稻殼灰在超高性能混凝土中的研究應用進展

毛雯婷，屈文俊，朱 鵬

(同濟大學建筑工程系，上海200092)

0 前言

硅灰作為超高性能混凝土的礦物摻合料的重要組分之一，對混凝土性能有顯著影響。硅灰是一種超細的礦物活性材料，比表面積大，活性SiO2含量達到90%以上［1］。硅灰具有極佳的微填充效應和高火山灰活性，可提高混凝土的密實度和改善其孔隙結構［2，3］，使混凝土獲得超高強度和良好的耐久性［1，3～5］。但由于有限的資源和生產技術的限制，我國硅灰年產量較低(3 000～4 000 t)，只能滿足部分特殊混凝土的需求。因此，尋找可替代硅灰的活性礦物摻合料成為解決這一問題的有效途徑。

我國稻殼年產量超過4 000萬t，是一種極大的潛在利用資源。稻殼灰通過生物礦化的方式將土壤中稀薄的無定形SiO2富集起來，可以提供大量非晶態的SiO2，稻殼中SiO2的含量一般在15%～20%［6］。研究發現將稻殼進行焚燒得到的稻殼灰(Rice Husk Ash，RHA)，富含90%以上的無定形SiO2，具有巨大比表面積和超高火山灰活性，是理想的活性礦物摻料［7，8］。針對活性稻殼灰的化學組分、微觀結構和火山灰活性的相關研究表明，高含量的無定形SiO2成分、納米尺度的SiO2膠凝粒子和微孔隙是稻殼灰具有高火山灰活性的根本原因［9～17］。國內外相關學者還就RHA在高性能混凝土中的應用進行了試驗研究，結果表明，活性稻殼灰對混凝土具有強烈的增強改性作用，可以極大地促進水泥的水化反應，改善混凝土的微觀結構，使其獲得極高的強度［7，13，18～25］。此外，摻有RHA的混凝土也表現出了優秀的耐久性能［18，26，27］。這說明稻殼灰是一種極具潛力的活性礦物摻料。……