稻壳灰粒径对水泥砂浆的碱硅酸反应风险影响

摘要

固废资源化是实现可持续发展的重要内容.稻壳灰的火山灰活性高，有望作为辅助性胶凝材料用于水泥砂浆或混凝土，但其中K₂O和Na₂O含量较大，需探明不同粒径稻壳灰的掺入可能带来的碱硅酸反应风险.现有研究表明，粉煤灰的火山灰活性能抑制碱硅酸反应，已得到广泛应用.对比起见，设置了基准组、掺4种粒径粉煤灰组和稻壳灰组，在分别测试其抗压、抗折强度的基础上，测试膨胀率，通过SEM和EDS测试了掺粒径为5μm的稻壳灰试件和未掺稻壳灰试件的微观形貌和元素组成.试验结果表明：稻壳灰或粉煤灰的掺入均可以提高砂浆的力学性能，稻壳灰粒径越小提高的程度越大，中值粒径为5μm的稻壳灰可以使砂浆28 d抗压强度提高50.6%,抗压强度提高64.7%,效果均好于粉煤灰；稻壳灰的粒径不超15μm时，对砂浆的膨胀率可起到显著的抑制作用，且抑制效果优于粉煤灰，5μm的稻壳灰能使14 d膨胀率减小90%,并使骨料表现为无害，而8～20μm粉煤灰均仅减小60%左右的14 d膨胀率，骨料仍表现为有害；稻壳灰的火山灰活性不仅能生成低Ca/Si比的C-S-H凝胶，降低碱含量，还能使砂浆致密性提高，抑制碱离子和水的渗透，从而表现为对碱硅酸反应的抑制效果.

关键词

碱硅酸反应 / 稻壳灰 / 粒径 / 粉煤灰 / 微观分析