摘要：粉煤灰和硅粉被用作混凝土的矿物外加剂，而这些原材料又关系到混凝土的各项性能指标。本文研究了不同掺量的粉煤灰和硅粉对混凝土抗拉强度和抗压强度的影响，从中分析出配置高强度高性能混凝土的规律，进而为实际工程项目中的应用提供参考。
关键词：粉煤灰；硅粉；混凝土性能
混凝土的应用价值广泛，是一种常见的工程施工材料，这是由于单位重量的混凝土消耗能量比较低决定的。而作为工业废料的粉煤灰和硅粉若被掺入混凝土中，既可以保证两者不会污染自然环境，又能在一定程度上改善混凝土性能，达到双赢的效果。此外，粉煤灰和硅粉的掺入也改善了混凝土的多种性能，例如内部结构的改善、抗裂性能和防渗透性能的改善、后期强度的提高等方面，混凝土在工程施工过程中所扮演的角色也由于性能的提高而变得愈发重要。基于这一点，笔者研究了在掺入不同质量的粉煤灰和硅粉的前提下，混凝土的抗压强度和抗拉强度两种性能由此产生的变化，希望从中发现变化趋势和规律，这也可以为工程应用提供参考依据。
1试验材料
试验采用的水泥是一种较为普遍的水泥，主要成分为硅酸盐，强度为42.5，选用的标准必须符合GB175-2007。试验采用的砂石是一种二级天然河砂，经检测所得到的细度模数为2.6，表观密度为2.61克每立方厘米，物理性能均满足DL/T5144-2001的要求。试验用粉煤灰和硅粉均来自同一生产公司，两者具体成分见表1和表2。试验采用的水是实验室用水。
表1 粉煤灰的化学组成
表2 硅粉的化学组成
2试验方案
将水胶比控制在标准条件，控制取砂量在35%。通过加入不同量的粉煤灰代替水泥，研究不同掺入量的粉煤灰对水泥抗拉强度和抗压强度带来的改变。在改变粉煤灰掺入量的基础上，掺入不同的硅粉代替水泥，进一步研究两者的掺入量对混凝土抗拉强度和抗压强度的影响。注意，在整个研究过程中，混凝土抗拉和抗压强度的试验器件必须严格按照标准规范进行制作，并合理控制整个试验过程中外加剂的掺入量。
3结果分析
3.1单一掺入粉煤灰对混凝土性能的影响
图1显示的是掺入粉煤灰的量对混凝土的抗压强度和抗拉强度的影响。从图1中可以看出，在前七天的时间段内，增加粉煤灰的掺入量会导致混凝土的抗压强度缓慢下降。然而在七到二十八天这段时间内，粉煤灰掺入量的增加会提高抗压强度的增加速度。而粉煤灰会对混凝土产生如此的影响，很大程度上受其颗粒细小且完整，表面光滑的影响。
观察抗拉强度的变化图不难发现，在整个试验的时间段内，混凝土的抗拉强度增加速度会在粉煤灰掺入量增加的前提下越来越快。虽然在前七天的时间段内，该趋势比较容易发现，7~28天时间段内混凝土抗拉强度增加速度略有下降，但是仍能看出粉煤灰的掺入密切影响了混凝土的性能。因此，限制粉煤灰混凝土综合性能的重要指标可以选择抗拉强度。
3.2掺入粉煤灰和硅粉对混凝土性能的影响
图1 混凝土抗压强度和抗拉强度的变化（单独掺入粉煤灰）
图2表现的是混凝土的抗压强度和抗拉强度在同时掺入粉煤灰和硅粉情况下的变化。从图2可以看出，当单一掺入硅粉时，混凝土的抗压强度和抗拉强度在早期（试验中的0~7天时间段）可以得到提高，并且在后期（试验中的7~28天时间段）两种强度变化不如前期明显。这一现象的出现说明，硅粉能在一定程度上改善混凝土的强度。尽管如此，要实现弥补上述粉煤灰对强度的影响，必须进行粉煤灰和硅粉最佳配料比的试验，这样才能通过得出两者的最佳配比来实现加强混凝土质量的目的，在最大程度上弥补单一加入粉煤灰对混凝土前期抗拉强度改变不强的缺陷。同时，对于路面混凝土等需要高抗拉强度的混凝土时，一种不错的方式是向混凝土中加入硅粉。
图2 掺入粉煤灰和硅粉对混凝土抗压强度和抗拉强度的影响
4结论
总体而言，只掺入粉煤灰对混凝土强度所产生的影响较小，尽管两者存在一定的联系，这具体表现为前期混凝土强度随粉煤灰掺入量增加而降低、后期混凝土强度随粉煤灰掺入量的增加而增加。而能有效解决这一问题的方法是单一掺入硅粉。这是由两者的活性所导致的。当两者同时被掺入时，混凝土强度有所增强，但是仍需要找到两者的一个最佳配比，以保证混凝土满足工程施工的标准和应用需求。同时，准确知晓粉煤灰和硅粉的替代比例，有利于在实际工程应用中降低水泥的使用量，合理利用资源，遵循了社会可持续发展的理念。在今后的工程项目中，应受到广泛关注的应当是高性能混凝土。
参考文献
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[3]李清富,孙振华,张海洋.粉煤灰和硅粉对混凝土强度影响的试验研究[J].混凝土,2011(05):77-79.
论文作者:杨永胜1,周海斌2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/16
标签：混凝土论文; 粉煤灰论文; 抗拉强度论文; 抗压强度论文; 性能论文; 强度论文; 水泥论文; 《基层建设》2018年第30期论文;