不同煅烧温度稻壳灰对超高性能混凝土性能的影响研究.docx

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1、引言全球变暖日益严重，低碳环保势在必行。据相关资料统计，水泥行业能源消耗大，所排放的温室气体占总体的8%10%。与此同时，天然资源越来越少，将工业废弃物应用于水泥混凝土中变得越来越普遍，例如矿渣和粉煤灰在混凝土中的应用，这样不仅可避免废弃物堆放所带来的资源浪费和环境污染问题，还能开发出低碳环保的新型建筑材料，产生优异的经济和环保效益。我国作为稻谷产量最高的国家之一，稻壳作为副产物占据了大量的空间。每年稻壳预计产量近四千多万吨，其中Si（h含量约为10%20%,将其作为一种燃料提供热能之后，剩余的稻壳灰中含SiOz可高达90%,经过适当处理可将其作为一种辅助性胶凝材料I目前稻壳灰在水泥混凝土行业

2、中的应用主要是针对烧制工艺、研磨方法或者与其他辅助性胶凝材料的更配来研究其对普通混凝土各种性能的影响，而UHPC作为一种超高强度、高耐久性和高抗裂性能受到了行业广泛关注。但是目前对于稻克灰对UHPC性能的影响少有报道。本文研究不同燃烧温度下不同掺量稻壳灰对于UHPC性能的影响，确定合理适宜的煨烧温度以及掺量，来为实际应用和生产提供理论指导，还能为稻壳灰综合资源利用提供新的思路，减少资源消耗，降低生产成本。1、试验部分1.1原材料及配合比水泥:P-II52.5硅酸盐水泥。矿粉:S105矿粉。硅灰:平均粒径0.45m,比表面积18000m7kgo稻壳灰：经3种不同烧制温度（400、600和800o

3、C）,并研磨45min制得，主要成分为SiO2。集料：20200目石英砂。钢纤维：长IOnInb长径比为50。减水剂：液态聚度酸减水剂。拌合水：自来水。试验配合比见表1。其中T为未掺入稻壳灰的基准组，A1A3分别为稻壳灰替代硅灰量的10%、20%和30船搬烧温度400；B1B3分别为稻壳灰替代硅灰量的10%.20%和30%,煨烧温度600；C1C3分别为稻壳灰替代硅灰量的10%、20%和30%,燃烧温度800。表1试验配合比kgm3编号水泥粉煤灰矿粉硅灰稻壳灰砂减水剂水钢纤维T700501002000105030189155A17005010018020105030189155A2700501

4、0016040105030189155A37005010020060105030189155B17005010018020105030189155B27005010016040105030189155B37005010020060105030189155C17005010018020105030189155C27005010016040105030189155C3700501002006010503018915512试验方法UHPC的制备：先将水泥和骨料混合12min,再将水和外加剂加入搅拌22.5min,最后将钢纤维缓慢加入到浆体中搅拌3min将制备的UHPC浆体倒入水泥胶砂三联试模中，振捣

5、密实，并按照规定养护。流动性测试：按照GB/T2419-2005水泥胶砂流动度测定方法中的跳桌法进行。抗压、抗折强度测试：按照GB/T17671-1999水泥胶砂强度检测方法进行。试件尺寸40mmX40mmX160mm,采用万能试验机加载，抗压加载速率50Ns（抗折强度）和2.4kNs（抗压强度），取测量值的平均值（误差不超过15%）。收缩性能测试：依据JC/T603-2004水泥胶砂干缩试验方法进行，使用两端装有球形钉头的25mmX25mmX280mm试件，制备3条试件，从水中取出测定初始长度，随后置于温度（202）、相对湿度为（605）%的环境中养护至规定龄期测试长度，并计算收缩值。2结果

6、及讨论2.1不同煨烧温度稻壳灰对UHPC流动度的影响表2为不同搬烧温度下不同掺量稻壳灰UHPC的流动度。由表2可知：（1）基准组的流动度为300mm,随着稻壳灰掺量的增加，混凝土的流动度降低。（2）B组的流动度较A组降低明显，30%掺量（B3）时流动度为220mm,较基准组下降了26.7造成下降的原因一是稻壳灰的自身微观形貌并非是圆球体，呈现不规则的片状，加入到混凝土中会增加浆体内部摩擦力，阻碍浆体的流动；二是随着燃烧温度的增加，有机物逸出导致结构多孔，同时由于比表面积大，吸收浆体中多余的水分，随着稻壳灰掺量的增加因此混凝土流动度降低。（3）C组相较于A和B组，流动度减低幅度小，这是由于高温使

7、得稻壳中Si2与KO形成玻璃样屏障，片状结构交联，原表面的疏松多孔的结构减少，造成比表面积减小，所能吸附的水减少。表2不同燃烧温度稻壳灰对混凝土流动度的影响编号TA1A2A3B1B2B3C1C2C3流动度mm3003102752202852552202902652352.2不同烦烧温度稻壳灰对UHPC抗折强度的影响不同燃烧温度稻壳灰混凝土在不同龄期（Id、7d和28d）时的抗折强度如图1所示。由图1可知：（1）稻壳灰的加入会降低混凝士的Id抗折强度,且随着掺量的增加而降低。这主要由于早期体系中水化以熟料水化为主，生成的Ca（OH）2较少，无法激发其活性，稻壳灰起到填料的作用。（2）7d龄期时，

8、随着水化反应的进行，稻壳灰开始表现出活性，A组10%替代量的混凝土抗折强度为16.DIPa,比基准组高0.2IPa,同时随着稻壳灰掺量的增加，抗折强度仍然呈下降趋势。（3）28d龄期时，400C（A）处理后的稻壳灰随着掺量的增加，混凝土抗折强度先升高再降低，在较低掺量下由于稻壳灰中的非晶体SiCh产生活性使得抗折强度增长，600C（B）时3种掺量强度都要高于400和800C（C）,这说明煨烧温度不是越高越好，温度过低导致其中挥发组分和碳的燃烧不足，会降低其中非晶态SiO?含量，而温度过高会导致非晶态转为晶态，表现出低活性上ECn崩后P1A组,0ESS20%.代.Cff110、*代,30%.代.M1800oC400oCo(4)综合来看，600C是最佳煨烧温度，在不超过30%硅灰替代量下，不仅可提高UHPC后期强度，还能有效避免收缩。