稻壳灰混凝土的耐久性研究

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1、稻壳灰混凝土的耐久性研究稻壳灰混凝土的耐久性研究【摘要】采用稻壳灰，0-30%等量替代水泥后配制工作性能优良的新拌混凝土中，并研究了28天养护后混凝土的耐久性能。研究结果表明，混凝土中掺加了稻壳灰后，混凝土的28天抗压强度能够达到lOOMPa,稻壳灰混凝土的抗渗性能够得到显著提高。同时稻壳灰混凝土的抗硫酸盐侵蚀和抗冻性均得到有效改善，400次冻融循环动弹模损失不超过10%,质量损失不超过0.5%。【关键词】混凝土稻壳灰耐久性20世纪以来，凭借其价格低廉、制备简单、原材料丰富、良好的耐久性和抗压强度等优点，水泥混凝土成为当今世界最主要的建筑材料［1〜2］。然而，随着资料的消耗，传统的发展方式正得

2、到制约,人们对水泥混凝土材料的各方面要求也逐步得到提高，水泥混凝土正逐步向高强高性能、绿色、多功能化方向发展。研究绿色高性能混凝土与资源环境的相互作用具有重要的现实意义。我国每年会产生5000万吨的稻壳废渣［3〜4］,除了极小部分用于动物饲料、酿酒发酵、田间肥料等用途外，绝大部分作为废弃物或焚烧，对环境和交通运输安全造成了极大的危害［5］。如何解决稻壳垃圾已经成为了急需解决的问题。国内外研究学者发现，稻壳中含有约30%的无定型硅，在适当的条件下进行焚烧而制备的稻壳灰具有很好的微集料填充效应和火山灰活性，可以取代粉煤灰和高炉矿渣［6〜7］。解决了稻壳资源利用问题的同时，也很好的改善了水泥混凝土的

3、性能。与此同时掺加稻壳灰能够让稻壳灰水泥混凝土能够更好的反射阳光的浅色，可以降低建筑能耗，抵御全球气候变暖［8］。国内外的研究学者已经对稻壳灰混凝土进行了较为细致的研究。A.A.IkPong和D.C.0kPala［9］研究了低温稻壳灰混凝土的性能（低温稻壳灰部分取代水泥，取代量为20%和30%）o研究结果表明在达到相同的工作性，掺加稻壳灰的混凝土拌合物的需水量比未掺加稻壳灰的混凝土拌合物的需水量要大。M.S.Ismail和A.M・Waliuddi［10］研究了稻壳灰的细度和掺量对高强混凝土工作性的影响。研究表明稻壳灰的细度对混凝土的工作性基本没影响，但混凝土的塌落度和密度随着稻壳灰掺量的增加而

4、降低。P.Chindaprasirt［11］对稻壳灰砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能进行了细致的试验研究质量分数为20%〜40%的稻壳灰部分替代水泥)。结果表明稻壳灰砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能得到了改善。通过进一步的观察和分析发现，正是由于Ca(Oil)2含量和C/S比例的降低才提高了稻壳灰砂浆的抗硫酸盐侵蚀性能。欧阳东［12］对纳米SiO2低温稻壳灰混凝土进行了研究，研究表明低温稻壳灰对高强混凝土有增强改性的作用，当低温稻壳灰10〜20%替代水泥吋，可以提高高强混凝土抗压强度lOMPa以上。这种增强效果远胜于其它掺合料。冯庆革［13］等研究了不同龄期下高活性稻壳灰混凝土的强度特性和孔结构。结果表明随着稻壳

5、灰掺量的不断增加，稻壳灰混凝土的强度显著增加。7d龄期和28d龄期下的稻壳灰混凝土获得了较高的强度增长率。稻壳灰部分替代水泥后，混凝土的孔结构得到显著改善，孔隙率降低，无害孔增多。稻壳灰混凝土强度提高的主要原因來自于Ca(OH)2量的减少以及混凝土孔结构的改善。本文通过使用稻壳灰(0-30%)等量替代水泥后，掺入制备成稻壳灰混凝土。并通过试验方法研究了稻壳灰混凝土的耐久性。1试验部分1.1试验原材料水泥，本试验使用的水泥为大连小野田P.042.5R水泥，水泥的化学组成如表1所示。试验用砂为河砂，其颗粒级配如表2所示。砂的细度模数为2.9。试验所用碎石为5-16mm和16-26.5mm两种粒径碎

6、石掺配使用。大、小碎石级配和性能如表3,4所示。两种碎石的掺配比例为大：小二6：4o1.2试验方法木实验采用0.25水胶比，水泥用量为480kg/m3,砂率为40%,细集料用量为650kg/m3,粗集料用量为1050kg/m3,稻壳灰由南京苏曼源科技有限公司提供。外加剂为大连铭源全有限公司生产的聚竣酸型高效减水剂。成型100X100X100mm混凝土试件，混凝土配合比如表5所示。采用标准测试方法分别测试了7d、14d和28d稻壳灰混凝土的抗压强度。与此同时，稻壳灰混凝土渗透性试验采用电通量法进行测定。抗硫酸盐侵蚀试验根据国标GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准

7、》进行，评价指标为稻壳灰混凝土质量损失率和抗压强度耐蚀系数。抗冻性测试试验根据国标GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验测试方法标准》中的快冻法进行。主要测试指标和计算指标为外观质量观察、相对动弹模和稻壳灰混凝土质量损失率。2试验结果与讨论2.1稻壳灰混凝土力学性能稻壳灰混凝土的抗压强度结果如表6所示。掺加了稻壳灰后，稻壳灰混凝土试件28d抗压强度均可超过lOOMPao同龄