双掺活性混合材对高强混凝土性能的影响

　　土全国建筑科学核心期刊双掺活性混合材对高强混凝土性能的影响王湛，李庚英（汕头大学土木系，广东汕头515063）I丨本文对比研究了普通硅酸盐高强混凝土、粉煤灰高强混凝土以及双掺粉煤灰和沸石粉混合料的高强混凝土的力学性能，研究表明，双掺混合材的高强混凝土的早期和后期的力学性能均较好。本文同时观测了高强混凝土的内部微观结构，对活性混合材的作用机理进行了初步的探讨。

　　I丨高强混凝土；活性混合材；早期强度；微观结构1前言随着建筑业的迅速发展，现代建筑工程结构逐渐向大跨、重载、高耸发展，工程上对混凝土的强度和耐久性的要求越来越高。而提高混凝土耐久性的佳方法就是采用活性混合材取代部分水泥。

　　本文通过对比研究普通高强混凝土、粉煤灰高强混凝土以及双掺粉煤灰、沸石粉高强混凝土的1天、3天、7天、28天以及56天的抗压强度，发现双掺混合材的高强混凝土具有较好的早期和后期强度。同时从混凝土28天龄期的微观结构图中，可以明显看出双掺混合材的高强混凝土的结构优于普通高强混凝土和粉煤灰高强混凝土。

　　2原材料及实验方法本文所采用的胶结料有425硅酸盐水泥、粉煤灰以及磨细天然沸石粉，水泥、粉煤灰以及沸石粉的物理化学性能见表1.高强混凝土的配合比见表2本实验中减水剂的加入方法为后掺法。混凝土拌合料的投料循序为：先将砂、石、水泥、活性混合材和水搅拌0.5 ~1分钟，加入减水剂后再搅拌2~3分钟。混凝土的养护采用湿养护制度，养护温度为25混凝土微观结构采用日产S570HITACHI扫描仪进行测试，试样的采集采用随机取样法。每种配比的混凝土取两组试样，其一为混凝土成型后的7天，其二为成型后的28天。试样在观察之前，采用无水酒精浸泡。

　　表1水泥及活性混合材的物理化学性能水泥粉煤灰沸石粉物理性能比重28天抗压强度，MPa 28天火山灰活性，细度通过0.通过0余4余化学成分，烧失量表2高强混凝土的配合比编号水泥砂石水减水剂粉煤灰沸石粉水胶比砂率坍落度I基金项目丨国家自然科学基金资助项目（59978024）；广东省自然科学基金资助项目（990792）3买验结果及讨论3.1高强混凝土立方体抗压强度每组配比的混凝土强度测试采用12块100X 100X100mm立方体试件，强度取平均值，强度测试结果见表3，是高强混凝土的强度随时间的发展趋势图。

　　表3混凝土立方体抗压强度（MPa）1天3天7天28天56天注：分子为各组混凝土实测值，分母为各组实测值与B0实测值之比的百分数。

　　高强混凝土强度发展趋势图从表3可以看出，虽然双掺混合材高强混凝土B2的一天强度较普通高强混凝土B0低，其3天和7天强度与普通高强混凝土接近，分别为普通高强混凝土的95和99，而后期强度比普通高强混凝土高，其27天和56天强度分别为普通高强混凝土的105及111.粉煤灰混凝土B1的早期强度较低，其7天强度仅为普通高强混凝土的70、，但是后期强度加迅速，其56天强度达到87.4MPa比普通高强混凝土的强度高15.从可以看出，双掺混合材的高强混凝土的早期强度发展速度远大于粉煤灰混凝土，与普通高强混凝土接近，其后期强度发展速度虽然比粉煤灰高强混凝土慢，但比普通混凝土快。

　　3.2高强混凝土微观结构至分别是B0、B1和B2的微观结构图。从中可以看出，普通高强混凝土的结构相对疏松，孔隙较多，明显存在尺寸较大的晶体。从a中可以清晰地观察到大的钙矾石、氢氧化钙晶体以及较大的孔洞；b表明，普通高强混凝土在养护28天后，虽然混凝土的结构非常密实，但依然可以观察到大的氢氧化钙晶体。从a中可以看出，粉煤灰混凝土在养护7天后的结构依然疏松，可以观察到大的孔洞以及尚未完全水化的粉煤灰颗粒，在养护28天以后，混凝土内部结构非常密实（b）从中可以看出，双掺混合料混凝土的结构非常密实，产物分布均匀，没有明显的氢氧化钙晶体混凝土中有大量的卷席状的二次水化产物生成。

　　活性混合材作用机理粉煤灰在高强混凝土中的作用主要体现在两个方面：首先是由于粉煤灰中含有具有活性的氧化硅以及少量的氧化错，能够与水泥水化产物中的氢氧化钙进行二次水化反应，使得混凝土中的大晶体含量显著减少，从而提高混凝土的强度和耐久性；其次，粉煤灰颗粒细小，表面光滑，分散度高，在混凝土搅拌中有利于提高新拌混凝土的流动性，而且能充分填充硬化混凝土的孔隙和毛细孔通道，密实混凝土，从而提高混凝土的力学性能以及耐久性。但是由于粉煤灰颗粒表面被早期强度较低。

　　玻璃体所包裹，其水化过程缓慢，所以粉煤灰混凝土的天然沸石粉虽然也是一种含有活性氧化硅和氧化铝的混合材，化学性能同粉煤灰接近。但是沸石粉是一种多孔性材料，其内部存在很多孔穴和孔道。这些孔洞所占的体积达沸石总体积的50以上，并且孔穴和孔道大小均匀，与普通分子相当，直径约3 ~15A，因此沸石粉具有巨大的内表面积古阶样。沸石。中国建筑工业出版社。