掺稻壳灰活性粉末混凝土配合比试验

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1、掺稻壳灰活性粉末混凝土配合比试验老船木家具http://www.lcmjjw.com/dlong　　摘要：通过试验研究了掺稻壳灰的活性粉末混凝土（RPC）的配合比，根据最大密实度理论对掺稻壳灰的RPC进行了基本配合比设计；试验比较了石英砂和天然砂2种细集料对RPC性能的影响；对不同水胶比的RPC进行试验，推荐了适宜水胶比；以稻壳灰替代硅灰，试验研究不同稻壳灰替代率对RPC的流动性、强度及耐久性的影响。结果表明：采用天然砂替代石英砂作为细骨料对RPC抗折强度、抗压强度及流动度影响不大；掺稻壳灰的RPC的适宜水胶比为0.2

2、0～0.22；随着稻壳灰替代硅灰掺量的增加，其收缩率降低且随龄期增长变化减缓，同时其抗氯离子渗透性能有所下降；建议根据不同使用性能要求选择稻壳灰部分或完全替代硅灰的RPC。　　　　　　0引言　　活性粉末混凝土（RPC）是通过提高材料组分的细度与活性，减小材料内部的缺陷（孔隙与微裂缝）来获得高强度、高韧性、高耐久性的新型水泥基复合材料[1-2]。RPC原材料包括活性组分、高效减水剂和短细钢纤维等，其中活性组分通常由优质水泥、硅灰、细石英砂（粒径小于1mm）等构成[3]。　　RPC中水泥用量比较高（600～900kg?m-

3、3），造成了较大的资源和能源消耗。同时，RPC中硅灰作为主要的活性掺和料，掺量（质量分数）为20%（水泥掺量）以上，且价格昂贵，资源较为匮乏，石英粉等细集料的使用也增加了RPC的成本，都使其在工程中的推广应用受到限制[4-5]。另外，较高的水泥用量不仅增加了生产水泥所需的资源和能源消耗，还造成了不利的环境影响，如粉尘和烟尘污染、温室效应等。因此，为了降低RPC的成本，节约资源，减少能耗和保护环境，发展有良好经济环保性能的绿色活性粉末混凝土具有重大意义。　　遵循绿色活性粉末混凝土的发展方向，在常规的水泥-硅灰二元胶凝体系

4、基础上，有关学者合理利用工业废渣，在RPC中复合掺入粉煤灰、矿渣等活性掺和料，形成了水泥-硅灰-矿渣（粉煤灰）三元或水泥-硅灰-粉煤灰-矿渣四元胶凝材料体系，在减少硅灰或水泥用量的同时，进一步提高RPC的性能（如耐久性）[6-8]。　　研究发现，优质的稻壳灰（RiceHuskAsh，RHA）富含90%以上的无定形SiO2，具有巨大比表面积和高火山灰活性[9-10]，可作为一种理想的混凝土活性矿物掺料。各国已有一些学者对稻壳灰混凝土各方面的性能进行了相关研究，包括工作性能[11-12]、孔隙特性[13-14]、强度[15

5、-16]及耐久性能[15，17]，稻壳灰不仅可以提高混凝土的强度，还可以改善混凝土的耐久性。此外，稻壳灰来源广泛，对其进行合理利用具有良好的经济环保效益[18]。因此可将稻壳灰作为一种绿色环保的新型活性掺料应用于混凝土中。本文的主要研究内容是稻壳灰对RPC的强度、工作性能以及耐久性能的影响。　　1原材料　　水泥采用P.O42.5普通硅酸盐水泥，其化学成分见表1，物理性能见表2[19]；硅灰由上海某公司生产，其平均粒径为0.26μm，比表面积大于20m2?g-1，化学成分见表3；石英砂粒径为200～650μm，平均粒径为

6、280μm；筛分后天然砂粒径为150～8000μm，平均粒径约为300μm；高效减水剂为上海建筑科学研究院研制生产的TF-8101B聚羧酸高性能减水剂，固含量（质量分数，下文同）为41%，减水率为31.8%。　　2试件制备和试验方法　　2.1试件制备　　本文试件的制作养护方法参照《水泥胶砂强度检验方法》（GB/T17671―1999）[20]，为控制流动度，设计如下搅拌制度：①将称量好的各种胶凝材料干拌1min；②加入70%水和70%的减水剂，搅拌3min；③加入砂子，搅拌1min；④加入剩余30%水和30%减水剂，搅

7、拌5min。搅拌完成后，将拌和物浇注于试模中，在振动台（频率为50Hz）上振动3～4min，振捣密实后成型。　　采用标准养护方法：试件成型后在标准养护箱中养护24h后拆模，然后放置于混凝土标准养护室中养护至试验龄期，温度为（20±2）℃，湿度为90%以上。　　2.2试验方法　　根据《水泥胶砂流动度测定方法》（GB/T2419―2005）[21]进行流动度试验，根据《水泥胶砂强度检验方法》（GB/T17671―1999）进行抗压强度及抗折强度试验。3稻壳灰性能试验　　稻壳灰尚处于试验研究阶段，没有标准化生产，不同地区和不

8、同生产条件下的稻壳灰存在较大的差异，因此需要对试验采用的稻壳灰进行相关的物理化学检测。本文试验采用的稻壳灰为江西某厂自主生产的无碳稻壳灰，并在试验前将本次使用的稻壳灰用球磨机进行30min的球磨处理，以增加稻壳灰的细度。　　3.1化学成分与密度　　采用X射线荧光光谱仪测定稻壳灰的化学成分，结果如表4所示。　　采用李氏瓶法测定稻壳灰