陳國聰

(深圳市永恒業(yè)混凝土有限公司，廣東 深圳 518105)

前言

泵送商品混凝土要求有很好的流動性、強度和耐久性，必須要摻用一定的摻合料。常用的摻合料有粉煤灰、超細礦渣粉、硅灰等。［1－3］硅灰雖然性能好，但價格昂貴，難以大量推廣應(yīng)用。以粉煤灰和超細礦渣粉已成為混凝土不可或缺的組分。［4，5］但是，隨著泵送商品混凝土的迅猛發(fā)展，粉煤灰和礦渣粉出現(xiàn)了供不應(yīng)求的局面。另外一方面，隨著陶瓷工業(yè)的快速發(fā)展，陶瓷拋光磚粉等各種陶瓷工業(yè)廢料日益增多，大量的陶瓷廢料的堆積擠占土地，污染環(huán)境。如何變廢為寶，化廢料為資源。［6，7］因此，本文通過對陶瓷拋光磚粉基本性質(zhì)的分析以及陶瓷拋光磚粉取代水泥、粉煤灰對混凝土性能影響的研究，來探討陶瓷拋光磚粉用作混凝土摻合料的可行性。

1 實驗材料和實驗方法

1.1 實驗材料

水泥:廣州市珠江水泥廠有限公司生產(chǎn)的水泥熟料與4%石膏制得的P·Ⅰ硅酸鹽水泥，其熟料化學(xué)組成如表1所示。

表1 水泥熟料化學(xué)成分(%)

粉煤灰:所用粉煤灰均為F類粉煤灰，Ⅱ級灰。

拋光磚粉:佛山市某陶瓷廠陶瓷拋光磚廢粉。

砂:ISO標準砂。

沙:河沙。

石:碎石，粒徑20～40mm。

水:普通自來水。

減水劑:萘系高效減水劑FDN、FDN－RJ20和聚羧酸系高效減水劑MB－SR3。

1.2 實驗方法

比表面積實驗:比表面積的測定方法:水泥及粉煤灰、拋光磚粉的比表面積測定按照GB 8074—87《水泥比表面積測定方法(勃氏法)》的規(guī)定進行。

粉煤灰、拋光磚粉顆粒粒徑測定:顆粒中﹥45μm的顆粒組成的測定根據(jù)GB/T 1345—2005《水泥細度檢驗方法篩析法》進行;顆粒中﹤45μm的顆粒組成采用BT—1500離心沉降式粒度分布儀測定。

拋光磚粉強度活性指數(shù)測定:試驗參照GB/T1596－2005附錄D《粉煤灰活性指數(shù)試驗方法》進行。

混凝土的抗壓強度測定采用GB/T50081－2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標準》的規(guī)定進行。

掃描電鏡SEM分析:試驗儀器采用LEO1530VP型SEM掃描電鏡。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1 陶瓷拋光磚粉的化學(xué)組成

對試驗用陶瓷拋光磚粉進行化學(xué)成份測試，其化學(xué)組成如表2示。為便于對照，將本試驗用廣東省某電廠粉煤灰的化學(xué)組成一并列于表中。

表2 陶瓷拋光磚粉的化學(xué)組成(%)

由表2可知，拋光磚粉的主要化學(xué)成份為SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等，與水泥和實驗用粉煤灰的主要組分一樣，只是各種組分的含量有所不同。拋光磚粉的化學(xué)組成以SiO2為主，明顯高于實驗用粉煤灰SiO2含量，也高于一般的水泥。Al2O3的含量則低于實驗用粉煤灰。Cl的含量較低。

2.2 陶瓷拋光磚粉的比表面積和粒度分布

以勃氏法測得拋光磚粉的比表面積為565m2/Kg，實驗用粉煤灰的比表面積為305m2/Kg。以離心沉降式粒度分布儀測定試驗用拋光磚和粉粉煤灰粒度分布見表3。

表3 拋光磚粉及實驗用粉煤灰粒度分布

由表3可知，陶瓷拋光磚粉中位粒徑為6.28μm，實驗用粉煤灰的中位粒徑為23.9μm?？梢?，陶瓷拋光磚粉的粒徑遠小于一般水泥，也小于一般的粉煤灰。

2.3 陶瓷拋光磚粉的水泥膠砂28d抗壓強度比

將拋光磚粉按30%的比例，摻入到Ⅰ型硅酸鹽水泥中，用摻拋光磚粉的水泥膠砂28d抗壓強度與該硅酸鹽水泥28天抗壓強度進行比較，以確定其活性高低。

試驗測得摻30%拋光磚粉的水泥膠砂28d抗壓強度R1=47.3MPa，對比樣品的 28d 抗壓強度 R2=58.4MPa。

因此，K=R1/R2×100%=46.5 MPa/56.5 MPa×100%=81%

由上述結(jié)果可知，摻30%拋光磚粉的水泥膠砂28d抗壓強度比既高于火山灰質(zhì)混合材28d抗壓強度比不低于62%的要求，還高于粉煤灰強度活性指數(shù)不低于70.0%的要求。

2.4 陶瓷拋光磚粉作摻合料對混凝土強度的影響

擬將拋光粉作摻合料與實驗用粉煤灰作比較，按15%等量取代和18%超量取代，并復(fù)摻拋光磚粉與實驗用粉煤灰，研究拋光磚粉作摻合料對混凝土強度的影響。試樣成型尺寸為151515cm的立方體，試標準振搗成型試件每組樣3個，24h后拆模，放入標準養(yǎng)護室養(yǎng)護28d，分別測試其立方體抗壓強度。試驗結(jié)果見表4。

表4 拋光磚粉作砼摻合料對其強度的影響

編號 水泥(Kg)粉煤灰L(Kg)拋光粉(Kg)砂石水(Kg)(Kg)(Kg)28d強度(MPa)3 341.7 72.36 0 681 1108 205 35.5 4 341.7 0 60.3 681 1108 205 35.9 5 341.7 0 72.36 681 1108 205 37.3 6 341.7 30.15 30.15 681 1108 205 38.2 7 341.7 36.18 36.18 681 1108 205 38.6

由表4可以看出:用拋光磚粉取代部分水泥，直接導(dǎo)致水泥用量的減少，會降低混凝土的強度。由于拋光磚粉的強度活性指數(shù)較實驗用粉煤灰高，水化反應(yīng)程度較實驗用粉煤灰要好，故在摻量相同的條件下，摻拋光磚粉的混凝土28d強度始終高于摻實驗用粉煤灰的混凝土。同時，拋光磚粉顆粒比實驗用粉煤灰細，填充效果較實驗用粉煤灰好，也會增加混凝土的密實性，從而提高強度。

在摻合料用量相同的條件下，復(fù)摻拋光磚粉與實驗用粉煤灰的混凝土28d強度要高于單摻等量拋光磚粉或粉煤灰的強度。主要是由于按適當(dāng)?shù)谋壤龔?fù)摻后，在改善其顆粒級配的同時，既能發(fā)揮拋光磚粉比表面積大，顆粒較小，易于反應(yīng)和填充效果較好的長處，又能充分利用實驗用粉煤灰球形顆粒多、表面光滑，利于流動的優(yōu)勢，故復(fù)摻條件下的混凝土強度更高。

3 結(jié)束語

(1)拋光磚粉的化學(xué)組成以SiO2為主，Cl的含量也較低，陶瓷拋光磚粉中位粒徑為6.28μm。摻30%拋光磚粉的水泥膠砂28d抗壓強度比為81%。

(2)由于拋光磚粉的強度活性指數(shù)較實驗用粉煤灰高，拋光磚粉顆粒比實驗用粉煤灰細，填充效果較實驗用粉煤灰好，故在摻量相同的條件下，摻拋光磚粉的混凝土28d強度始終高于摻實驗用粉煤灰的混凝土。

(3)主要是由于拋光磚粉與實驗用粉煤灰按適當(dāng)?shù)谋壤龔?fù)摻后，在改善其顆粒級配的同時，既能發(fā)揮拋光磚粉比表面積大，顆粒較小，易于反應(yīng)和填充效果較好的長處，又能充分利用實驗用粉煤灰球形顆粒多、表面光滑，利于流動的優(yōu)勢，故在摻合料用量相同的條件下，復(fù)摻拋光磚粉與實驗用粉煤灰的混凝土28d強度要高于單摻等量拋光磚粉或粉煤灰的強度。

［1］阮炯正.混凝土摻合料應(yīng)用和生產(chǎn)技術(shù)研究［J］.建筑技術(shù).2012，43(1):12 －14.

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