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摻粉煤灰－硅灰混凝土凍融性能試驗研究
Application of Fly Ash and Silica Fume Concrete in Hydraulic Engineering under Freeze - Thaw Cycling
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顏世忠1 , 施振躍2
( 1 . 濟寧高新區王因街道辦事處 ，濟寧 272103 ; 2. 山東科技大學 資源學院 ，泰安 271019)
摘 要 ：為研究復摻粉煤灰 、硅灰對水工混凝土抗凍性能的影響 ，設定粉煤灰 、硅灰摻量為 30% 、40% ,質量比分別為 2 ∶1 、3 ∶1 、4 ∶1 , 分析了凍融循環過程中混凝土的質量損失率 、相對動彈性模量 、抗壓強度 、劈裂抗拉強度 、抗沖磨強度的變化規律。結果表明：摻粉煤灰 、硅灰可提升混凝土抗壓 、抗拉 、抗沖磨強度 ，摻量為 30% 、質量比為 2 ∶1 時效果最佳 ；隨凍融循環次數增加 ，摻粉煤灰 、硅灰混凝土各項性能指標均有所下降，其中摻量為 30% 、質量比為 2 ∶1 和 3 ∶1 的混凝土質量損失率 、抗沖磨強度損失最小 ，摻量為 30% 、質量比為2 ∶1 以及摻量為 40% 、質量比為 4 ∶1 的混凝土抗壓 、劈裂抗拉強度以及相對動彈性模量凍融損失最小 ；建議硅灰摻量為 10% , 粉煤灰摻量宜為 20%~ 30% 。研究成果可為混凝土配合比設計提供理論依據。
關鍵詞：粉煤灰 ；硅灰 ；混凝土 ；凍融循環 ；抗凍性能 ；劣化損失
中圖分類號：TU528 文獻標志碼：A 文章編號： 1005- 8249 (2026) 01- 0052- 06
DOI:10. 19860/j.cnki.issn1005 - 8249.2026.01 .010
YAN Shizhong1 , SHI Zhenyue2
( 1 . Wangyin Sub - district Office Ji ’ning High - tech Zone , Ji ’ning 272103 , China; 2. College of Resources ,Shandong University of Science and Technology , Tai ’an 271019 , China)
Abstract : Concrete structures in hydraulic engineering are susceptible to damage from prolonged freeze - thaw cycles , leading to a shortened service life . To investigate the effect of combined fly ash and silica fume additions on the freeze - thaw resistance of hydraulic concrete , fly ash and silica fume were added at 30% and 40% by mass , respectively , with mass ratios of 2 ∶1 , 3 ∶1 , and 4 ∶1. The variation patterns of concrete mass loss rate , relative dynamic modulus of elasticity , compressive strength , splitting tensile strength , and abrasion resistance during freeze - thaw cycles were analysed. Results indicate that fly ash and silica fume enhance concrete compressive , tensile , and abrasion resistance , with optimal performance achieved at 30% fly ash content and a 2 ∶1 mass ratio. With increasing freeze - thaw cycles , all performance indicators of fly ash and silica fume concrete decreased. Among these , concrete with 30% fly ash/silica fume at mass ratios of 2 ∶1 and 3 ∶1 exhibited the smallest mass loss rate and abrasion resistance loss . Concretes with 30% fly ash at a 2 ∶1 mass ratio and 40% fly ash at a 4 ∶1 mass ratio exhibited the smallest losses in compressive strength , splitting tensile strength , and relative dynamic modulus of elasticity during freeze - thaw cycles . It is recommended that fly ash content be maintained between 20% and 30% , with silica fume at 10% .These findings provide theoretical reference for concrete mix design in hydraulic engineering projects . The research results can provide a theoretical basis for concrete mix design.
Key words : fly ash; silica fume; concrete; freeze - thaw cycle; frost resistance; deterioration loss
項目來源： 國家自然科學基金青年基金 (52404134) 。
作者簡介：顏世忠 (1968—) , 男 ，專科 ，工程師 ，研究方向：水利水電工程。
通信作者：施振躍 (1989—) , 男 ，博士 ，講師 ，研究方向： 安全科學與工程。
收稿日期：2025 - 1 1 - 06
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