管曉剛 王志勇
(1.中鐵九局重慶分公司,重慶 渝北 401121 2.重慶交建土木工程質(zhì)量檢測有限公司,重慶 北部新區(qū) 401122)(3.重慶交通職業(yè)學院,重慶 雙福新區(qū) 402247)
稻殼混凝土強度與導(dǎo)熱性能的研究
管曉剛1王志勇2,3
(1.中鐵九局重慶分公司,重慶 渝北 401121 2.重慶交建土木工程質(zhì)量檢測有限公司,重慶 北部新區(qū) 401122)(3.重慶交通職業(yè)學院,重慶 雙福新區(qū) 402247)
隨著社會的發(fā)展,對節(jié)能環(huán)保要求越來越高,以前的粘土磚已不能滿足社會對節(jié)約資源和能源的要求。2010年稻谷產(chǎn)量達到了3940億斤,稻殼重量約占稻谷重量的20%,稻殼堆積密度大約在111kg/m3,有良好的保溫隔熱性能。粉煤灰是我國當前排量較大的工業(yè)廢渣之一,隨著電力工業(yè)的發(fā)展,燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加,2010年達到將近3億噸。稻殼、粉煤灰都是生產(chǎn)活動之后的廢棄物,但其有著優(yōu)良的性能,稻殼可以代替混凝土中的骨料,粉煤灰可以代替部分水泥,對這兩種材料進行利用,不論從環(huán)境保護和經(jīng)濟方面都有著重要的意義。本文是對由稻殼、水泥、粉煤灰、水和膠水組成的稻殼混凝土強度與導(dǎo)熱性能的研究。
稻殼;粉煤灰;稻殼混凝土;強度;導(dǎo)熱性能
民用建筑和工業(yè)建筑都需要節(jié)能,傳統(tǒng)的燒結(jié)實心粘土磚需要消耗大量的粘土和能源,嚴重占用耕地,不利于可持續(xù)發(fā)展。對于稻殼這種廢棄物,我們中國廣大地區(qū)擁有很多的稻谷,2010年的稻谷產(chǎn)量達到了3940億斤,而稻殼重量約占稻谷重量的 20%,因而算下來,稻殼也有很大的產(chǎn)量。在當今社會,對環(huán)境材料的需求是越來越多,在建筑方面,對于生態(tài)混凝土這種新型建材也是有著越來越高的要求,用稻殼、沙子、水泥和一些添加劑混合配制而成,這樣既可以解決稻殼對環(huán)境造成的污染,也可以解決現(xiàn)在建筑上對保溫材料的需求。干燥稻殼的堆積密度在111kg/m3左右,很明顯,它屬于輕骨料的范疇,用它做混凝土的骨料,還可以降低混凝土的密度,減輕自重,降低導(dǎo)熱系數(shù)從而改善混凝土的保溫性能。粉煤灰,是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰,粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。粉煤灰在混凝土中的合理使用,不但能部分替代水泥,降低工程造價,而且由于其特有的性能可以很有效地用于各種使用要求的混凝土中,改善和提高混凝土的性能。
表2 -1
按設(shè)計配合比計算材料用量,稱量各種原材料,在砂漿攪拌機中攪拌,先預(yù)拌一次,然后開始正式攪拌,總攪拌時間為3min。將攪拌均勻的稻殼混凝土分別裝入40 mm x 40 mm x l60 mm試驗?zāi)>?和150mm x 150mm x 30mm試驗?zāi)>撸ㄓ米鲗?dǎo)熱系數(shù)的測定)中成型。稻殼混凝土成型24h后拆模,在標準試驗室養(yǎng)護28天取出進行試驗。試驗分兩個系列。
2.1 不同稻殼摻量、不同粉煤灰摻量對稻殼混凝土導(dǎo)熱性能和強度的影響
2.1.1 系列Ⅰ
1.研究不同稻殼摻量對稻殼混凝土導(dǎo)熱性能和強度的影響。(其中稻殼摻量比例為稻殼占水泥的重量比,水灰比為0.6)
稻殼混凝土試驗試件分為4組28天常溫養(yǎng)護150mm x 150mm x 30mm試件,組28天標準養(yǎng)護40 mm x 40 mm x l60 mm試件。對每組稻殼混凝土試件分別進行導(dǎo)熱系數(shù)測定試驗、抗折抗壓強度試驗。
2.本試驗主要采用稻殼進行不等量摻入試件(如表 2-1),以相同試件尺寸的試件進行數(shù)據(jù)對比分析試驗。將養(yǎng)護28 d的稻殼混凝土試件取出后分別采用快速導(dǎo)熱系數(shù)測定儀測定法、抗折抗壓強度測定法對其進行導(dǎo)熱系數(shù)和強度試驗,并進行數(shù)據(jù)分析。
2.1.2 系列Ⅱ
1.研究不同粉煤灰摻量對混凝土導(dǎo)熱性能和強度的影響。(該試驗是在稻殼摻量為25%的基礎(chǔ)上進行,粉煤灰摻量比例為粉煤灰占水泥的質(zhì)量比,水灰比為0.6)
表2 -2
1 0% 2 10% 3 15.00% 4 20.00% 5 25.00%
稻殼混凝土試驗試件分為5組28天常溫養(yǎng)護150mm x 150mm x 30mm試件, 5組28天標準養(yǎng)護40 mm x 40 mm x l60 mm試件。對每組稻殼混凝土試件分別進行導(dǎo)熱系數(shù)測定試驗、抗折抗壓強度試驗。
2. 本試驗主要采用稻殼進行不等量摻入試件(如表2-2),以相同試件尺寸的試件進行數(shù)據(jù)對比分析試驗。將養(yǎng)護28 d的稻殼混凝土試件取出后分別采用快速導(dǎo)熱系數(shù)測定儀測定法、抗折抗壓強度測定法對其進行導(dǎo)熱系數(shù)和強度試驗,并進行數(shù)據(jù)分析。
3.1 稻殼混凝土的試驗數(shù)據(jù)
按照實驗規(guī)范,對不同稻殼摻量、不同粉煤灰摻量的稻殼混凝土進行了導(dǎo)熱系數(shù)、抗折抗壓強度的測定,通過測定對數(shù)據(jù)進行了記錄并整理計算(數(shù)據(jù)表部分省略,結(jié)果直接參照分析圖表)。
3.2 稻殼混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)、抗折抗壓強度
通過試驗數(shù)據(jù)可以得到稻殼混凝土導(dǎo)熱系數(shù)、抗折抗壓強度隨稻殼摻量與粉煤灰摻量的變化圖:
圖3-1 (導(dǎo)熱系數(shù)隨稻殼摻量變化圖)
圖3-2 (抗折強度隨稻殼摻量變化圖)
圖3-3 (抗壓強度隨稻殼摻量變化圖)
圖3-4 (導(dǎo)熱系數(shù)隨粉煤灰摻量變化圖)
圖3-5 (抗折強度隨粉煤灰摻量變化圖)
圖3-6 (抗壓強度隨粉煤灰摻量變化圖)
本文通過對不同稻殼摻量、不同粉煤灰摻量的稻殼混凝土進行導(dǎo)熱性能與抗壓抗折強度的研究,得出了以下結(jié)論:
1.導(dǎo)熱系數(shù)隨著稻殼摻量的變化是逐漸降低的趨勢,剛開始降低速率比較快,稻殼摻量達到20%以后,導(dǎo)熱系數(shù)降低速率趨于一致。
2.抗折、抗壓強度都是隨著稻殼摻量的增加而降低的。
3. 粉煤灰替代水泥的量的增加,導(dǎo)熱系數(shù)在最開始是逐漸減小,然后再升高。粉煤灰的加入會對稻殼混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)的降低有利,但是當粉煤灰替代量達到一定的程度時,它的導(dǎo)熱系數(shù)反而會上升。
4.粉煤灰的摻入會降低稻殼混凝土的抗折抗壓強度,而摻入的越多也就降低的越多。粉煤灰對稻殼混凝土前期強度的提高沒有作用。
結(jié)果表明稻殼混凝土具有良好的保溫性能,而且是利用稻殼、粉煤灰這類廢棄資源,對保護環(huán)境、節(jié)約資源等方面有著重要的經(jīng)濟價值,在保溫墻應(yīng)用方面有著實際的指導(dǎo)意義。
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管曉剛(1989-),男,重慶永川人,學士,研究方向為土木工程。(309011842@qq.com)
TQ177.6
A
1007-6344(2016)03-0298-02
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