【摘要】：稻壳灰(RHA)作为一种可再生的生物质资源,是重要的农业废弃物之一。仅中国每年就生产约4000万吨稻壳。然而，过去稻壳通常被用作燃料直接燃烧提供热量，利用质量相对较低。利用生物质稻壳灰资源提高混凝土的耐高温保温材料是当前研究的热点之一。通过控制温度和燃烧时间，稻壳可以转化为高活性的矿物质混合物。大型水利和民用建筑业具有较高的附加值。目前常用的矿物外加剂有硅灰（SA）、矿渣（SS）、粉煤灰（FA）等。在混凝土中加入这些成分可以减少水泥用量，降低生产成本，提高混凝土耐久性。然而，由于大规模的经济建设，这些资源供不应求，潜在的能源危机。因此，寻找一种易得、高质量、低成本、高活性的新型外加剂是建材市场的迫切需求。虽然稻壳灰是农业丢弃的再生生物质产品，但煅烧的稻壳灰富含约 90% 的无定形 SiO2。与传统的粉煤灰、矿渣矿物外加剂相比，具有较大的比表面积和较高的火山灰活性，是一种理想的活性矿物外加剂。利用我国大量的农业废弃物生物质稻壳资源，它可以充分发挥其内在的价值潜力，并将其应用到混凝土的生产中。变废为宝，不仅缓解了稻壳灰对环境的压力，而且实现了建材行业循环经济的发展，具有广阔的市场发展前景和重要的环境保护和经济意义。

从能源利用的角度稻壳灰，本文利用宁夏当地的稻壳、粉煤灰等工农业废弃物作为混凝土外加剂。研究方法，深入研究掺稻壳灰的水泥基水泥的物理力学性能，稻壳灰混凝土的力学性能、耐久性、耐高温性和导热性以及混凝土微观结构的变化，主要研究工作和成果。如下：（1）稻壳灰增加了标准稠度水泥的耗水量，延缓了水泥的凝结时间，砂浆强度结果表明，稻壳灰的最佳粉磨时间为45min，与稻壳灰和粉煤灰如下： 硅灰重新混合后，水泥的早期砂浆强度不能提高，但合理的添加量可以提高28d水泥砂浆的强度。(2)混凝土力学性能研究表明，添加矿物外加剂后混凝土的早期强度不能提高，但后期强度明显提高。，稻壳灰含量为10%，粉煤灰含量为15%，硅灰含量为5%；灰分和三种矿物外加剂对混凝土强度的影响，结合SEM显微技术测试水泥石的微观结构，结果表明，与未添加矿物外加剂的基准混凝土（JZ）相比，添加稻壳灰清洗后浆料的微观结构更致密，RHA的加入可以降低浆料中的氢氧化钙（CH）含量，细化大尺寸的CH晶体。预测结果与实测值吻合较好。

(3)对稻壳灰混凝土的耐腐蚀性能进行了测试。结果表明，稻壳灰能提高混凝土的抗硫酸盐腐蚀性能，稻壳灰与粉煤灰、硅灰混合使用效果更好。揭示了稻壳灰、粉煤灰和硅灰对混凝土抗硫酸盐腐蚀的影响，揭示了其对混凝土的抗腐蚀机理。该模型对不同类型的混凝土进行寿命预测。(4)基准(JZ)混凝土的抗冻性优于单独掺RHA、掺RHA/FA、RHA/SA、FA/SA和三种掺RHA/FA/SA的混凝土；掺RHA/FA的混凝土抗冻性越好，水胶比越大稻壳灰，混凝土的相对动弹性模量和质量损失下降越严重，抗冻性越差。在三种冻融介质下，混凝土在3.5%NaCl溶液中的质量损失率最大，相对动弹性模量损失率的关系为：5%.5%NaCl水。(5)稻壳灰、粉煤灰和硅灰矿物外加剂的加入显着降低了混凝土的电通量，且电通量随着水灰比的增加而增加。电通量是0.3混凝土的2倍，水胶比0.4混凝土的电通量是0.3混凝土的近5倍。最低用量，仅为160.6库仑，抗渗性理想。在三种冻融介质下，混凝土在3.5%NaCl溶液中的质量损失率最大，相对动弹性模量损失率的关系为：5%.5%NaCl水。(5)稻壳灰、粉煤灰和硅灰矿物外加剂的加入显着降低了混凝土的电通量，且电通量随着水灰比的增加而增加。电通量是0.3混凝土的2倍，水胶比0.4混凝土的电通量是0.3混凝土的近5倍。最低用量，仅为160.6库仑，抗渗性理想。在三种冻融介质下，混凝土在3.5%NaCl溶液中的质量损失率最大，相对动弹性模量损失率的关系为：5%.5%NaCl水。(5)稻壳灰、粉煤灰和硅灰矿物外加剂的加入显着降低了混凝土的电通量，且电通量随着水灰比的增加而增加。电通量是0.3混凝土的2倍，水胶比0.4混凝土的电通量是0.3混凝土的近5倍。最低用量，仅为160.6库仑，抗渗性理想。粉煤灰和硅灰矿物外加剂显着降低混凝土的电通量，且电通量随着水灰比的增加而增加。电通量是0.3混凝土的2倍，水胶比0.4混凝土的电通量是0.3混凝土的近5倍。最低用量，仅为160.6库仑，抗渗性理想。粉煤灰和硅灰矿物外加剂显着降低混凝土的电通量，且电通量随着水灰比的增加而增加。电通量是0.3混凝土的2倍，水胶比0.4混凝土的电通量是0.3混凝土的近5倍。最低用量，仅为160.6库仑，抗渗性理想。

(6)适当添加稻壳灰可显着提高混凝土的耐高温性能。在800℃高温下，混凝土的抗压强度达到36.1 MPa，约为JZ混凝土的两倍。高温影响规律，并通过显微手段（SEM、XRD、DSC-TG）揭示混凝土在不同温度后的微观形貌和相变规律。(7) 掺入稻壳灰的混凝土的导热系数大大降低。稻壳灰混凝土的导热系数随着水胶比的增加而降低。当水胶比为0.3，稻壳灰含量为10%时，粉煤灰含量为15%的稻壳灰混凝土的导热系数至少为0.239W/(m·k)，即32.1 %低于基准混凝土。保护结构显着降低了建筑物的能耗。本文的工作丰富了对RHA基本特性、RHA混凝土性能和高温热反应机理的认识。