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粉煤灰摻量對硅酸鹽水泥膠砂強度的影響研究

更新時間:2021-06-04 11:45:35 點擊數:2609

[摘   要]為充分了解粉煤灰摻量對混凝土中水泥石部分強度的影響規律,利用 P·Ⅱ52.5水泥、P·O42.5 和國標 Ⅱ 級粉煤灰,制備了不同粉煤灰摻量的水泥膠砂試件,分別考察其抗壓強度和抗折強度變化規律。試驗結果表明,膠砂試件的抗壓強度和抗折強度均隨著粉煤灰摻量的增加而降低,當P·Ⅱ52.5 水泥膠砂試件中摻入 20% 左右的粉煤灰時,其 28d 抗壓強度與 P·O42.5 水泥接近,相比于 P·O42.5 水泥,摻入 20% Ⅱ 級粉煤灰的P·Ⅱ52.5 硅酸鹽水泥整體具有更高的性價比。

[關鍵詞]粉煤灰;硅酸鹽水泥;強度


0  引言

粉煤灰是燃煤電廠發電過程中排放的固體廢棄物。自 2002 年起,隨著火電裝機容量的大幅增長,我國粉煤灰產生量也急劇增加,2016 年粉煤灰的產生量約 5.4 億噸。如此巨量的排放不僅需要占用大量寶貴的土地資源,而且給周邊的空氣、土壤和水源等生態環境也帶來了諸多不利的影響。我國有關粉煤灰資源化利用的研究和應用技術始于 20 世紀 50 年代,當前已形成了三條主要的技術路徑:一、建材工業領域,主要用于粉煤灰水泥、商品混凝土以及粉煤灰磚和砌塊、保溫板和隔墻板等新型墻體材料的生產;二、筑路、回填與農業領域,主要作為道路路基或道路路面混凝土摻合料、井下充填開采以及在農業中用于土壤改良等;三、高附加值利用領域,主要包括粉煤灰提取氧化鋁和白炭黑、制備功能填料和制造陶瓷、陶粒砂等[1-3]。

水泥工業是我國粉煤灰最大的利用領域,利用粉煤灰生產出水泥后,由于水泥價格大大高于粉煤灰,從而可使粉煤灰附加值提高,市場半徑擴大[4-11]。GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》中規定,粉煤灰水泥中粉煤灰的摻量在 20%~40%;復合硅酸鹽水泥活性混合材料(由兩種或兩種以上混合材料組成)的摻量應為 20%~50%。因此在水泥生產中,粉煤灰的摻量限值可接近 50%,但實際生產中,受粉煤灰品質和粉磨工藝的影響,目前水泥中粉煤灰摻量一般在 20%~25%。

本文為了充分了解粉煤灰摻量對不同標號水泥膠砂強度的影響規律,利用 P·Ⅱ52.5 硅酸鹽水泥、P·O42.5 普通硅酸鹽水泥和國標 Ⅱ 級粉煤灰,分別考察了粉煤灰摻量對不同標號水泥膠砂強度的影響規律,試驗結果可供各類混凝土生產型企業參考。

1  試驗部分

1.1  原材料

P·Ⅱ52.5 水泥,安徽海螺水泥股份有限公司,28d抗壓強度 62 .6MPa、抗折強度 9.3MPa。

P·O42.5水泥,六安海螺水泥有限責任公司,28d抗壓強度 51MPa、抗折強度 8.5MPa。

Ⅱ 級粉煤灰,安徽省高迪環保股份有限公司(型號 GDF-Ⅱ),粉煤灰細度 45μm,篩余 21%,需水量比 102%。

中國 ISO 標準砂,廈門艾思歐標準砂有限公司。

1.2  P·Ⅱ52.5 水泥摻不同比例粉煤灰膠砂試件的制備

按照 Ⅱ 級粉煤灰和 P·Ⅱ52.5水泥 : 中國 ISO 標準砂=1:3,水灰比 0.5 稱料攪拌,Ⅱ級粉煤灰與 P·Ⅱ 52.5水泥用量分別按不同比例配制,成型至少 6 根試件備用,成型后將試件立即放入標準養護箱內養護,溫度為(20±1)℃,相對濕度≥90%。

按照 GB/T 17671—1999《水泥膠砂強度檢驗方法(ISO 法)》,利用 KZJ-5000 型電動抗折機分別測定試件的 3d、28d強度。

1.3  P·O42.5 水泥摻不同比例粉煤灰膠砂試件的制備

按照 Ⅱ 級粉煤灰和 P·O42.5 水泥∶中國 ISO 標準砂=1:3、水灰比 0.5 稱料攪拌,Ⅱ級粉煤灰與 P·O42.5 水泥用量分別按不同比例配制,成型至少 6 根試件備用,成型后將試件立即放入標準養護箱內養護,溫度為 (20±1)℃、相對濕度≥90%。

按照 GB/T 17671—1999《水泥膠砂強度檢驗方法(ISO 法)》,利用 YAW-300C 型微機控制恒應力水泥壓力試驗機分別測定試件的 3d、28d強度。

2  結果與討論

2.1  粉煤灰摻量對 P·Ⅱ52.5 膠砂強度的影響

表 1 和圖 1為 P·Ⅱ52.5 水泥摻 0~50% 粉煤灰與純 P·O42.5 水泥的膠砂強度對比試驗結果。

試驗結果表明,隨著 P·Ⅱ52.5 水泥膠砂試件中粉煤灰摻量的增大,膠砂試件的抗折強度和抗壓強度基本呈現下降趨勢。

當 P·Ⅱ52.5 水泥膠砂試件中粉煤灰摻量為 25% 時,其 3d 抗壓強度略高于 P·O42.5 水泥膠砂試件;3d 抗折強度與 P·O42.5 水泥膠砂試件相接近。當 P·Ⅱ52.5水泥膠砂試件中粉煤灰摻量為 30% 時,其 3d 抗壓和抗折強度均低于 P·O 42.5 水泥膠砂試件。

當 P·Ⅱ52.5 水泥膠砂試件中粉煤灰摻量為 20% 時,其 28d 膠砂試件抗壓強度略高于 P·O 42.5 水泥膠砂試件;28d 抗折強度與 P·O42.5 水泥膠砂試件相接近。當 P·Ⅱ52.5 水泥膠砂試件中粉煤灰摻量為 25% 時,其28d膠砂試件抗壓和抗折強度均低于 P·O42.5 水泥膠砂試件。

2.2  粉煤灰摻量對 P·O42.5 水泥膠砂強度的影響

表 2 和圖 2 為 P·O42.5 水泥摻 0~25% 粉煤灰后的膠砂強度試驗結果。

試驗結果表明,隨著 P·O42.5 水泥膠砂試件中粉煤灰摻量的增大,膠砂試件的抗折強度和抗壓強度呈現明顯下降趨勢。

3  結論

(1)隨著 P·Ⅱ52.5水泥膠砂試件中粉煤灰摻量的增大,膠砂試件的抗折強度和抗壓強度基本呈下降趨勢,當 P·Ⅱ52.5 水泥膠砂試件中摻入 20% 左右的粉煤灰時,其 28d 強度與 P·O42.5 水泥接近。以 52.5 水泥 520 元/噸、42.5 水泥 500 元/噸、Ⅱ 級粉煤灰 110 元/噸為例,在力學性能基本一致的前提下,使用摻入 20% Ⅱ 級粉煤灰的 P·Ⅱ 52.5 水泥替代 P·O42.5 水泥,則每噸的成本可節省 62 元,經濟效益顯著。

(2)隨著 P·O42.5 水泥膠砂試件中粉煤灰摻量的增大,膠砂試件的抗折強度和抗壓強度基本呈下降趨勢,當粉煤灰摻量提升至 25% 時,其 28d 抗壓強度 35.3MPa、抗折強度為 7.08MPa,或可替代低標號水泥。

也就是說,在高標號水泥中摻入一定量的 GDF-Ⅱ 型粉煤灰后,性價比方面明顯優于低標號的水泥。

參考文獻

[1] 王永慶,史曉杰,孫川.粉煤灰的綜合利用研究現狀[J].廣州化工,2009,37(7):40-42.

[2] 魯曉勇,朱小燕.粉煤灰綜合利用的現狀與前景展望[J].遼寧工程技術大學學報,2005,24(2):295-298.

[3] 黃謙.國內外粉煤灰綜合利用現狀及發展前景分析[J].中國井礦鹽,2011,42(4):41-43.

[4] 景延會,朱旭,霍龍,等.淺談粉煤灰及其在混凝土中的應用[J].價值工程,2018,37(26):190-191.

[5] 劉尚文,王繼祥,王洪利,王輝.粉煤灰代替粘土配制水泥生料[J].中國建材,2001(05):40-41.

[6] 禹小明,朱啟貴.粉煤灰在水泥生料配料中的應用[J].水泥技術,1998(06):43-44.

[7] A. Puri,M. Georgescu,蘭海.摻粉煤灰的水泥生料的煅燒過程及熟料形成的研究[J].粉煤灰綜合利用,1993(03): 56-59.

[8] 焦明常.粉煤灰用作水泥生產原料[J].福建建材,1994(01): 47-48.

[9] 王琦,岳云龍.粉煤灰配料對生料易磨性的影響[J].山東建材學院學報,1996(2): 1-6.

[10] 龔學萍,沈曉冬,宦歡,等.用粉煤灰制備高硅硫鋁酸鹽水泥熟料研究[J].粉煤灰綜合利用,2006(01): 31-33.

[11] 杜超,劉飛,萬媛媛,等.低質高碳粉煤灰制備粉煤灰貝利特水泥及其特性研究[J].材料導報,2017,31 (24): 30-34.


來源:摘自《商品混凝土雜志》