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随着现代工程结构的高度和跨度不断增加,使用环境条件日益严峻,工程建设对混凝土的强度和耐久性的要求越来越高,利用工业废渣作为矿物掺合料配制混凝土,实现混凝土的高性能化已成为一种趋势。其中将硅粉作为混凝土的矿物掺合料,不仅减少了混凝土中水泥的用量,而且使得硅粉得以循环利用,变废为宝,减少了因生产水泥和堆放硅粉而引起的环境污染,而更为重要的是硅粉矿物掺合料可以有效地改善普通混凝土的力学性能和耐久性能。 本文通过将硅粉等量取代水泥配制水泥胶砂和高性能混凝土,在不同的水胶比、不同的硅粉取代量和不同的龄期的综合条件下,对水泥胶砂的力学性能、混凝土的力学性能和混凝土的抗氯离子渗透性能进行试验研究,获得如下主要研究成果: (1)对于较低的水胶比为0.28、0.30和0.32而言,与基准水泥胶砂相比,随着硅粉取代量的增加,水泥胶砂的3d和7d抗压强度和抗折强度没有显著地变化,但水泥胶砂的28d抗压强度和抗折强度却呈现较明显的提高。 (2)对于较低的水胶比为0.28、0.30和0.32而言,随着硅粉取代量的增加,各龄期中混凝土的抗压强度和抗折强度较基准混凝土均有不同程度的提高,其中7d的强度提高幅度最大,其次是3d和28d的强度。 (3)过多的硅粉取代量反而不利于水泥胶砂和硅粉混凝土的强度的进一步提高,并且通过只降低水胶比并不能有效提高水泥胶砂和硅粉混凝土各龄期的强度,只有合理的搭配水胶比和硅粉取代量才能提高其各龄期的强度。对于水泥胶砂而言,硅粉的最优取代范围9%~12%,对应最优水胶比为0.30;对于硅粉混凝土而言,硅粉的最优取代范围9%~12%,对应最优水胶比为0.28~0.30。 (4)通过采用ASTM C1202法测得6h混凝土的电通量,对于较低的水胶比为0.28、0.30和0.32而言,随着硅粉取代量的增加,硅粉混凝土的早期抗氯离子渗透能力得到显著地提高。但是随着龄期的增长,硅粉取代量的增加对混凝土抗氯离子渗透能力的提高幅度却减小。水胶比的降低并不一定有效地提高混凝土抵抗氯离子渗透能力。综合考虑硅粉取代量、水胶比和龄期因素对混凝土抗氯离子渗透性能的影响,最优配比为:水胶比为0.28、硅粉取代量为9%或12%;水胶比为0.30、硅粉取代量为12%。