工业副产品矿物外加剂在混凝土中的应用.doc

工业副产品矿物外加剂在混凝土中的应用 摘 要利用工业副产品矿物外加剂降低水泥的用量,同时提高混凝土的性能,有利于混凝土材料的可持续发展。本文对粉煤灰、磨细高炉矿渣、硅灰、稻壳灰等工业副产品矿物外加剂在混凝土中的具体应用等方面进行了论述。 关键词矿物外加剂;粉煤灰;磨细高炉矿渣;硅灰;稻壳灰 1、前言 1972年,世界水泥产量开始超过钢产量,混凝土随之成为最大宗的建筑结构材料。但是混凝土所需胶凝材料水泥,其在生产时消耗大量的自然资源,同时产生污染,对人类生存的环境构成较大的威胁。 矿物外加剂是一类细分散的硅质材料,其在混凝土中的掺量较大,通常情况下占总胶凝材料用量的20～70。利用工业副产品作为外加剂生产混凝土,能够减少水泥的用量,改善并加强混凝土性能,同时又能消除工业副产品本身的污染,可谓是一举多得[1]。工业副产品的运用,能够较好的达到混凝土工业的可持续发展,有着很好的发展前景,研究价值。 2、工业副产品矿物外加剂混凝土 2.1粉煤灰混凝土 粉煤灰是从燃煤电厂的锅炉烟气中收集到的细微粉末颗粒, 其颗粒多呈圆球形,表面光滑,颜色灰色或暗灰色,成品具有矿物化学活性。依据燃烧的煤质不同,粉煤灰可以分为褐煤灰、烟煤灰及无烟煤灰。我国粉煤灰中SiO2,Al2O3,Fe2O3三种成分的总含量约在75以上,CaO含量约为5, 烧失量波动较大,约为5～30。 在C25基准混凝土配合比基础上,掺入粉煤灰取代等量水泥,制作试块进行了强度、和易性试验。试验结果表明1混凝土中掺入不等量的粉煤灰后,在相同W/C情况下,混凝土的坍落度比基准混凝土大的多,且经过2h后,坍落度减少不多。这说明混凝土的和易性得到改善,并且粉煤灰掺量越大,混凝土和易性改善越多。2混凝土中掺加粉煤灰后,其28天龄期前的强度比基准混凝土稍低,但超过28天后粉煤灰混凝土的强度比基准混凝土明显偏高,并且在60天时仍在增长。当粉煤灰掺入量为水泥量的15℅～20℅时,混凝土的强度较基准混凝土增长较多。研究表明粉煤灰作为混凝土的掺和料,在混凝土高强度、高性能方面的作用非常突出。尤其是用在大体积混凝土和泵送混凝土时,其作用和效果是不可取代的[2]。 2.2磨细高炉矿渣混凝土 粒化高炉矿渣是高炉炼铁得到的以硅铝酸钙为主的熔融物经水淬急冷而成的副产品,磨细矿渣粉是将水淬粒化高炉矿渣经过粉磨后达到规定细度的一种粉体材料。磨细矿渣粉颗粒呈球状,表面光滑致密,主要化学成分为SiO2、A1203、CaO,具有超高活性,将其掺入水泥中,进一步形成水化硅酸钙产物。 以配制C30混凝土为基准进行磨细矿渣混凝土性能的研究。试验结果1磨细矿渣粉掺量在25～50之间变化时,随着掺量的增加,3d、7d强度明显降低,但7～28d的抗压强度增长率明显提高,28d强度在掺量为40时达到最大值,到60d时强度相差不大。所以磨细矿渣粉是配制混凝土的优质掺合料。2磨细矿渣粉掺量从25不断增加到40时,混凝土的流动性不断增加;从40再增大到50时,流动性不断减小。磨细矿渣粉掺量在40时,混凝土和易性、工作性较好,坍落度损失较小。3单掺磨细矿渣粉在40时,混凝土的抗压强度、力学性能、抗渗性抗冻融性能和耐久性等方面达到最佳状态[3]。 2.3硅灰混凝土 硅灰是铁合金厂在冶炼硅铁合金或金属硅时,从烟尘中收集的一种飞灰,亦称硅粉。硅灰根据其含碳量的不同,颜色可由白到黑,一般为灰色。它的主要化学成分为SiO2,几乎都呈非晶态。硅灰具有很高的活性,掺入混凝土中,可显著地改善混凝土的性能。 研究结果表明在高胶凝材料用量的情况下,以及用水量和减水剂掺量相同时,掺加硅灰的混凝土工作性要明显优于不掺加硅灰的高胶凝材料用量纯水泥混凝土的工作性,且随硅灰掺量的增加呈正效应。在超低水胶比下,掺加硅灰的混凝土各个龄期的强度都要明显高于没有掺加硅灰的混凝土强度,且在掺量在10时效果最好,最大增幅为16.9。另外参加硅灰对于混凝土的抗渗性、抗冻融性都有提高。硅灰的掺入可以显著提高混凝土的强度,以硅灰掺量10效果最佳。硅灰能够显著改善混凝土的工作性和耐久性,是配制超高强混凝土必须的矿物掺和料[4]。 2.4稻壳灰混凝土 在600℃下将稻壳进行控制焚烧,所得的低温稻壳灰90℅以上为无定形SiO2,以约50nm大小的颗粒为基本粒子,松散粘聚并形成大量纳米尺度孔隙,具有超高的火山灰活性,对水泥混凝土具有强烈的增强改性作用,是一种混凝土顶级矿物掺合料。 以稻壳灰置换0℅、10℅、20℅和30℅的水泥,水胶比W/B 水/水泥稻壳灰为0.45、0.55和0.65进行研究。试验结果1不论是养护龄期,水胶比,掺有稻壳灰的混凝土的抗压强度均比基准样要大;2稻壳灰置换水泥量越大,混凝土的强度越高;37d和28d的强度提高率明显高于3d和91d强度;4混凝土的水胶比越小,强度提高率越大。随着稻壳灰掺量的增加,混凝土的强度明显增加,龄期为7d和28d获得较高的强度增长率[5]。 3、结束语 1矿物外加剂混凝土为绿色材料,它是利用工业副产品取代混凝土中一部分水泥,减少水泥的用量,达到节能节料、改善环境的目的,具有较高的经济价值和环下转第93页上接第91页保价值。 2矿物外加剂混凝土为高性能混凝土,改善混凝土的工作性能,提高混凝土的力学性能,增强混凝土的耐久性,安全可靠,前景广阔。 3矿物外加剂属于新型生态环境材料,从经济、节能、环保、可持续发展的角度来看,工业副产品矿物外加剂在商品混凝土中有效的应用值得大力推广和发展。 参考文献 [1]美库马.梅塔P.Kumar.Mehta.混凝土[M].北京中国电力出版社,2008. [2]张喜彦.粉煤灰在混凝土中的应用探讨[J].科技情报开发与经济,2008,l822150-152. [3]刘华.大掺量磨细矿渣粉在普通混凝土中的应用[J].天津建设科技,2007,增刊153-155. [4]张江泳.硅灰在超高强混凝土中的应用[J].国外建材科技,2008,29212-15. [5]冯庆革.高活性稻壳灰混凝土的强度特性和孔结构研究[J].武汉理工大学学报,2005,27224-27. 2.4稻壳灰混凝土 在600℃下将稻壳进行控制焚烧,所得的低温稻壳灰90℅以上为无定形SiO2,以约50nm大小的颗粒为基本粒子,松散粘聚并形成大量纳米尺度孔隙,具有超高的火山灰活性,对水泥混凝土具有强烈的增强改性作用,是一种混凝土顶级矿物掺合料。 以稻壳灰置换0℅、10℅、20℅和30℅的水泥,水胶比W/B 水/水泥稻壳灰为0.45、0.55和0.65进行研究。试验结果1不论是养护龄期,水胶比,掺有稻壳灰的混凝土的抗压强度均比基准样要大;2稻壳灰置换水泥量越大,混凝土的强度越高;37d和28d的强度提高率明显高于3d和91d强度;4混凝土的水胶比越小,强度提高率越大。随着稻壳灰掺量的增加,混凝土的强度明显增加,龄期为7d和28d获得较高的强度增长率[5]。 3、结束语 1矿物外加剂混凝土为绿色材料,它是利用工业副产品取代混凝土中一部分水泥,减少水泥的用量,达到节能节料、改善环境的目的,具有较高的经济价值和环下转第93页上接第91页保价值。 2矿物外加剂混凝土为高性能混凝土,改善混凝土的工作性能,提高混凝土的力学性能,增强混凝土的耐久性,安全可靠,前景广阔。 3矿物外加剂属于新型生态环境材料,从经济、节能、环保、可持续发展的角度来看,工业副产品矿物外加剂在商品混凝土中有效的应用值得大力推广和发展。 参考文献 [1]美库马.梅塔P.Kumar.Mehta.混凝土[M].北京中国电力出版社,2008. [2]张喜彦.粉煤灰在混凝土中的应用探讨[J].科技情报开发与经济,2008,l822150-152. [3]刘华.大掺量磨细矿渣粉在普通混凝土中的应用[J].天津建设科技,2007,增刊153-155. [4]张江泳.硅灰在超高强混凝土中的应用[J].国外建材科技,2008,29212-15. [5]冯庆革.高活性稻壳灰混凝土的强度特性和孔结构研究[J].武汉理工大学学报,2005,27224-27. 2.4稻壳灰混凝土 在600℃下将稻壳进行控制焚烧,所得的低温稻壳灰90℅以上为无定形SiO2,以约50nm大小的颗粒为基本粒子,松散粘聚并形成大量纳米尺度孔隙,具有超高的火山灰活性,对水泥混凝土具有强烈的增强改性作用,是一种混凝土顶级矿物掺合料。 以稻壳灰置换0℅、10℅、20℅和30℅的水泥,水胶比W/B 水/水泥稻壳灰为0.45、0.55和0.65进行研究。试验结果1不论是养护龄期,水胶比,掺有稻壳灰的混凝土的抗压强度均比基准样要大;2稻壳灰置换水泥量越大,混凝土的强度越高;37d和28d的强度提高率明显高于3d和91d强度;4混凝土的水胶比越小,强度提高率越大。随着稻壳灰掺量的增加,混凝土的强度明显增加,龄期为7d和28d获得较高的强度增长率[5]。 3、结束语 1矿物外加剂混凝土为绿色材料,它是利用工业副产品取代混凝土中一部分水泥,减少水泥的用量,达到节能节料、改善环境的目的,具有较高的经济价值和环下转第93页上接第91页保价值。 2矿物外加剂混凝土为高性能混凝土,改善混凝土的工作性能,提高混凝土的力学性能,增强混凝土的耐久性,安全可靠,前景广阔。 3矿物外加剂属于新型生态环境材料,从经济、节能、环保、可持续发展的角度来看,工业副产品矿物外加剂在商品混凝土中有效的应用值得大力推广和发展。 参考文献 [1]美库马.梅塔P.Kumar.Mehta.混凝土[M].北京中国电力出版社,2008. [2]张喜彦.粉煤灰在混凝土中的应用探讨[J].科技情报开发与经济,2008,l822150-152. [3]刘华.大掺量磨细矿渣粉在普通混凝土中的应用[J].天津建设科技,2007,增刊153-155. [4]张江泳.硅灰在超高强混凝土中的应用[J].国外建材科技,2008,29212-15. [5]冯庆革.高活性稻壳灰混凝土的强度特性和孔结构研究[J].武汉理工大学学报,2005,27224-27.