掺硅粉高性能混凝土的强度和耐久性的浅析

1、掺硅粉高性能混凝土的强度和耐久性的浅析    关键词:硅粉混凝土 配合比 强度影响 耐久性影响 0 引言 随着结构超高和复杂程度的增大,人们对结构材料的工作性能提出了更高的要求,除了高工作度外,在实际应用中还希望高性能混凝土具有高的强度和耐久性。有些掺和料,如硅粉、高炉矿渣及粉煤灰已被用于提高新拌混凝土及硬化后混凝土的性能,同时节能利废。硅粉是炼硅及硅铁合金工业中用的电炉的副产物,是近20年发展起来的一种高活性掺合料。深入研究并开发硅粉的资源,对进一步推广硅粉混凝土在工程中广泛应用具有重要意义。 1 国内外研究现状 硅粉的研究始于斯堪的纳维亚国家,尽管2

2、0世纪50年代人们对硅粉作用就有所认识和初步的研究,但应用于实际工程中是从70年代开始的。我国对硅粉的研究历史不长,仅仅10多年时间,1985年水电部东勘院科研所和水电部第十工程局首次在四川渔子溪二级电站中试用了硅粉混凝土,在厂房混凝土中掺硅粉3%7%,以提高早期强度,加快模板周转,达到预期效果,另外,在引水隧洞喷射混凝土中,掺硅粉75%,以减少混凝土的回弹量,南科院在大伙房水库工程、龙羊峡泄水建筑物和葛洲坝泄水闸修补等工程中都采用了硅粉混凝土,效果较好,水科院对硅粉混凝土的耐久性能及硅粉水泥水藻灌浆材料进行了研究,并在二滩水电站基础固结灌浆中,潘家大坝溢流面修复工程、安康及四川秋达电站导流泄

3、洪洞修补等工程中使用了硅粉混凝土,硅粉水泥灌浆。所有这些,说明硅粉混凝土作为一种高性能混凝土在工程中的应用日显重要,所以对其性能特别是其强度与耐久性的研究也倍受关注。 1.1配合比 对于硅粉混凝土的配合比设计,主要是根据设计要求,确定硅粉的掺入方法,硅粉的最佳掺量,减水剂的最优掺量及砂石料调整,而其它则按普通混凝土设计方法进行。 1.2硅粉对高性能混凝土强度的影响 尽管应用纯水泥可以制成抗压强度高达100MPa的HPC,但当使用硅粉时将容易得多。而对于制备强度超过100MPa的混凝土,硅粉的使用几乎不可缺少。硅粉在混凝土中同时起填充材料和火山灰材料使用。使用硅粉后,大大降低了水化浆体中的孔隙尺

4、寸,改善了孔隙尺寸分布,于是使强度提高,渗透性降低。由于硅粉颗粒非常细,它们可以在很早的几个小时内发生火山灰反应。根据Carette和Malhotra1992)的报导,硅粉对混凝土强度的贡献主要在28d之前。所以,就长期强度增长方面,一般认为硅粉混凝土不如纯水泥混凝土或粉煤灰混凝土。尽管在相同的水胶比下硅粉混凝土的早期相对强度发展比纯水泥混凝土的慢,由于加入硅粉使得强度大大提高,硅粉混凝土的绝对强度则比纯水泥混凝土的高。 对于某些空气中干燥或养护的很低水胶比的硅粉混凝土试件,有抗压强度倒缩的报导(DeLarrard和Aiticin1993)。这种强度降低通常发生在90d龄期之后,一般认为是由内

5、部自干燥及干燥裂缝引起的。然而,许多其他研究人员的试验室及现场研究表明,HPC的后期强度没有降低。例如,从6种不同的HPC中取得的3个月至3年龄期的所有钻芯试样试验结果表明,其强度在不断增长。当然,与NSC比较,HPC的长期强度增长潜力较小。 1.3 硅粉对高性能混凝土的耐久性的影响 混凝土的耐久性包括了混凝土的抗冻性、抗渗性、抗化学侵蚀性,抗钢筋侵蚀能力和抗冲磨性能,在此仅谈谈它对混凝土的抗冻性、抗渗性及抗化学侵蚀性的影响。     2 存在问题及进一步研究方向 2.1 总体来说,硅粉的研究不够深入,应用起步时间不长,对硅粉的资源有待进一步开发。 2.2 水灰比,减水剂,硅粉及水泥之间存在相互作用,但很难评论某一特定系数的实际作用,需要我们进一步研究。 2.3 进一步研究更多因素对硅粉混凝土强度及耐久性的影