高掺量粉煤灰混凝土的性能及环保节能效应论文.doc

高掺量粉煤灰混凝土的性能及环保节能效应 设计者：刘超 关豆豆 何秋 雷杨 夏红亮 指导老师：肖莲珍 材料学院，无机非专业 试验和研究内容简介 本实验设计了不同掺量粉煤灰在混凝土等量替代水泥的应用效果，测试了混凝土在不同龄期的抗压强。与空白样品相比，早龄期抗压强度偏低，但后期强度发展较快，赶上空白样品，这关系到混凝土的使用性能。 因此用粉煤灰替代部分水泥用于混凝土中在需要的性能上是可行的，在经济上可节省混凝土成本，还有废物利用，环保节能的社会及环境效益。 关键词 粉煤灰，混凝土，抗压强度，环保节能 联系人：刘超 联系电话 EMAIL：1353939289@ 1 研制背景及意义 混凝土材料是当今用量最大、用途最广泛的建筑材料,据统计,每年全世界的耗用量接近100亿吨。而水泥作为混凝土的重要组分,在生产过程中能耗大，且会向大气中排放大量的CO2,目前全世界每年C02排放量约为100亿吨,造成环境污染、温室效应和全球变暖等不利影响。 粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一2010年我国粉煤灰和煤矸石产生量约 10.7亿t,预计到2015年产生量将继续增加,有望达到13亿t。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。目前，国内对粉煤灰的大批量处理主要是回填，而回填带来的主要问题是粉 煤灰潜在的毒性对环境的长期影响，从而对地下水、土壤造成污染。粉煤灰浸出的一些微量重金属元素也会对环境造成影响。 正是基于粉煤灰的环境问题，本文重点研究了不同量粉煤灰掺入混凝土，对混凝土抗压及其它性能影响，在满足混凝土性能的前提下，提高混凝土中粉煤灰掺量，促进粉煤灰废渣在混凝土中的大规模应用，不仅有利于固体废弃物再利用，变废为宝，而且可以保护环境，节约资源，对社会和经济两方面有着重要的意义，亦对粉煤灰高价值利用开辟了广阔的途径，因此具有很好的发展前景。 2 实验方案 2.1 实验主要原材料 本试验用水泥为P.O42.5的普通硅酸盐水泥，粉煤灰为二级粉煤灰，水泥和粉煤灰的化学组成如下表1，水为普通自来水。 表1 水泥与粉煤灰的化学组成 化学成分 SiO? Al?O? Fe2O3 CaO MgO SO2 Na2Om f-CaO 水泥/% 21.57 4.44 2.78 62.83 2.32 3.14 0.60 0.79 粉煤灰/% 57.60 21.90 2.70 3.87 1.68 0.61 1.05 Si02、A1203、Fe203．矿物组成主要包括玻璃体和晶体矿物。 粉煤灰活性 粉煤灰的活性是衡量粉煤灰再利用价值的重要参数，其活性大小与细度、烧失量、化学成分披玻璃体含量相关 粉煤灰的的活性在水泥生产中主要体现在化学活性，粉煤灰化学活性则与粉煤灰自身化学组成密切相关，粉煤灰的化学活性主要表现为火山灰活性，掺有粉煤灰的水泥水化过程中，首先是水泥熟料矿物水化，此过程中释放Ca(OH)2，Ca(OH)2与粉煤灰中的活性组分发生的火山灰反应，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙。由于火山灰反应减少了系统中氢氧化钙的含量，又可加速水泥熟料的水化。 粉煤灰的物理活性在水泥生产宏观机理有着重要作用。粉煤灰的物理活性主要是指粉煤灰形态效应、微集料效应等的总和，是与自身化学性质无关，又能促进制品胶凝活性和改善制品性能（如强度、抗渗性、耐磨性等）的各种物理效应的总称．它是粉煤灰能够直接被充分利用、最有实用价值的活性，是粉煤灰早期活性的主要来源．粉煤灰的形态效应，主要表现为粉煤灰的颗粒形貌、粒度分布等特性所引起的可改善水泥基材料性能的填充作用、润滑作用等． 2.1.2 水泥概述 细磨成粉末状，加入适量水后，可成为塑性浆体，既能在空气中硬化，又能在水中硬化，并能将砂、石等材水泥样本料牢固地胶结在一起的水硬性胶凝材料 2.2 实验研究 2.2.1 实验配料 本实验对于实验原料的处理采用等量替换法，即保持每组水泥、水和粉煤灰的质量为一定值（本实验为990g），通过改变添加粉煤灰的质量，从而改变胶凝材料的配合比（ 本实验采用改变粉煤灰占总的胶凝材料的质量百分数为10%、20%、30%、40%、50%和一组不加粉煤灰的空白对照组）。依次对其编号 FA10 FA20 FA30 FA40 FA50 FA0。原料配合比如下表2所示 表2 粉煤灰等量替换水泥与其强度的关系 编号 等量替换比（%） 配合比 水泥(g) 粉煤灰(g) 水(g) FA0 0 990 ／ 396 FA 10 10 891 99 396 FA 20 20 792 198 396 FA 30 30 693 297 396 FA 40 40 594 396 396