煅烧硅藻土对玻化微珠再生混凝土性能的影响.pdf

新 癯 建魄 中 国 科 技 核 心 期 刊 煅烧硅藻土对玻化微珠 再生混凝土性雒的I d g lH 孙恒 ， 李佰寿 ， 崔文一 z ( 1 吉林供 电公司 ， 吉林 吉林1 3 2 0 0 0 ； 2 延边 大学 结构 工程学科 ， 吉林 延 吉 1 3 3 0 0 2 ) 摘要： 试验研究了煅烧硅藻土对玻化微珠再生混凝土抗压强度、 导热系数等性能的影响。结果表明： 掺加2 0 粉煤灰时， 玻化 微珠再生混凝土的抗压强度随着煅烧硅藻土掺量的增大而提高， 且后期强度提高明显， 导热系数和密度基本不变， 当煅烧硅藻土掺 量为 3 时， 抗压强度达 3 2 9 3 M P a ， 导热系数为0 2 4 2 6 W ( m K ) ， 密度仅为 1 9 4 0 7 4 k g m 。 关键词： 煅烧硅藻土； 玻化微珠再生混凝土； 抗压强度； 导热系数 中图分类号： T U 5 2 8 2 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 5 ) 0 7 0 0 7 9 0 3 Effe c t s o f c a l c i n e d d i a t o mi t e O i l t h e g l a z e d h o l l o w b e a d r e c y c l e d c o n c r e t e S U N ， L I B a i s h o u ， CU I We n y i 。 ( 1 J i l i n C i t y Po we r S u p p l y Co mp a n y， J i l i n 1 3 2 0 0 0， J i l i n， C h i n a ； 2 S t r u c t u r a l E n g i n e e r i n g Di s c i p l i n e o f Y a n b i a n U n i v e r s i t y ， Y a n j i 1 3 3 0 0 2 ， J i l i n ， C h i n a ) Ab s t r a c t ： T h e e f f e c t s o f c a l c i n e d d i a t o mi t e o n t h e c o m p r e s s i v e s t r e n g t h a n d t h e r m a l c o n d u c t i v i t y o f t h e g l a z e d h o l l o w b e a d r e c y c l e d c o n c r e t e we r e s t u d i e d b y e x p e rime n t s Re s u l t s s h o w t h a t i n t h e c a s e of a d d i n g 2 0 p e r c e n t fly a s h， c o mp r e s s i v e s t r e ngth o f t h e g l a z e d h o l l o w b e a r d r e c y c l e d c o n c r e t e i mp r o v e s wi t h t h e i n c r e a s e of t h e c a l c i n e d d i a t o mi t e d o s a g e ，a n d h as a s i g ni fi c a n t g r o wt h i n t h e l a t e s t r e n gth， t h e rm a l c o n d u c t i v i t y a n d d e n s i t y i s e s s e n t i all y t h e s a me ， wh e n c alc i n e d d i a t o mi t e c o n t e n t i s 3 ， t h e e o mp ms - s i v e s t r e n gth c a n b e a c h i e v e d 3 2 9 3 MP a ， t h e rmal c o n d u c t i v i t y i s 0 2 4 2 6 Wy ( m。 K ) ， a n d t h e d e n s i t y i s o n l y 1 9 4 0 7 4 k g m Ke y w o r d s ： c a l c i n e d d i a t o m i t e ， gl a s s b e a d s r e c y c l e d c o n c r e t e ， c o m p r e s s i v e s t r e n gt h ， t h e r m a l c o n d u c t i v i t y O 引言 近年来， 伴随着能源紧张、 环境恶化等一系列问题的出 现， 节能环保一直都是研究探讨的热点， 为此国内外大量学 者对自 保温混凝土进行了大量的试验研究， 尤其是针对玻化 微珠这一无机高效保温材料， 通过调整配合比、 掺加激活剂等 方法来提高玻化微珠保温混凝土的强度， 使其具有较好的保温 效果的同 时， 强度也能满足建 筑工程的 需要， 已 经成功研制出 导热系数仅为0 2 0 6 W ( m K ) 的玻化微珠保温混凝土l l 】 。 而对 于玻化微珠再生混凝土来说，由于玻化微珠的大量掺入， 混 凝土的抗压强度等性能势必会进一步降低，而且玻化微珠在 拌制过程中存在压碎、 吸水等现象。王文婧等翻 对玻化微珠保 温承重泵送混凝土进 行了 试验研究， 给出了 建议用水量的 计 算方法。 为了提高再生混凝土利用率， 同时降低混凝土的导热 系数， 结合建议用水量计算方法， 通过多次试验调整配合比， 配制再生粗骨料取代率为 1 0 0 的玻化微珠再生混凝土。 同时 掺入粉煤灰与煅烧硅藻土2 种矿物掺合料，添加引气型高效 减水剂， 测试玻化微珠再生混凝土的抗压强度与导热系数、 密 度等的变化，分析复掺粉煤灰与煅烧硅藻土对玻化微珠再生 混凝土性能的影响。 1 试验 收稿 日期： 2 0 1 4 1 2 3 1 作者简介： 孙恒， 男， 1 9 9 0 年生， 吉林靖宇人， 硕士， 研究方向为混凝土 1 1 武验材料 基本 原 理 及 应 用。 通 讯 作 者 ： 崔 文 一， 地 址 ： 吉 林 省 延 吉 市公 园 路9 7 7 水 泥， 采用长春亚 泰鼎鹿牌P 0 4 2 5 水泥； 煅烧硅藻土， 号， E - m a i l ： i w y y b 。 d 。 吉林天元催化剂有限公司生产， 3 2 5目， 其性能参数见表 1 。 N E W B UI L DI NG MA T E R I AL S 7 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 孙恒， 等： 煅烧硅藻土对玻化微珠再生混凝土性能的影响 表 1 煅烧硅藻土的性能指标 再生粗骨料， 用颚式破碎机破碎加工， 经筛分选取粒径为 5 2 0 m m 、 堆积密度为 1 2 8 0 k g m ， 吸水率为4 8 的粗骨料； 细骨料， 细度模数为2 9的天然河砂； 粉煤灰采用延吉市供热 站产生的原灰， 细度基本达到级粉煤灰要求； 玻化微珠， 凌 海市龙岩建材厂产， 堆积密度 l 2 8 k g m ， 性能见表 2 。 表 2 玻化微珠的性能 减水剂， 延吉方胜建材公司生产的聚羧酸高效减水剂， 减 水率I2 5 ， 其中含有0 8 引气成分； 拌合水， 为普通 自来 水。 1 2 玻化微珠再生混凝土配合比 由于玻化微珠掺量较大， 作为一种轻质骨料， 掺入会对混 凝土拌合物的工作性产生较大影响，且玻化微珠以及再生骨 料能够吸收混凝土拌合物中的自由水，为了保证混凝土拌合 物的工作性， 经过多次试验调整配合比， 增大用水量， 水胶比 定为0 4 5 ， 砂率为0 _ 3 ， 根据已有文献表明， 当粉煤灰掺量为 2 0 ， 硅藻土掺量为2 时， 提升效果最大3 l ， 所以选择粉煤灰 掺量占胶凝材料质量的2 0 ， 煅烧硅藻土掺量分别为胶凝材 料质量的0 、 2 、 3 ， 再生粗骨料取代率 1 0 0 ， 玻化微珠掺量 分别为混凝土总体积的8 0 、 1 0 0 、 1 3 0 ； 减水剂掺量为胶 凝材料的2 2 ， 9 组玻化微珠再生混凝土配合比见表3 。 表 3 玻化微珠再生混凝土的配合 比 1 3 性能测试方法 玻化微珠再生混凝土抗压强度试件尺寸为 1 5 0 m m x l 5 0 m m x l 5 0 m m ， 导热系数试件尺寸为3 0 0 m m x 3 0 0 m m x 3 0 m m， 性能测试按 G B T 5 0 0 8 1 -2 0 0 2 普通混凝土力学性能试验方 法标准 进行。 2 试验结果分析 玻化微珠再生混凝土的抗压强度、干表观密度和导热系 数测试结果见表4 。 从表4可以看出： ( 1 ) 在保持水胶比不变、 煅烧硅藻土掺 量相同时， 随着玻化微珠掺量的增加， 混凝土的抗压强度呈现 提高的趋势。 由于在水胶比 相同情况下， 玻化微珠存在吸水现 象， 大量掺入玻化微珠， 能够吸收拌合物中的自由水， 使得混 凝土实际水胶比降低， 且随着养护时间的延长， 玻化微珠吸收 的自由水逐渐释放， 使得混凝土的养护更加充分， 所以抗压强 度较高。另外， 在玻化微珠掺量相同时， 随着煅烧硅藻土掺量 8 0 新型建筑材料 2 0 1 5 7 表 4 玻 化微珠再生混凝土的抗压强度、 导热系数及密度 由0 3 逐步提高，混凝土7 d 、 2 8 d的抗压强度均有一定程 度的提高， 且早期抗压强度较低， 后期增长明显。这是由于采 用的煅烧硅藻土细度为3 2 5目，对于填补再生骨料存在的裂 缝效果更加优异， 而且粉煤灰与煅烧硅藻土的复合使用， 存在 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 孙恒， 等： 煅烧硅藻土对玻化微珠再生混凝土性能的影响 火山灰效应与微集料效应的双重作用 ， 所以抗压强度提升 显著。对于复掺粉煤灰与煅烧硅藻土2 种矿物掺合料的玻化 微珠再生混凝土而言， 7 d抗压强度平均可以达到设计强度 的6 0 左右，不同于普通混凝土标准养护7 d强度达 U 7 0 的经验值， 早期强度低， 后期强度增长明显。 ( 2 ) 在导热系数方面， 由于 9 组混凝土试块中均掺加了 大量的玻化微珠， 同时使用的聚羧酸高效减水剂中含有0 8 引气成分， 而且粗骨料全部为再生骨料， 因为再生骨料本身 存在裂缝， 对降低导热系数有利， 所以导热系数测试结果相 对比较理想。从表4可以看出， 煅烧硅藻土掺量的变化对玻 化微珠再生混凝土导热系数的影响很小， 随着玻化微珠掺量 由8 0 提高到 1 0 0 ， 导热系数平均降低了5 4 ； 而当玻化微 珠掺量由1 0 0 提高到 1 3 0 时， 导热系数平均降低了4 8 7 ， 最低可以达到0 2 4 2 6 W ( m K ) ， 而普通混凝土的导热系数在 1 7 4 W ( m K ) 左右c 7 】 ， 降低是十分显著的， 对于提升混凝土的 保温效果有明显作用，尤其是对于北方严寒地区意义重大。 同时， 在玻化微珠掺量较大的情况下， 玻化微珠再生混凝土 的干表观密度也比较低， 平均为 1 9 2 5 k g m 3 ， 与普通混凝土干 表观密度2 0 0 0 2 5 0 0 k g m 相比 嗍 ， 显著降低， 可减轻建筑自 身质量、 提高抗震性能。 3 结论 ( 1 ) 虽然玻化微珠存在吸水量大的现象， 但是对于混凝 土中掺入的煅烧硅藻土基本无影响， 煅烧硅藻土与粉煤灰产 生的微集料效应与火山灰效应对大掺量玻化微珠再生混凝 土同样有效， 可明显提高混凝土的抗压强度。 ( 2 ) 煅烧硅藻土与粉煤灰复合掺加， 对于提高玻化微珠 e ( 上 接第 7 5页) 再生混凝土7 d 抗压强度效果不明显， 而对提高2 8 d 抗压强 度效果显著。当煅烧硅藻土掺量3 与粉煤灰掺量2 0 复合 使用时， 提高作用显著。 ( 3 ) 综合考虑添加矿物掺合料、 外加剂的影响， 即使全采 用再生粗骨料， 仍可配制出2 8 d 抗压强度达到3 0 M P a 以上， 导热系数为0 2 4 2 6 W ( m K ) 的保温混凝土， 实现自重轻、 保 温效果好的目的。 参考文献 ： 1 】 张泽 平， 董彦莉 ， 李珠 玻化微 珠保温混凝 土试验研究 J 1 新型建 筑材料， 2 o o 8 ， 3 4 ( 1 1 ) ： 7 3 7 5 【 2 2 王 文婧 ， 李珠 ， 赵林 玻 化微 珠保温承 重泵送混 凝土用水 量建议 算法叨 施工技术 ， 2 0 1 4 ( 4 ) ： 6 9 7 1 【 3 】 陈凯华， 罗素蓉， 郑建岚 引气玻化微珠再生混凝土保温隔热性 能试验研究 c 1 9国土木工程学会再生混凝土专业委员会 第三 届全 国再生混凝土学术交流会论文集 ， 青 岛： 2 0 1 2 ： 1 3 9 1 4 6 4 周忠义 硅藻土 作高性 能混凝土 掺合料 的研 究【 J 商 品混 凝土 ， 2 0 0 6( 1 )： 1 4 1 5 5 】 方瑾， 郑双七 复合处理法提高再生混凝土抗压强度的研究 J 南 阳理工学 院学报 ， 2 0 1 2( 4 ) ： 5 2 5 4 6 孙庆 合， 魏永起 ， 孟云芳 煅烧硅 藻土改 性高性 能再生混凝 土的 制备及性能 J 混凝土， 2 0 1 2 ( 9 ) ： 1 2 9 1 3 3 【 7 柳春红， 张俊杰 不同强化手段对再生骨料混凝土性能的影响【 J 四川建筑科学研究， 2 0 1 0 ( 1 ) ： 1 7 2 1 7 3 【 8 池漪 再生骨料混凝土高强高性能化途径及其性能研究【 D 】 长 沙： 中南大学， 2 0 0 7 A 【 8 】 曾尤， 甄影， 郑雅轩， 等 可发性聚苯乙烯复合保温材料的阻燃性 能【 J 】 沈阳建筑大学学报： 自然科学版 ， 2 0 1 2 ( 5 ) ： 8 7 8 8 8 3 9 9 何夕平 ， 王立虎 ， 刘必武 托 架式岩 棉板薄抹 灰外墙 外保温 系统 在超 高层 建筑应 用技术研究 工业建筑 ， 2 0 1 2( 5 ) ： 1 2 9 1 3 3 【 1 0 1 谭丹君， 王莹， 王鹏起。 等 我国岩棉不燃型外墙外保温材料的 应用与存在 问题L 刀 ， 新型建筑材料 ， 2 0 1 1 ( 1 1 ) ： 3 5 3 7 【 1 1 】 宗正新 ， 陈凯， 张海泉 一种建 筑用定形保温相变材 料及制备方 法： 中国 ， 2 0 1 4 1 0 2 1 0 7 0 5 6 P I 2 0 1 4 0 8 1 3 1 2 】 K o n g X， L u S ， L i Y， e t o 1 N u me r i c a l s t u d y o n t h e t h e r mal p e r f o r ma n c e o f b u i l d i n g wa l l a n d r o o f i n c o r po r a t i n g p h a s e c h a n g e ma t e r i a l p ane l f o r p a s s i v e c o o l i n g a p p l i c a t i o n J E n e r g y a n d B u i l d i n g s ， 2 01 4， 8 1 ： 4 O 4 41 5 1 3 晏 华 ， 张剑 ， 陈淑莲 ， 等 低熔 点石蜡微 胶囊保 温砂浆 的热性 能 J 土木建筑 与环境工程 ， 2 0 1 2( 4 ) ： 1 5 7 1 6 0 “M， Wu Z， Tan J He a t s t o r a g e p r o p e r ti e s o f t h e c e me n t m o rt a li n c o r p o r a t e d w i t h c o mp o s i t e p h ase c h ang e m a t e r i a l J Ap p l i e d En e r g y ， 2 01 3， 1 0 3： 3 9 3 -3 9 9 张正 国， 龙娜 ， 方晓 明 石蜡， 膨胀石墨复合相变储热材料 的性能 研究【 J 】 I 力能材料 ， 2 0 0 9( 8 ) ： 1 3 1 3 1 3 1 5 ， 张薇 ， 张伟 ， 张师军 ， 等 一种具有 相变性 能的聚 乙烯 组合物 及 其制备方法 ： 中国， 2 0 0 9 1 0 1 8 0 4 1 9 9 P 2 0 1 1 - 0 5 04 B a e t e n s R， J e l l e B P， G u s t a v s e n A P h ase c h a n g e ma t e ri als for b u i l d i n g a p p l i c a t i o n s ： A s t a t e 一 0 f t h e a n r e v i e w J E n e r g y a n d Bu i l d i n g s ， 2 01 0， 4 2( 9 )： 1 3 61 -1 3 6 8 田雁晨， 罗超云， 林 雪春 ， 等 E P DM和 HD P E包覆石蜡相变储能 材料的研究【J 】 塑料科技， 2 0 1 1 ( 8 ) ： 5 1 5 4 A NE W B Ul L Df NG M ATE R I AL S 81 4 5 6 7 8 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m