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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的廣泛重視。因為在混凝土中摻加少量硅灰或以硅灰取代部分水泥，結合應用減水劑或高效減水劑，混凝土各方面物理力學性能都能得到顯著的改善。同時，可持續發展和循環經濟觀念的普及與貫徹實施，大力推動了硅灰的應用，昔日的工業廢物，變成今日改善混凝土性能的高價值礦物摻合料，硅灰在混凝土中的應用可以稱作是一個循環經濟的典范。

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

Q：為什么硅灰混凝土容易出現裂縫？

A：在實際工程施工中，硅灰混凝土常常被認為“比較容易產生裂縫”。其中，部分原因是對硅灰混凝土的特性了解不足，施工質量控制沒有相應的調整，如養護質量控制不夠好。部分原因是硅灰一般應用于性能要求較高的混凝土，如高強、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致裂縫敏感性增大，硅灰會增大早期自收縮，在約束狀態下總體的早期裂縫敏感性確實相對較大。硅灰對混凝土裂縫的影響，主要是對早期裂縫（前兩周內出現）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：當混凝土表面水分損失（蒸發）的速率高于內部水分遷移到表面（泌水）速率，則會出現塑性收縮裂縫。硅灰混凝土的泌水非常小，由于沒有泌水的緩沖保護，表面水分蒸發就會直接導致塑性收縮，發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，尤其是當混凝土處于干燥、多風的環境條件下，要采取措施嚴格防止表面水分損失。做好養護，硅灰混凝土是完全可以避免出現塑性收縮裂縫。強調硅灰混凝土的養護，并不意味養護方法有所不同，所有普通混凝土的養護方法都適用于硅灰混凝土，應根據工程現場環境條件、結構特點，采用可靠經濟的養護方法，關鍵是從最早可能時刻開始養護，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護，至少防水分損失3天以上。

自收縮裂縫：對于傳統的高水灰比（大于0.42）、低強度混凝土，自收縮較小，因此沒有引起人們重視，往往不與干縮相區分。然而，隨著混凝土強度提高，水灰（膠）比降低和超細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。當水膠比為0.30時，混凝土的自收縮可以達到總收縮的一半左右。自收縮的動力來源：水泥水化后，反應產物的體積小于反應物體積，產生化學減縮在水泥漿體凝結以前，化學減縮使塑性的漿體整體收縮，不會影響內部結構；水泥漿體凝結以后，化學減縮后在漿體內留下毛細孔，在與外界沒有水分交換的條件下，水泥水化繼續進行而消耗毛細孔中的水，使毛細孔干燥因孔內蒸氣壓下降而收縮，引起外觀體積收縮，這種不同于因水分蒸發而發生的干燥稱為自干燥，由此產生的收縮即自生收縮，簡稱自收縮。混凝土產生自生收縮的條件是與外界無水分交換，因此常發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。高強硅灰混凝土的自收縮可達到200~300x10^-6。但另一方面。硅灰又能夠提高混凝土早期抗拉強度和增加早期徐變，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裂縫？

A：加強養護，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度混凝土、自密實混凝土，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+磨細礦渣+硅灰，或水泥+粉煤灰+磨細礦渣+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、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%，這時結構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）補償收縮。

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