強(qiáng)度的關(guān)系

由此可見(jiàn)，提高混凝土彎曲抗拉強(qiáng)度效果最佳就是硅灰替代比為20%的時(shí)候。

3、復(fù)合摻料改進(jìn)混凝土性能的研究展望

一種摻料具有單一的性質(zhì)，如果將兩種及其以上的摻料相混合，或許可以形成了具有多種性質(zhì)的復(fù)合摻料，對(duì)混凝土性能的改進(jìn)有可能會(huì)達(dá)到更好的效果，例如將硅灰和粉煤灰摻合在一起。硅灰是火山灰質(zhì)材料，其顆粒＜1μm，而且還具有填充效應(yīng)、高度分散性以及火山灰效應(yīng)等。將礦物摻和料復(fù)摻合起來(lái)會(huì)形成各組分之間的物理和化學(xué)復(fù)合效應(yīng)，其主要產(chǎn)生的效應(yīng)包括微集料以及火山灰復(fù)合效應(yīng)，對(duì)改善混凝土的抗裂性、過(guò)渡帶結(jié)果以及滲透性等都有著良好的效果，進(jìn)而改善其抗硫酸侵蝕性能。

結(jié)束語(yǔ)

因?yàn)楣杌易陨淼牧己没钚?，?duì)混凝土性能有著顯著的改進(jìn)效果，但是混凝土性能會(huì)受到影響的因素較為復(fù)雜，想要確定最佳改進(jìn)混凝土綜合性能的硅灰替代比是比較難的，因此需要通過(guò)多元回歸分析方法進(jìn)行硅灰對(duì)混凝土綜合性能影響的研究，促進(jìn)硅灰改進(jìn)混凝土綜合性能的研究發(fā)展。