張金山，趙俊梅，葉俊沛，耿鄭州，鄭彥濤

(內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古包頭014000)

隨著我國(guó)環(huán)保力度的加大以及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，利用工業(yè)廢渣發(fā)展新型墻體材料已成為我國(guó)墻改工作的主攻方向之一[1]。發(fā)展以固體工業(yè)廢料為主要原材料，制備新型墻體材料，利用高鋁粉煤灰提鋁后的殘?jiān)桠}渣、脫硫石膏以及高鋁粉煤灰協(xié)同作用制備新型墻體材料[2]，來實(shí)現(xiàn)廢棄物的二次利用，不僅能夠起到節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的作用，而且對(duì)于我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略有著重要的意義[3，4]。本試驗(yàn)以高鋁粉煤灰提鋁后的硅鈣渣、高鋁粉煤灰和脫硫石膏為主要原料，研制高摻量硅鈣渣蒸壓加氣混凝土，并研究其摻量和養(yǎng)護(hù)方法等對(duì)加氣混凝土的性能的影響，實(shí)驗(yàn)室小試指標(biāo)達(dá)到GB11968－2006《蒸壓加氣混凝土》中指標(biāo)要求。

1 試驗(yàn)材料與試驗(yàn)方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)材料包括:(1)硅鈣渣:高鋁粉煤灰提鋁后的硅鈣渣，化學(xué)成分表見表1。(2)高鋁粉煤灰:氧化鋁含量高，在常溫下養(yǎng)護(hù)活性小，主要化學(xué)成分見表2，礦物成分見表3。(3)脫硫石膏:來自托縣電廠，化學(xué)成分見表1。(4)水泥:西水創(chuàng)業(yè)股份公司生產(chǎn)的復(fù)合32.5級(jí)水泥，技術(shù)指標(biāo)見表4。(5)硅灰:內(nèi)蒙古某硅鐵合金廠排放的，顏色呈灰白色，SiO2含量在85% ～88%之間，比表面積在20～28m2/g之間。(6)生石灰:包頭市國(guó)營(yíng)紅旗農(nóng)場(chǎng)輕質(zhì)建筑材料廠生產(chǎn)。

表1 硅鈣渣、脫硫石膏主要化學(xué)成分 /%

表2 高鋁粉煤灰主要化學(xué)成分 /%

表3 高鋁粉煤灰X衍射定量分析結(jié)果 /%

1.2 試驗(yàn)方法

根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，配料比例見表4。按試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，分別按質(zhì)量稱取硅鈣渣、粉煤灰、水泥、石灰、石膏、鋁粉和水等，固相物料置于水泥膠砂攪拌機(jī)中，拌合均勻，澆注成型后按照不同的養(yǎng)護(hù)方法進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。之后依照《加氣混凝土性能試驗(yàn)方法》中的要求對(duì)加氣混凝土立方體抗壓強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度、成型體積密度、干密度和含水率等進(jìn)行測(cè)試。

表4 硅鈣渣、粉煤灰加氣混凝土物料配比

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 試驗(yàn)結(jié)果

對(duì)表4中的配方采用不同養(yǎng)護(hù)方式等制得的加氣混凝土試件的強(qiáng)度、含水量和干容重等進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表5，9號(hào)試件沸煮養(yǎng)護(hù)1d后安定性不合格。

表5 加氣混凝土性能測(cè)試結(jié)果

2.2 硅鈣渣和硅酸鹽水泥的摻入對(duì)加氣混凝土影響

以硅鈣渣為主要原料，加入20%硅酸鹽水泥利用蒸壓養(yǎng)護(hù)工藝制得加氣混凝土的強(qiáng)度以及密度等級(jí)如表6。

表6 加入20%硅酸鹽水泥蒸壓養(yǎng)護(hù)加氣混凝土強(qiáng)度

如表5所示，1～4號(hào)以及8號(hào)試件都是以硅鈣渣為主要原料，加入20%硅酸鹽水泥后，利用蒸壓養(yǎng)護(hù)工藝制得的。由表6可知，除8號(hào)試件，抗折強(qiáng)度都在1MPa以上，抗壓強(qiáng)度都在2.3MPa以上，其中4號(hào)試件的強(qiáng)度最大。試驗(yàn)中9號(hào)試件常壓蒸養(yǎng)得到的試件安定性不合格。說明以硅鈣渣為主要原料，加入20%硅酸鹽水泥可制得符合要求的加氣混凝土，當(dāng)硅鈣渣摻量達(dá)到80%以上時(shí)，養(yǎng)護(hù)1d后采用常壓蒸養(yǎng)安定性不合格。

2.3 養(yǎng)護(hù)方式對(duì)加氣混凝土強(qiáng)度影響

養(yǎng)護(hù)方式的不同，對(duì)加氣混凝土的強(qiáng)度有較大影響，對(duì)于相同配比的加氣混凝土試件，其抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度分別如圖1和2。

圖1 常壓沸煮養(yǎng)護(hù)與蒸壓養(yǎng)護(hù)試件抗折強(qiáng)度

圖2 常壓沸煮養(yǎng)護(hù)與蒸壓養(yǎng)護(hù)試件抗壓強(qiáng)度

如圖1所示，除了4號(hào)和6號(hào)試件蒸壓養(yǎng)護(hù)的抗折強(qiáng)度略低于沸煮養(yǎng)護(hù)的強(qiáng)度外，其他試件蒸壓養(yǎng)護(hù)后的抗折強(qiáng)度都遠(yuǎn)高于沸煮養(yǎng)護(hù)的強(qiáng)度。圖2所示，除了3號(hào)試件，其他試件蒸壓養(yǎng)護(hù)后的抗壓強(qiáng)度都高于沸煮養(yǎng)護(hù)后的抗壓強(qiáng)度。綜合以上可以看出，采用蒸壓養(yǎng)護(hù)可以得到較常壓蒸養(yǎng)養(yǎng)護(hù)強(qiáng)度更高的加氣混凝土。

2.4 硅灰對(duì)加氣混凝土的影響

采用常壓蒸養(yǎng)工藝制得的加氣混凝土強(qiáng)度較低，為了制得符合標(biāo)準(zhǔn)要求的加氣混凝土，加入高活性材料硅灰，如表7。

表7 硅灰摻入量與常壓蒸養(yǎng)試件強(qiáng)度的影響

加入硅灰后采用常壓蒸養(yǎng)養(yǎng)護(hù)制得的加氣混凝土的強(qiáng)度明顯較高，由表4可知，2號(hào)、5號(hào)、6號(hào)和8號(hào)配方以及拌合水溫基本相同，8號(hào)試件加入5%的硅灰后強(qiáng)度基本高于2號(hào)試件，當(dāng)加入20%硅灰時(shí)，6號(hào)試件的強(qiáng)度達(dá)到最高，沸煮養(yǎng)護(hù)2d后抗折強(qiáng)度和抗壓強(qiáng)度分別達(dá)到1MPa和4MPa?？梢姄饺敫呋钚圆牧希杌液?，采用常壓蒸養(yǎng)工藝可制得符合標(biāo)準(zhǔn)要求的加氣混凝土，摻入量與混凝土的強(qiáng)度呈正相關(guān)。

3 結(jié)論

(1)以硅鈣渣和粉煤灰為主要原料，加入20%硅酸鹽水泥后，采用蒸壓養(yǎng)護(hù)工藝可以制得符合強(qiáng)度以及密度等級(jí)要求的加氣混凝土。

(2)在相同配方條件下，采用蒸壓養(yǎng)護(hù)工藝可以制得較常壓蒸養(yǎng)養(yǎng)強(qiáng)度更高的加氣混凝土。

(3)當(dāng)硅鈣渣摻量達(dá)到80%后，常壓蒸養(yǎng)養(yǎng)護(hù)1d后，試件安定性不合格。

(4)摻入硅灰后采用常壓蒸養(yǎng)養(yǎng)護(hù)工藝可以制得符合標(biāo)準(zhǔn)要求的加氣混凝土，硅灰的摻入量與制得的試件強(qiáng)度呈正相關(guān)。

[1]張金山，顏春軍，等.高強(qiáng)度粉煤灰陶粒及及其混凝土的試驗(yàn)研究[J].新型建筑材料，2003，269(8):12 ～14.

[2]吳韓.粉煤灰在建筑材料中的應(yīng)用[J].中國(guó)建材科技，2012(4).

[3]陳友治，王斌，等.脫硫渣－粉煤灰新型加氣混凝土研究.第五屆中國(guó)粉煤灰、礦渣及煤矸石加工與應(yīng)用技術(shù)交流大會(huì)，2007.

[4]張金山，烏沙科夫(俄).包頭地區(qū)粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用[J].包頭鋼鐵學(xué)院學(xué)報(bào)，1996，12(4)，118～122.