在对掺有硅灰的高铝水泥和普通波特兰水泥混合物的抗硫酸盐侵蚀性研究中发现,当含有硅灰的高铝水泥量为 15%,而普通波特兰水泥含量为 85% 时,其抗硫酸盐侵蚀性显著增强。这表明在特定的水泥混合体系中,合理的硅灰掺量能够优化水泥石的微观结构与化学组成,提高其抵抗硫酸盐侵蚀的能力。
通过精确测试混凝土硫酸盐扩散物的含量,深入研究混凝土中添加硅灰对其抗硫酸盐侵蚀的影响。以龄期为 14 周的测试结果为例,在 Na₂SO₄溶液中,当硅灰含量分别为 0、5%、10%、15% 时,混凝土硫酸盐的含量依次为 0.09%、0.072%、0.06%、0.05%。这一结果清晰地表明,随着硅灰含量的增加,混凝土在硫酸钠溶液中的抗侵蚀能力逐渐提高,即添加硅灰能够显著提高混凝土抗硫酸钠溶液的侵蚀能力。这是因为硅灰的掺入促进了水泥的水化反应,生成了更多的水化产物,填充了混凝土内部的孔隙,同时硅灰与水泥水化产物发生反应,改变了水泥石的化学组成,使其更难被硫酸钠溶液侵蚀。
然而,在硫酸镁溶液中,情况却有所不同。当硅灰含量分别为 0、5%、10%、15% 时,硫酸盐扩散物的含量分别为 0.11%、0.083%、0.06%、0.06%,即在硅灰含量增加到 15% 时,硫酸盐扩散物的含量并未继续减少。进一步研究发现,在水泥砂浆中分别掺入 0、5%、10%、15% 的硅灰,然后将其浸泡在 5% 的硫酸镁溶液中,以抗压强度损失率来评定水泥砂浆的破坏程度。结果显示,随着硅灰掺量从 5% 逐步增加到 15%,抗压强度的损失率持续增大,且均在 40% 以上,这表明抗硫酸镁侵蚀性能逐步降低。其原因在于硅灰替代了一部分水泥,引发了火山灰效应,导致氢氧化钙的含量减少。在硫酸镁溶液中,镁离子会与氢氧化钙反应生成氢氧化镁沉淀,而氢氧化钙的减少使得这一反应更容易进行,进而导致更多的镁离子侵入混凝土内部,与 C - S - H 凝胶发生反应,造成 C - S - H 的破坏,从而降低了混凝土的抗硫酸镁侵蚀能力。由此可见,硅灰在提高抗硫酸钠侵蚀方面效果显著,但在抗硫酸镁侵蚀方面却存在一定的局限性,在实际工程应用中需要根据具体的环境条件和硫酸盐类型来合理确定硅灰的掺量。