毛雯婷，屈文俊，朱 鵬

(同濟(jì)大學(xué)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(duì)混凝土性能有顯著影響。硅灰是一種超細(xì)的礦物活性材料，比表面積大，活性SiO2含量達(dá)到90%以上［1］。硅灰具有極佳的微填充效應(yīng)和高火山灰活性，可提高混凝土的密實(shí)度和改善其孔隙結(jié)構(gòu)［2，3］，使混凝土獲得超高強(qiáng)度和良好的耐久性［1，3～5］。但由于有限的資源和生產(chǎn)技術(shù)的限制，我國硅灰年產(chǎn)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(chǎn)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(tài)的SiO2，稻殼中SiO2的含量一般在15%～20%［6］。研究發(fā)現(xiàn)將稻殼進(jìn)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(duì)活性稻殼灰的化學(xué)組分、微觀結(jié)構(gòu)和火山灰活性的相關(guān)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(nèi)外相關(guān)學(xué)者還就RHA在高性能混凝土中的應(yīng)用進(jìn)行了試驗(yàn)研究，結(jié)果表明，活性稻殼灰對(duì)混凝土具有強(qiáng)烈的增強(qiáng)改性作用，可以極大地促進(jìn)水泥的水化反應(yīng)，改善混凝土的微觀結(jié)構(gòu)，使其獲得極高的強(qiáng)度［7，13，18～25］。此外，摻有RHA的混凝土也表現(xiàn)出了優(yōu)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。同時(shí)，對(duì)稻殼的有效開發(fā)利用，有利于環(huán)境資源的可持續(xù)發(fā)展。因此，使用活性稻殼灰代替硅灰應(yīng)用于高性能混凝土中，既可以有效利用資源又可優(yōu)化經(jīng)濟(jì)成本，同時(shí)還保證了混凝土的高性能，有著廣闊的應(yīng)用前景。

1 稻殼灰的化學(xué)組分和制備

1.1 稻殼灰的化學(xué)組分

稻殼灰的化學(xué)組成成分(%)如表1［9］所示。從表1可知，低溫稻殼灰中SiO2的含量很高，與硅灰相近。

表1 RHA的化學(xué)組成成分

1.2 活性稻殼灰的制備

活性稻殼灰的制備主要是通過低溫煅燒稻殼。煅燒過程是為了去除稻殼中的有機(jī)物質(zhì)，但不能破壞SiO2的無定形態(tài)。煅燒溫度是影響稻殼灰活性的關(guān)鍵因素。研究早期，加利福尼亞大學(xué)的報(bào)道［10］指出，當(dāng)?shù)練ぴ?00～700℃保持較長(zhǎng)時(shí)間燃燒或者在700～800℃保持較短時(shí)間燃燒，可獲得最佳活性的稻殼灰。余其?。?1］等提出制備高活性稻殼灰的最佳煅燒溫度應(yīng)控制在500～600℃左右。當(dāng)煅燒溫度超過600℃時(shí)，稻殼灰中的無定形SiO2將轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)SiO2，活性將大大降低;而煅燒溫度低于500℃時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生大量殘留碳，對(duì)活性產(chǎn)生不利影響。相關(guān)研究還表明［12］溫度控制對(duì)比表面積有顯著作用從而影響其活性。

此外，稻殼完全燃燒后，所得稻殼灰中除SiO2以外還含有少量的無機(jī)金屬氧化物雜質(zhì)，會(huì)使稻殼灰活性下降。為了減少雜質(zhì)的含量，將稻殼灰在焚燒之前或之后經(jīng)過鹽酸、硫酸等酸處理，移除影響RHA化學(xué)活性的K2O等雜質(zhì)，焚燒成灰后將得到活性更高、比表面積更大的RHA［12～14］。

2 稻殼灰的顯微結(jié)構(gòu)

RHA是一種多孔性高硅火山灰材料。RHA中富含的SiO2以無定形態(tài)存在，含有大量微米尺度(1～10 μm)的孔隙，并具有巨大的比表面積(50～100 m2/g)。國外早期研究對(duì)稻殼灰進(jìn)行了SEM和X-ray分析，在未煅燒的稻殼灰顆粒外表面發(fā)現(xiàn)了無定形SiO2的存在［15］。隨后的相關(guān)研究也證實(shí)了低溫RHA中的SiO2確實(shí)以納米結(jié)構(gòu)的形式存在，其比表面積高達(dá)235 m2/g，含有大量納米級(jí)顆粒和微孔隙［16］。國內(nèi)學(xué)者歐陽東等采用SEM、TEM以及選區(qū)電子衍射(SAD)技術(shù)對(duì)RHA的顯微結(jié)構(gòu)分3個(gè)層次進(jìn)行了研究，并提出了RHA顯微結(jié)構(gòu)的3層次模型［17］。

首先，在SEM低倍觀察下，600℃以下焚燒后得到的低溫稻殼灰(未粉磨)的內(nèi)外表面結(jié)構(gòu)致密，各有一層致密的SiO2膜，焚燒后不會(huì)產(chǎn)生微孔，如圖1、圖2所示［17］。RHA內(nèi)表面稍薄，外表面稍厚，內(nèi)外表面間有一個(gè)夾層，由縱橫交錯(cuò)的薄片構(gòu)成，呈疏松的蜂窩狀，含有大量孔洞(尺度為10 μm左右)，如圖3所示［17］。而薄片和薄板均由許多細(xì)微的米粒狀顆粒聚集而成，顆粒之間存在大量的微孔隙，如圖4所示［17］。

然后，在TEM觀察下發(fā)現(xiàn)，RHA粉末主要由尺寸在1 μm以上的塊狀顆粒組成;塊狀顆粒由大量納米(0.1～100 nm)SiO2膠凝粒子非緊密疏松地形成，如圖5、圖6所示［17］。而納米SiO2凝膠粒子由許多更細(xì)小的微晶組成。并且在最優(yōu)控制條件下焚燒得到的優(yōu)質(zhì)低溫稻殼灰中的SiO2的聚合度小于硅灰的聚合度，對(duì)RHA的化學(xué)活性極為有利。納米尺度的SiO2膠凝粒子和大量納米尺度的孔隙是RHA具有巨大比表面積和高活性的根本原因。

根據(jù)以上SEM、TEM的研究，歐陽東等提出了RHA的3層次顯微結(jié)構(gòu)模型［17］。分別為:(1)結(jié)構(gòu)尺度為1～1 000 μm的第1結(jié)構(gòu)層次;(2)結(jié)構(gòu)尺度為0.05～1 μm納米SiO2塊狀粒子的第2結(jié)構(gòu)層次;(3)結(jié)構(gòu)尺度約為50 nm的SiO2米粒狀顆粒的第3結(jié)構(gòu)層次。3個(gè)不同層次的顯微結(jié)構(gòu)模型顯示了RHA中主要存在的2種孔隙，一種是微米尺度(1～10 μm)的蜂窩狀稻殼纖維網(wǎng)絡(luò)孔，由稻殼纖維板片交錯(cuò)形成，與稻殼組織結(jié)構(gòu)有關(guān)而與焚燒過程無關(guān)，主要對(duì)RHA的粉末性能產(chǎn)生較大的影響;另一種是由納米尺度(＜50 μm)的SiO2凝膠粒子非緊密聚集而成的孔隙，與焚燒制備過程有關(guān)，對(duì)RHA的比表面積和化學(xué)活性有重要影響。

3 稻殼灰的火山灰活性

圖1 RHA外表面Bar=1 μm

圖2 RHA內(nèi)表面Bar=2 μm

圖3 RHA斷面夾層Bar=30 μm

圖4 RHA夾層內(nèi)部Bar=3 μm

圖5 RHA塊狀顆粒Bar=1 μm

圖6 RHA中SiO2粒子Bar=500 nm

RHA具有高火山灰活性。莊一舟［18］等對(duì)摻有RHA，SF和納米SiO2的Ca(OH)2飽和溶液觀察溶液電導(dǎo)率與pH值隨時(shí)間的變化規(guī)律，得出它對(duì)Ca(OH)2的吸附能力差別，從而反映出其火山灰活性的大小。結(jié)果表明，納米SiO2與Ca(OH)2反應(yīng)速率很快，吸附能力很強(qiáng)，RHA次之，SF吸收Ca(OH)2的能力比前兩者較弱。這可能是因?yàn)榧{米SiO2的比表面積為640±30 m2/g，RHA的比表面積約為50～100 m2/g，SF的比表面積為15～25 m2/g。比表面積越大則表面能越大，吸附Ca(OH)2的能力就越強(qiáng)，說明無定形SiO2的火山灰活性與比表面積有關(guān)。Yu［18］等的研究也表明，在RHA中的SiO2與Ca(OH)2反應(yīng)生成C-SH凝膠過程中，RHA表面的電荷在Si-OH表面基團(tuán)中質(zhì)子的吸附和釋放上起著重要作用，所以其反應(yīng)活性受到RHA比表面積的影響很大。同時(shí)，RHA對(duì)水泥二次水化反應(yīng)具有增強(qiáng)作用。莊一舟［18］等通過對(duì)比純水泥水化、摻有SF的水泥水化、摻有RHA的水泥水化的XRD圖譜發(fā)現(xiàn)，水泥水化產(chǎn)生了較多的Ca(OH)2波峰，而摻有SF和RHA的水泥樣本幾乎沒有。這說明SF與RHA具有高火山灰活性，參與了水泥的二次水化反應(yīng)，消耗了水化反應(yīng)產(chǎn)生的Ca(OH)2，生成了C-S-H凝膠，填充在界面，改善孔結(jié)構(gòu)，使得水泥硬化體的結(jié)構(gòu)更為密實(shí)，強(qiáng)度更高。

13 Investigation of inpatients with chronic kidney disease in a tertiary referral hospital in Shanghai from 2011 to 2016

4 活性稻殼灰(RHA)對(duì)超高性能混凝土(UHPC)的性能影響

RHA的化學(xué)組成、微觀結(jié)構(gòu)以及化學(xué)活性的相關(guān)研究都表明RHA具有高火山灰活性。眾多國內(nèi)外學(xué)者都將RHA作為高活性礦物摻料應(yīng)用于UHPC中進(jìn)行了試驗(yàn)研究，并取得了較理想的效果。

4.1 RHA對(duì)混凝土工作性能的影響

研究表明［14］，混凝土的坍落度隨著RHA摻量的增加而明顯下降，為了達(dá)到相同的工作性，摻有RHA的混凝土拌合物需水量比不含RHA的拌合物明顯增加。在保持一定流動(dòng)度條件下，隨著RHA摻量的增加，需水量也隨之增加。這是由于RHA的較大比表面積造成了需水量的增加［20］。而在低水膠比下，混凝土中的孔隙缺陷較少，混凝土微觀結(jié)構(gòu)得到顯著改善，達(dá)到高強(qiáng)度。因此需加入減水劑以降低水膠比。

4.2 RHA對(duì)UHPC強(qiáng)度的影響

國內(nèi)外學(xué)者對(duì)摻有RHA的高性能混凝土的性能，如強(qiáng)度、耐久性及混凝土的微觀結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了研究。Saraswathy［21］等指出，RHA的摻入增加了混凝土各組分間的粘合強(qiáng)度，混凝土的抗壓強(qiáng)度隨著稻殼灰摻量的增加而增加，當(dāng)摻量超過25%時(shí)，混凝土抗拉強(qiáng)度才有輕微下降。歐陽東［22，23］等的研究表明，600℃焚燒所得的低溫稻殼灰活性超過造粒硅灰，對(duì)高強(qiáng)混凝土具有強(qiáng)烈的增強(qiáng)作用。當(dāng)摻量為10%～20%時(shí)，可使其強(qiáng)度提高10 MPa以上，效果顯著。

國外V T Nguyen［24］等從水化反應(yīng)過程和微觀結(jié)構(gòu)的角度出發(fā)，進(jìn)行了RHA對(duì)UHPC強(qiáng)度增強(qiáng)機(jī)理的研究，并與SF進(jìn)行對(duì)比。

試驗(yàn)結(jié)果表明，RHA對(duì)UHPC的水化反應(yīng)有強(qiáng)烈的促進(jìn)作用。摻有SF和RHA的UHPC水化反應(yīng)相對(duì)較充分，尤其在反應(yīng)后期，RHA對(duì)水化反應(yīng)的促進(jìn)作用甚至強(qiáng)于SF。摻有RHA的UHPC(RHA20)的早期抗壓強(qiáng)度發(fā)展較慢，但后期其抗壓強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，高于普通UHPC(REF)和摻有SF的UHPC(SF20)，分別在28 d和91 d齡期時(shí)達(dá)到了175 MPa和185 MPa的高抗壓強(qiáng)度，如圖7所示。

圖7 隨齡期增長(zhǎng)的UHPC的抗壓強(qiáng)度

RHA對(duì)UHPC的抗壓強(qiáng)度發(fā)展的影響主要是由于RHA的微填充效應(yīng)，超細(xì)微孔結(jié)構(gòu)及其吸收水分的內(nèi)養(yǎng)護(hù)作用。首先，RHA極細(xì)微的顆?？僧a(chǎn)生良好的微填充效應(yīng)，使混凝土孔結(jié)構(gòu)充分細(xì)化;其次，RHA的大量微孔中吸收保留的水分，降低了水灰比，并在后期進(jìn)一步促進(jìn)水化反應(yīng)，起到內(nèi)養(yǎng)護(hù)作用［24］，使得混凝土的強(qiáng)度在后期仍得以持續(xù)發(fā)展。在水化反應(yīng)早期，RHA的多孔結(jié)構(gòu)吸收了一部分水，導(dǎo)致水泥水化反應(yīng)較慢，因此混凝土強(qiáng)度發(fā)展較慢。但由于RHA的多孔結(jié)構(gòu)所保留的水分在后期水化反應(yīng)中釋放出來，使水化反應(yīng)進(jìn)一步進(jìn)行［25］，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的致密性，從而發(fā)展混凝土的后期強(qiáng)度。

莊一舟［26］等研究了RHA與SF的混合摻入對(duì)UHPC強(qiáng)度的影響。該試驗(yàn)采用固定水膠比0.18，分別以10%、20%、30%的SF替代水泥為基準(zhǔn)組，然后用稻殼灰部分或全部替代硅灰研究?jī)烧邔?duì)混凝土性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，RHA與SF的混合摻入能明顯提高UHPC的抗壓強(qiáng)度，效果優(yōu)于單摻同等摻量的RHA或SF。當(dāng)RHA與SF的摻量均為10%時(shí)，UHPC各齡期的抗壓強(qiáng)度最高，如圖8所示。由于SF的圓球形顆粒和小于RHA的粒徑對(duì) UHPC的微填充作用優(yōu)于RHA;而RHA的比表面積較大，火山灰活性高，其火山灰效應(yīng)優(yōu)于SF，因此兩者聯(lián)合作用時(shí)，效果更優(yōu)。同時(shí)，李振國［26］等的研究發(fā)現(xiàn)，以RHA和粉煤灰(FA)的復(fù)合膠凝材料等量取代水泥，混凝土仍可以獲得較高強(qiáng)度，加入納米SiO2可更進(jìn)一步增強(qiáng)RHA/FA復(fù)合摻料的活性，提高混凝土強(qiáng)度。

圖8 RHA與SF聯(lián)合作用對(duì)UHPC抗壓強(qiáng)度的影響

(1)RHA粒徑對(duì)UHPC強(qiáng)度的影響。當(dāng)固定RHA摻量時(shí)，摻有5.9 μm粒徑RHA的UHPC抗壓強(qiáng)度最高，隨著RHA粒徑的增加，UHPC的抗壓強(qiáng)度逐漸降低。說明RHA的粒徑對(duì)UHPC的強(qiáng)度有重要影響，較小粒徑的RHA顆粒能充分發(fā)揮微填充效應(yīng)，與火山灰效應(yīng)共同作用才能有效提高混凝土強(qiáng)度。Alireza［28］的研究也證實(shí)了平均粒徑為5 μm的稻殼灰對(duì)混凝的強(qiáng)度增強(qiáng)效果遠(yuǎn)高于粒徑較大的稻殼灰。

(2)RHA對(duì)UHPC孔結(jié)構(gòu)的影響。結(jié)果表明，相同水膠比下，復(fù)摻10%RHA和10%SF的UHPC的平均孔體積和平均孔小于摻有20%SF的UHPC。RHA的摻入可以增加孔徑較小微孔的數(shù)量，減少了孔徑較大的有害孔，并減少了總孔體積，有助于提高UHPC的強(qiáng)度。馮慶革［29］等的研究也表明，RHA能明顯改善孔結(jié)構(gòu)，使孔隙細(xì)化，小于20 nm的無害孔增多;最可幾孔徑和平均孔徑越小，混凝土的抗壓強(qiáng)度越大。孔結(jié)構(gòu)的改善是RHA混凝土的抗壓強(qiáng)度提高的主要原因之一。

4.3 RHA對(duì)UHPC收縮性能的影響

普通UHPC雖然具有超高強(qiáng)度的優(yōu)異性能，但由于其低水膠比和硅灰的摻入，導(dǎo)致UHPC早期收縮較大。葉光［30］等對(duì)RHA對(duì)UHPC收縮性能影響的研究發(fā)現(xiàn)，RHA替代SF用于UHPC中可有效減少混凝土的早期收縮。在RHA平均粒徑為5.6 μm，摻量為20%時(shí)，15 d養(yǎng)護(hù)后的UHPC的收縮量幾乎為零。這主要是由于RHA的摻入改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，RHA的微孔隙中吸收保留的水分在混凝土失去表面水分的情況下繼續(xù)對(duì)混凝土起到了內(nèi)養(yǎng)護(hù)作用，從而改善了混凝土的干縮。

4.4 RHA對(duì)混凝土耐久性的影響

余其?。?1］等研究了活性稻殼灰對(duì)混凝土耐久性的影響。結(jié)果表明:(1)混凝土的碳化深度隨著RHA的摻量增加而逐漸減小，說明RHA可以提高混凝土的抗碳化性;(2)在鹽酸侵蝕環(huán)境下，隨著時(shí)間的推移，混凝土的質(zhì)量損失增大，但摻有RHA的混凝土質(zhì)量損失遠(yuǎn)小于同齡期未摻有RHA的混凝土，并且隨著RHA摻量的增加，混凝土的質(zhì)量損失減少，說明RHA可以增強(qiáng)混凝土的耐腐蝕能力;(3)隨著RHA摻量的增加，水在混凝土中的擴(kuò)散系數(shù)、空氣在混凝土中的滲透系數(shù)以及Cl－離子的滲透深度就越小，說明RHA能夠改善混凝土的抗?jié)B性。彭琪雯［32］等對(duì)RHA混凝土抗氯離子滲透性測(cè)試表明RHA的摻入顯著改善了混凝土的孔結(jié)構(gòu)，增加了吸附固化氯離子的水化產(chǎn)物凝膠的數(shù)量，氯離子遷移系數(shù)大幅降低，顯著增強(qiáng)了混凝土的抗氯離子滲透性。此外，馮慶革［33］等的研究指出，RHA摻量≤20%的混凝土具有良好的抗凍融特性。

5 目前存在的問題及發(fā)展方向

眾多研究都表明，活性稻殼灰具有與硅灰相似的高硅火山灰活性，因此可以代替硅灰作為超高性能混凝土的活性礦物摻料。但要實(shí)現(xiàn)活性稻殼灰的推廣應(yīng)用，還面臨著眾多問題。

5.1 稻殼灰的燃燒條件

制備有較高活性SiO2含量的優(yōu)質(zhì)RHA的技術(shù)目前還不成熟，在很大程度上阻礙了RHA的推廣應(yīng)用?；钚缘練せ业娜紵刂茥l件相關(guān)因素較多，導(dǎo)致制備出的RHA性能不穩(wěn)定，不能充分發(fā)揮其活性。優(yōu)質(zhì)的高活性RHA必須在控制條件下焚燒制成:(1)低溫燃燒;(2)未燃燒的碳含量要低，需充分燃燒。如果燃燒溫度過高，RHA中的無定形SiO2會(huì)大量轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)晶SiO2，從而使RHA的活性降低［34］;如果燃燒不充分，則會(huì)有大量未被氧化的碳?xì)埩粼赗HA中，影響RHA中無定形SiO2的含量，并且使RHA略呈黑色［12］。溫度控制對(duì)RHA的比表面積起主導(dǎo)作用從而影響其活性。但由于各種燃燒條件的限制，加之燃燒速率、通風(fēng)條件、RHA燒制的后處理等因素的影響，往往制備出的RHA的性能具有很大的不穩(wěn)定性。目前對(duì)RHA的最佳燃燒制度的研究還處于探索階段，還需要大量的研究實(shí)踐，以形成完善的RHA燃燒制度體系。

5.2 稻殼灰的焚燒裝置

RHA焚燒裝置也是其制備的要素之一。近年來，國內(nèi)學(xué)者在RHA制備研究中研制了各種RHA的焚燒裝置。余其俊［11］等根據(jù)“兩段煅燒法”設(shè)計(jì)了半工業(yè)化制備高活性稻殼灰的煅燒裝置:連續(xù)回轉(zhuǎn)式和間歇式箱式煅燒爐，并將其用于稻殼灰的半工業(yè)化生產(chǎn)。趙鐵軍［12］自制了可測(cè)爐內(nèi)溫度，可控焚燒速度的RHA試驗(yàn)爐。歐陽東［34］等自主研制了可控溫度和空氣量的稻殼灰焚燒爐;王昌義［35］等研制了一種圓柱形磚砌燒灰爐，可制備成品稻殼灰。Sheng Huang［36］等自主研制了一種可使稻殼及稻殼灰處于流化狀態(tài)下分解的反應(yīng)流化床，通過對(duì)分解的稻殼灰凈化、煅燒，得到SiO2含量高達(dá)99.8%的高活性稻殼灰。這些都為RHA制備技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展做了重要鋪墊。但目前還沒有可以一次性大量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)RHA的燃爐裝置，要實(shí)現(xiàn)RHA的大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，還需要更多的研究投入。

5.3 稻殼灰的提純

經(jīng)傳統(tǒng)燃燒制法得到的稻殼灰中活性SiO2的含量大于90%，含有少量的金屬氧化物雜質(zhì)。想要得到SiO2含量超過98%的高品質(zhì)的稻殼灰，需要進(jìn)行提純。近幾年，國內(nèi)外研究提出了關(guān)于稻殼灰提純的一些新工藝。如將稻殼燃燒再利用改良沉淀法進(jìn)行提純;或是對(duì)稻殼進(jìn)行預(yù)處理、燃燒、粉磨直接得到提純的SiO2［37］。利用稻殼灰制備高純度SiO2的工藝已日趨成熟，但大多數(shù)還不具備大規(guī)模生產(chǎn)的條件，需要更進(jìn)一步的發(fā)展。

綜上，目前RHA的制備技術(shù)還不完善，同時(shí)對(duì)其物理性能、化學(xué)活性和對(duì)混凝土性能影響還處于研究階段，需要更深入的理論和試驗(yàn)研究。但隨著RHA制備技術(shù)的不斷發(fā)展完善以及對(duì)RHA性能研究的逐步完善，資源豐富、價(jià)格低廉且具有高活性的RHA將得到廣泛推廣應(yīng)用，成為繼硅灰之后的優(yōu)質(zhì)活性礦物摻料，應(yīng)用于高性能、超高性能混凝土的生產(chǎn)中。

6 結(jié)束語

(1)活性稻殼灰(RHA)中納米尺度的SiO2粒子和納米尺度的大量孔隙是稻殼灰具有巨大的比表面積，微填充效應(yīng)和超高火山灰活性的根本原因。

(2)活性稻殼灰(RHA)具有與硅灰相似的高火山灰活性，吸收Ca(OH)2的能力較強(qiáng)，能促進(jìn)水泥的二次水化反應(yīng)，生成C-S-H凝膠，使Ca (OH)2晶體生長(zhǎng)受到限制，晶粒細(xì)化，從而改善混凝土孔結(jié)構(gòu)，使得結(jié)構(gòu)更為密實(shí)，強(qiáng)度更高。

(3)經(jīng)試驗(yàn)表明，活性稻殼灰(RHA)能替代硅灰(SF)使超高性能混凝土(UHPC)獲得高強(qiáng)度。RHA對(duì)UHPC的抗壓強(qiáng)度發(fā)展的影響主要是由于RHA的微填充效應(yīng)，超細(xì)微孔結(jié)構(gòu)及其吸收水分的內(nèi)養(yǎng)護(hù)作用。同時(shí)，研究還發(fā)現(xiàn)RHA與SF的混合摻入對(duì)提高UHPC強(qiáng)度的效果優(yōu)于單摻同等摻量的RHA或SF。由此可以推斷，RHA替代SF在活性粉末混凝土中的應(yīng)用具有廣闊的應(yīng)用前景。

(4)活性稻殼灰(RHA)能提高混凝土的耐久性，使其具有良好的抗碳化性、耐腐蝕性、抗?jié)B性以及抗凍融性。

(5)活性稻殼灰(RHA)的制備技術(shù)是制約其推廣應(yīng)用的主要因素之一，需要進(jìn)一步發(fā)展優(yōu)質(zhì)RHA的燃燒制度、焚燒裝置及提純技術(shù)。

［1］ 王 洪，陳偉天，陳昌禮.硅灰對(duì)高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究［J］.混凝土，2011，(7):74－76.

［2］ 何小芳，盧軍太，李小楠，等.硅灰對(duì)混凝土性能影響的研究進(jìn)展［J］.硅酸鹽通報(bào)，2013，32(3):423－427.

［3］ 李建權(quán)，許紅升，謝紅波，等.硅灰改性水泥/石灰砂漿微觀結(jié)構(gòu)的研究［J］.硅酸鹽通報(bào)，2006，25(4): 66－70.

［4］ Song H W，Jang J W，Sarawathy V，et al.An estimation of the diffusivity if silica fume concrete［J］.Building and Environment，2007，42(3):1358－1367.

［5］ 黃維蓉，張淑林，黃 星.多元摻合料混凝土抗硫酸鹽侵蝕性能試驗(yàn)研究［J］.混凝土，2010，(9):64－67.

［6］ 賈中兆，萬永敏，張少明.稻殼熱解制備納米二氧化硅［J］.新技術(shù)新工藝，2006，(5):81－82.

［7］ Metha P K.Rice husk ash-a unique supplementary cementing material，Advances in concrete Technology［M］.Ottawa:Center for Mineral and Energy Technology，1994:419－444.

［8］ De Sensale G R.Effect of rice husk ash on mechanical behavior and durability of high-performance concrete［J］.Second International Conference on Engineering Materials，2001，(1):521－532.

［9］ 韓 冰，劉玉旭.稻殼灰的制備和微觀結(jié)構(gòu)性能［J］.四川建材，2010，(6):1－2.

［10］Anka K.Studies of black silica produced under varying conditions［D］.Berkeley:University of California，1975.

［11］余其俊，趙三銀，馮慶革，等.高活性稻殼灰的制備及其對(duì)水泥性能的影響［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，25(1):15－18.

［12］趙鐵軍.稻殼灰高強(qiáng)高性能混凝土摻合料［J］.硅酸鹽建筑制品，1995，(1):41－42.

［13］Real C，Alcala M D，Criado J M.Preparation of silica from rice husks［J］.J.Am.Cream.Soc.，1996，79(8): 2012－2016.

［14］蔡瑞環(huán).高活性稻殼SiO2的制備及其在超高性能混凝土中的應(yīng)用［D］.廣州:暨南大學(xué)，2008.

［15］Jauberthiea R，Rendella F，Tambab S，et al.Origin of the pozzolanic effect of rice husks［J］.Construction and Building Materials，2000，(14):419－423.

［16］ Liou T H.Preparation and characterization of nanostructured silica from rice husk［J］.Materials Science and Engineering A，2004，364(1－2):313－323.

［17］歐陽東，陳 楷.稻殼灰顯微結(jié)構(gòu)及其中納米SiO2的電鏡觀察［J］.電子顯微學(xué)報(bào)，2003，22(5):390－393.

［18］莊一舟，鄭海彬，季 韜，等.自制低溫稻殼灰的火山灰活性及配置UHPC的強(qiáng)度研究［J］.福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2013，41(1):88－92.

［19］Yu Q J，Sawayama K，Sugita S，et al.The reaction between rice husk ash and Ca(OH)2solution and the nature of its product［J］.Cement and Concrete Research，1999，29:37－43.

［20］Chindaparasirt P，Kanchanda P，Sathonsaowaphak A，et al.Sulfate resistrance of blended cements containing fly ash and rick husk ash［J］.Construction and Building Materials，2007，21(6):1356－1361.

［21］Saraswathy V，Song H W.Corrision performance of rice husk ash blended concrete［J］.Construction and Building Materials，2007，21(8):1779－1784.

［22］歐陽東.稻殼更有價(jià)值出路-制備混凝土頂級(jí)摻合料［J］.糧食與飼料工業(yè)，2003，(6):40－42.

［23］歐陽東.超高強(qiáng)混凝土及其第六組分的研究［D］.廣州:華南理工大學(xué)，1997.

［24］Nguyen Van Tuan，Guang Ye，Klaas van Breugel，et al.Hydration and microstructure of ultra high performance concrete incorporating rice husk ash［J］.Cement and Concrete Research，2011，41:1104－1111.

［25］Sugtia S，Yu Q，Shoya M，et al.On the semi-industrial production of highly reactive rice husk ash and its effect on cement and concrete propertities［C］.Proc.of the 10thInter.Congr.Chem.Cem，Gothenburg，1997.

［26］莊一舟，鄭海彬，季 韜，等.稻殼灰替代硅灰對(duì)超高性能混凝土性能影響的試驗(yàn)研究［J］.混凝土與水泥制品，2012，(6):10－14.

［27］李振國，張亞芬，王小鵬，等.摻納米SiO2/稻殼灰/粉煤灰水泥基材料性能的試驗(yàn)研究［J］.硅酸鹽通報(bào)，2013，32(6):1017－1021.

［28］Alireza Naji Givi，Suraya Abdul Rashid，F(xiàn)arah Nora A Aziz，et al.Assessment of the effects of rice husk ash particle size on strength，water permeability and workability of binary blended concrete［J］.Construction and Building Materials，2010，(24):2145－2150.

［29］馮慶革，楊綠峰，陳 正，等.高活性稻殼灰混凝土的強(qiáng)度特性和孔結(jié)構(gòu)研究［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，27(2):17－20.

［30］葉 光，V T NGUYEN.稻殼灰抑制超高性能混凝土的自收縮機(jī)理分析［J］.硅酸鹽學(xué)報(bào)，2012，40 (2):212－216.

［31］余其俊，趙三銀，馮慶革，等.活性稻殼灰對(duì)混凝土強(qiáng)度和耐久性能的影響［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，25(2):15－19.

［32］彭琪雯.工業(yè)廢棄物在混凝土中的資源化再利用［D］.杭州:浙江大學(xué)，2013.

［33］馮慶革，楊 義，童張法.摻高活性稻殼灰混凝土的抗凍融特性［J］.硅酸鹽學(xué)報(bào)，2008，36(S1):136－139.

［34］歐陽東.能與硅灰相媲美的礦物摻合料—低溫稻殼灰［J］.中國建材，2003，(6):42－44.

［35］王昌義，趙翠華，等.稻殼灰水泥和混凝土的研究［J］.混凝土，1991，(2):27－34.

［36］Huang S，Jing S，Wang J F，et al.Silica white obtained from rice husk in fluidized bed［J］.Powder Technology，2001，117:232－238.

［37］孫慶文，許珂敬，郭彥青.高活性稻殼灰的制備、提純及應(yīng)用的研究進(jìn)展［J］.中國陶瓷，2012，48(7):1－6.