陶瓷抛光粉与粒化高炉矿渣粉复合掺合料对C30混凝土强度与抗冻耐久性的影响研究

《Scientific Reports》：Combined effects of ceramic polishing powder and GGBS on microstructure and freeze–thaw performance of concrete

　　

摘要

混凝土行业面临着高碳排放和工业固体废物大规模堆积的双重挑战，特别是在寒冷地区，冻融破坏会显著降低结构耐久性。本研究探讨了陶瓷抛光粉（CP）和粒化高炉矿渣粉（GGBS）在 C30 混凝土中作为复合掺合料的联合使用。对七种配合比进行了系统的多尺度实验研究，包括抗压强度测试、快速冻融循环、基于核磁共振的孔隙结构分析以及扫描电镜形貌观察，其中 GGBS 掺量固定为 20%，CP 掺量可变（5–15%）。优化配合比 S20CP10（20% GGBS + 10% CP）的 28 天抗压强度达到 46.5 MPa，比参照混凝土提高了 36.8%。在冻融测试结束时（200 次循环），该混合物的相对动力弹性模量保持在 74.0%，质量损失最低（0.53%），优于所有其他组。微观结构分析表明，性能提升源于孔隙细化：CP 与 GGBS 的组合降低了大于 100 nm 孔隙的比例。研究结果表明，CP-GGBS 复合方法为生产适用于寒冷地区的耐用、资源节约型混凝土提供了一条有前景的途径。