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在過去的四十年中，硅灰作為混凝土的改性材料受到行業(yè)的廣泛重視。因?yàn)樵诨炷林袚郊由倭抗杌一蛞怨杌胰〈糠炙?，結(jié)合應(yīng)用減水劑或高效減水劑，混凝土各方面物理力學(xué)性能都能得到顯著的改善。同時(shí)，可持續(xù)發(fā)展和循環(huán)經(jīng)濟(jì)觀念的普及與貫徹實(shí)施，大力推動了硅灰的應(yīng)用，昔日的工業(yè)廢物，變成今日改善混凝土性能的高價(jià)值礦物摻合料，硅灰在混凝土中的應(yīng)用可以稱作是一個(gè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的典范。

針對硅灰在混凝土中的應(yīng)用相關(guān)問題，我們推出《Q&A硅灰在混凝土中的應(yīng)用》系列問答文章。

Q：為什么硅灰混凝土容易出現(xiàn)裂縫？

A：在實(shí)際工程施工中，硅灰混凝土常常被認(rèn)為“比較容易產(chǎn)生裂縫”。其中，部分原因是對硅灰混凝土的特性了解不足，施工質(zhì)量控制沒有相應(yīng)的調(diào)整，如養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制不夠好。部分原因是硅灰一般應(yīng)用于性能要求較高的混凝土，如高強(qiáng)、低滲透性、高耐久性等等。這類混凝土，水膠比低和膠凝材料用量大，本身自收縮和溫升可能導(dǎo)致裂縫敏感性增大，硅灰會增大早期自收縮，在約束狀態(tài)下總體的早期裂縫敏感性確實(shí)相對較大。硅灰對混凝土裂縫的影響，主要是對早期裂縫（前兩周內(nèi)出現(xiàn)）的影響，需要分為對塑性收縮、自收縮和溫度影響三方面來分析：

塑性收縮裂縫：當(dāng)混凝土表面水分損失（蒸發(fā)）的速率高于內(nèi)部水分遷移到表面（泌水）速率，則會出現(xiàn)塑性收縮裂縫。硅灰混凝土的泌水非常小，由于沒有泌水的緩沖保護(hù)，表面水分蒸發(fā)就會直接導(dǎo)致塑性收縮，發(fā)生塑性收縮裂縫的可能性增大。因此，對于新澆筑的硅灰混凝土，尤其是當(dāng)混凝土處于干燥、多風(fēng)的環(huán)境條件下，要采取措施嚴(yán)格防止表面水分損失。做好養(yǎng)護(hù)，硅灰混凝土是完全可以避免出現(xiàn)塑性收縮裂縫。強(qiáng)調(diào)硅灰混凝土的養(yǎng)護(hù)，并不意味養(yǎng)護(hù)方法有所不同，所有普通混凝土的養(yǎng)護(hù)方法都適用于硅灰混凝土，應(yīng)根據(jù)工程現(xiàn)場環(huán)境條件、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用可靠經(jīng)濟(jì)的養(yǎng)護(hù)方法，關(guān)鍵是從最早可能時(shí)刻開始養(yǎng)護(hù)，防止水份從混凝土暴露表面損失，并在混凝土終凝后保持混凝土暴露表面潮濕養(yǎng)護(hù)，至少防水分損失3天以上。

自收縮裂縫：對于傳統(tǒng)的高水灰比（大于0.42）、低強(qiáng)度混凝土，自收縮較小，因此沒有引起人們重視，往往不與干縮相區(qū)分。然而，隨著混凝土強(qiáng)度提高，水灰（膠）比降低和超細(xì)礦物摻和料特別是硅灰的使用，自收縮增大，對早期裂縫的影響變的越來越重要。當(dāng)水膠比為0.30時(shí)，混凝土的自收縮可以達(dá)到總收縮的一半左右。自收縮的動力來源：水泥水化后，反應(yīng)產(chǎn)物的體積小于反應(yīng)物體積，產(chǎn)生化學(xué)減縮在水泥漿體凝結(jié)以前，化學(xué)減縮使塑性的漿體整體收縮，不會影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)；水泥漿體凝結(jié)以后，化學(xué)減縮后在漿體內(nèi)留下毛細(xì)孔，在與外界沒有水分交換的條件下，水泥水化繼續(xù)進(jìn)行而消耗毛細(xì)孔中的水，使毛細(xì)孔干燥因孔內(nèi)蒸氣壓下降而收縮，引起外觀體積收縮，這種不同于因水分蒸發(fā)而發(fā)生的干燥稱為自干燥，由此產(chǎn)生的收縮即自生收縮，簡稱自收縮。混凝土產(chǎn)生自生收縮的條件是與外界無水分交換，因此常發(fā)生于大體積和低水膠比的混凝土。除水泥外，礦物摻和料的活性越高，同條件下混凝土的自收縮越大。高強(qiáng)硅灰混凝土的自收縮可達(dá)到200~300x10^-6。但另一方面。硅灰又能夠提高混凝土早期抗拉強(qiáng)度和增加早期徐變，還有抑制早期裂縫的作用，即硅灰對早期裂縫危險(xiǎn)性有“增大”和“減小”雙重作用。一般來說，硅灰摻量不超過膠凝材料5%，對混凝土早期裂縫敏感性沒有影響；摻量在5~10%之間，硅灰有可能增大早期裂縫敏敏感性；摻量超過10%，肯定增大裂縫敏感性。

對混凝土溫升的影響：硅灰不會增加膠凝材料的水化熱，但會加快水泥水化速率，使水化放熱峰提前。在同等強(qiáng)度前提下，使用硅灰可以降低水泥用量，有助于配制貧或特貧混凝土，減小溫升和溫度裂縫敏感性。一般，摻量不大于10%，硅灰對水化熱的影響可以忽略。

Q：怎樣可以防止硅灰混凝土出現(xiàn)裂縫？

A：加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，避免早期失水，防止塑性收縮裂縫。

對于有高耐久性要求的普通強(qiáng)度混凝土、自密實(shí)混凝土，宜采用低硅灰摻量（2％～6％）的三組分或四組分膠凝材料，即：水泥+粉煤灰+硅灰，水泥+磨細(xì)礦渣+硅灰，或水泥+粉煤灰+磨細(xì)礦渣+硅灰，這樣的混凝土早期裂縫敏感性可以保持在較低水平。

對于高強(qiáng)、高耐磨、水下澆筑的抗沖散混凝土等，硅灰的摻量不宜太低，通常占膠凝材料的6% ~ 12%，這時(shí)結(jié)構(gòu)早期裂縫的控制需要從降低約束程度（低于50%）和降低混凝土的溫度著手（混凝土最高溫度不超過40℃），或使用高模量纖維抗裂（如超高性能混凝土UHPC），或使用膨脹劑（AC或C型）補(bǔ)償收縮。

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