稻殼灰高性能混凝土耐久性能試驗(yàn)研究

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1、寧夏大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論粉末，其比表面積會(huì)變得很高，這就成為改善孔結(jié)構(gòu)，提高抗壓強(qiáng)度‘14】的主要因素。1．2．2國(guó)內(nèi)稻殼灰高性能混凝土的研究現(xiàn)狀和趨勢(shì)稻殼的用途有多個(gè)方面。首先從能源方面講，可以燃燒稻殼發(fā)電，采暖【l51。其次從資源方面講，一是利用結(jié)構(gòu)內(nèi)部的纖維素、半纖維素、木質(zhì)素，以此來(lái)產(chǎn)出不同的化工產(chǎn)品；二是利用稻殼中硅和碳，制成高純硅、硅肥、水玻璃、活性炭、白炭黑、高溫耐火材料、多孔二氧化硅、精細(xì)陶瓷、碳化硅晶須(顆粒)及鏗離子電池含硅碳材料等【201。張曉東采用濕式氧化法提取純凈的、形態(tài)完整的直徑為4

2、_2nm的Si02納米粒子組成的層狀介孔材料【l8‘21】硅質(zhì)體。馮慶革等學(xué)者的試驗(yàn)研究表明，用稻殼灰等量代換水泥作為外摻料摻入混凝土后，可以提高混凝土自身密實(shí)度，其孔結(jié)構(gòu)得到明顯改善。吳中偉院士作為我國(guó)混凝土材料科學(xué)奠基人提出稻殼灰“可望接近硅灰功效”。歐陽(yáng)東認(rèn)為在600℃溫度下燃燒制得的活性稻殼灰若以10％．20％摻入混凝土中，可以使其抗壓強(qiáng)度增加10MPa以上【20】。在現(xiàn)實(shí)工程應(yīng)用領(lǐng)域中，未結(jié)晶稻殼灰尚未被實(shí)際工程大量使用，而被作為一種“垃圾”看待【22五51，如何將其恰當(dāng)?shù)倪\(yùn)用于實(shí)際工程有待思考。[2611

3、．2．3粉煤灰的研究現(xiàn)狀粉煤灰的物理狀態(tài)為球狀顆粒，色澤呈灰褐，化學(xué)成分主要為Si02，A1203，F(xiàn)e203，CaO，按其品質(zhì)可為I、II、Ⅲ3級(jí)。目前在混凝土中應(yīng)用粉煤灰的技術(shù)已經(jīng)較為成熟，國(guó)內(nèi)外研究表明，粉煤灰具有減水效應(yīng)，因?yàn)槠涞牟Ａ⒅樾螒B(tài)【2¨，能夠降低用水量。劉數(shù)華等人的試驗(yàn)表明，外摻粉煤灰可以提高混凝的耐久性，減小干縮和開(kāi)裂，由于粉煤灰的摻入取代部分水泥，使其內(nèi)部發(fā)生變化，如降低水泥中硅酸三鈣、鋁酸三鈣的含量，可降低混凝土內(nèi)部溫度減少開(kāi)裂。粉煤灰的早期強(qiáng)度較低，后期較高，適合應(yīng)用于工程領(lǐng)域128J。此

4、外，粉煤灰還能夠有效的增強(qiáng)混凝土部分的耐久性能，如抗?jié)B性、抗凍裂性能，是種經(jīng)濟(jì)且優(yōu)質(zhì)的混凝土摻合料【29】。1．2．4硅灰的研究現(xiàn)狀硅灰作為工業(yè)副產(chǎn)品，具有80％以上的不定形二氧化硅，是由平均直徑為O．19sn的極細(xì)球形顆粒組成，膠結(jié)性較好[30-31】，很適合用于水泥混凝土工業(yè)領(lǐng)域中。1950年，挪威技術(shù)研究所進(jìn)行了第一個(gè)硅灰混凝土試驗(yàn)，并用于建造Blindtarmen隧道，該工程中使用的水泥含有15％的硅灰【321，使得國(guó)內(nèi)外對(duì)其產(chǎn)生重視。第一個(gè)關(guān)于硅灰的應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)在1976年于挪威公布。直至1980年，Malh

5、otra等人發(fā)現(xiàn)硅灰可作為高活性摻合料提高混凝土的早期強(qiáng)度，之后硅灰便得到了廣泛應(yīng)用[33-35J。當(dāng)極細(xì)的硅灰顆粒摻入混凝土中，水流動(dòng)的通道會(huì)變小，硅灰顆粒進(jìn)入水泥顆粒之間的空隙，從而切斷泌水通道，減少離析和泌水。Pistilli等人研究表明，硅灰對(duì)混凝土的長(zhǎng)期收縮和干縮裂縫影響很小，且能減少徐變。具有較高火山灰活性的硅灰，可使混凝土抗壓強(qiáng)度提高2．3倍。硅寧夏大學(xué)碩士學(xué)位論文第一章緒論灰顆粒極細(xì)，能夠有效的減小混凝土的孔隙，提高其自身密實(shí)度，從而提高混凝土的防滲、抗凍裂等性能[36‘401。1．3研究目標(biāo)將稻殼灰

6、、硅灰分別單摻和復(fù)摻到混凝土中，對(duì)各項(xiàng)性能進(jìn)行試驗(yàn)研究，對(duì)加入稻殼灰、硅灰的混凝土性能和基準(zhǔn)混凝土進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，分析摻入稻殼灰混凝土性能上的優(yōu)越性和不足，綜合評(píng)定稻殼灰高性能混凝土抗?jié)B性、抗凍性、抗壓強(qiáng)度和耐久性等性能指標(biāo)，達(dá)到提高混凝土的耐久性、節(jié)約材料降低成本和建筑節(jié)能的綠色環(huán)保稻殼灰混凝土【”1的目標(biāo)。1．4研究目的和研究?jī)?nèi)容1．4．1研究目的通過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物稻殼灰資源的開(kāi)發(fā)，利用農(nóng)村剩余的大量稻殼資源，研究新型環(huán)保的保溫結(jié)構(gòu)材料，以稻殼灰等量取代水泥后，摻入少量粉煤灰和硅灰，確定最佳配合比，研制滿足國(guó)家建筑節(jié)

7、能規(guī)范的新型結(jié)構(gòu)材料，發(fā)展綠色環(huán)保的高性能耐久的混凝土，為水利、土木工程建設(shè)提供配套的建筑結(jié)構(gòu)保溫材料【211。1．4．2研究?jī)?nèi)容針對(duì)環(huán)境影響混凝土耐久性的問(wèn)題，本文通過(guò)耐久性試驗(yàn)研究稻殼灰、粉煤灰和硅灰等摻合料對(duì)混凝土的密實(shí)性、材料界面的粘結(jié)強(qiáng)度，以及抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、導(dǎo)熱性能、抗凍防滲等因素，主要研究?jī)?nèi)容如下：(1)分析稻殼灰資源的成分，對(duì)其可用性作出評(píng)價(jià)。(2)原材料試驗(yàn)：通過(guò)對(duì)水泥、粗細(xì)集料、粉煤灰和硅灰等材料的技術(shù)性質(zhì)測(cè)定，確定原材料物理性質(zhì)和化學(xué)成分。(3)設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)：以水膠比、各項(xiàng)摻合料的摻量、砂率

8、為試驗(yàn)因素研究其對(duì)稻殼灰高性能混凝土28d齡期的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。按照正交表制備不同配合比的試件，每組三塊取其平均值，并分別通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)和干養(yǎng)兩種方式養(yǎng)護(hù)，分析外摻量不同對(duì)混凝土抗壓和抗拉強(qiáng)度的影響。(4)試驗(yàn)研究分析不同因素水平對(duì)稻殼灰高性能混凝土抗壓、劈裂抗拉和拉壓比的影響規(guī)律。(5)依據(jù)正交試驗(yàn)結(jié)果，優(yōu)選各因素、水平，對(duì)最優(yōu)組與基準(zhǔn)混凝