稻壳灰混凝土耐久性研究综述

摘要

【目的】稻壳灰(RHA)作为稻谷加工过程中产生的大宗农业废弃物，其年产量随全球稻米消费量增长持续攀升。将RHA作为混凝土的补充胶凝材料，其可通过替代部分水泥显著降低混凝土生产过程中的碳排放量，同时有效提升混凝土的耐久性与力学性能，契合建筑业可持续发展的需求。然而，RHA混凝土的耐久性能受其粒径分布、混凝土配合比及养护条件等多重因素交互影响。现有研究呈现碎片化特征，尚缺乏系统性的性能评价框架与优化设计策略。研究旨在综述RHA混凝土的耐久性，解析其抗劣化机制与影响因素，为制定应用标准、突破推广瓶颈提供理论支撑，推动其在绿色建材中的应用。【方法】研究聚焦RHA混凝土耐久性问题，系统梳理其在收缩、抗碳化能力、氯离子渗透抗性、酸耐性、抗冻融循环能力和防火性能等方面的研究进展。研究包括对稻壳灰的物理化学特性(如二氧化硅含量、颗粒大小和火山灰活性)的分析及不同稻壳灰含量和处理方式(如化学激活、热处理和湿养护)对混凝土性能的影响。此外，探讨了稻壳灰与其他矿物掺合料(如粉煤灰、矿渣和偏高岭土)的协同作用及其对耐久性的优化效果。【结果】在对耐久性各方面性能进行梳理和归纳后，对相应的研究内容与关键技术进行总结，发现RHA混凝土在收缩抑制、抗碳化能力、氯离子渗透阻隔、酸蚀耐受性、冻融循环耐久性以及防火性能等方面具有显著提升或者改善效果。此外，系统研究归纳发现，稻壳灰可以实现混凝土耐久性能的多维度提升，契合建材可持续发展需求。然而，RHA混凝土的工程化应用仍面临多重挑战：原料来源差异导致RHA质量不同，需建立严格的活性指数与粒径分布控制标准；碱-硅反应敏感性要求精准调控RHA掺量与碱含量；较长的湿养护周期显著增加施工与时间成本等。【结论】未来研究应聚焦于稻壳灰质量的标准化、与其他矿物掺合料的协同作用、创新处理方法以及长期性能监测，以推动RHA混凝土在建筑领域的广泛应用，减轻传统水泥对环境的影响。

关键词

稻壳稻谷 / 混凝土 / 收缩 / 碳化性能 / 抗氯化物渗透 / 耐酸性 / 抗冻融循环 / 耐火性