稻壳灰粉磨效应及其对混凝土性能影响的研究.pdf

第 4 6卷第 1 2期 2 0 1 5年 1 2月 V _0 1 4 6 No 1 2 De C 2 O 1 5 建 筑 技 术 Ar c h i t e c t u r e T e c h n o l o g y 1 1 0 7 稻壳灰粉磨效应及其对混凝土性能影响的研究 代梅 ，王红瑛 2 ( 1 贵州工业职业技术学院，5 5 0 0 0 4 ，贵阳；2 贵州师范大学 ，5 5 0 0 0 2 ，贵阳 ) 摘要：探讨稻壳灰的粉磨效应及对混凝士 邑 的影响。通过研究稻壳灰粉磨时间与比表面积和 4 5 1 1 3 筛余的关系，分析在助磨剂加入的情况下，粉磨时间对稻壳灰的活性作用及粉磨后的稻壳灰对混凝士睦能的 影响。其结果表明，稻壳灰粉磨产生的粉磨效应对混凝土的性能有着显著的影响。 关键词：稻壳灰；粉磨效应；混凝土 中图分类号 ：T U 5 2 8 文献标志码 ：A 文章编号 ：1 0 0 0 4 7 2 6 ( 2 0 1 5 ) 1 2 1 1 0 7 0 5 S TUDY oF GRI NDI NG EFFECT ABoUT RI CE HUS K AS H AND I TS I NFLUENCE ON CONCRETE PROPERTI E，S DAI Mei ，W ANG Hon g y i n g ( 1 G u i z h o u I n d u s t r y P o l y t e c h n i c C o l l e g e ， 5 5 0 0 0 4 ， G u i y a n g ， C h i n a ； 2 Gu i z h o u No r ma l Un i v e r s i t y , 5 5 0 0 0 2 ， Gu i y a n g ， C h i n a ) Abs t r a c t ： Th e g r i n d i n g e f r e c t o f r i c e h u s k a s h a n d i t s e f f e c t o n t he p e r f o r ma n c e o f c o nc r e t e a r e s t ud i e dFi r s t l y , t h e r e l a t i o n s hi p b e t we e n t h e g r i n d i n g t i me o f r i c e h u s k a s h a n d t h e s p e c i fic s u r f a c e a r e a a n d t h e 45 p m s i e v e r e s i d ue a r e s tud i e dTh e n i n t h e c a s e o f a d d i n g g r i n d i n g a i d s the e f r e c t o f g r i n d i n g t i me o n t h e a c t i v i t y o f r i c e h u s k a s h wa s d i s c u s s e dAt l a s t ， i t s tud i e d t h e e f f e c t o f g rin d i n g r i c e h u s k a s h o n t he p e r f o r ma n c e o f c o nc r e t e Th e r e s u l t s s h o w t h a t the g r i n d i n g e f f e c t o f r i c e h us k a s h h a s a s i g n i fic a n t e f f e c t o n the pe r f o r l T l a n c e o f c o n c r e t e Ke y wo r ds ： r i c e h u s k a s h ； g r i n d i n g e ffe c t ；c o nc r e t e 混凝土在所有建筑材料中应用最广泛，优化混 凝土性能和开发新型混凝土材料需通过不断地外掺 收稿 日期 ：2 0 1 5 0 8 0 9 作 者 简 介： 代 梅 ( 1 9 6 8 -) ，女，贵 州 桐 梓 人，讲 师，e ma i l y x s e n 1 6 3 t o m 式直立肋屋面系统防水起很大的改善作用，因屋 面系统安装时 ，面板下部构件和螺钉已将柔性防 水层破坏。 5 结束语 使用金属屋面系统时 ，需综合考虑建筑影响条 件，如当地气候、环境条件等，还需考虑屋面系统 影响因素，如屋面板结构支撑 、屋面板形式、屋面 坡度、细部节点等。一般屋面板的连接、固定方式 通常是决定其是否满足要求的关键因素 ；其次需考 虑金属屋面形式 ( 即板形 ) ， 如板肋高度、 覆盖宽度、 连接方式等 。在 选择 屋面时 ，应先考虑屋面系统 的 适用性，再考虑美观。对特定屋面系统 ，也会有多 种选择来适应建筑外观的要求，但金属屋面系统选 择不当往往会产生很多问题，一经安装完成就难以 修复。 混合材料和添加剂来实现。稻壳灰作为一种耗能较 低的绿色材料掺人混凝土，不仅可对混凝土进行改 性 ，而且能降低经济成本。 稻谷加工中最主要的副产品就是稻壳 ，稻壳不 仅产量大且价格也较低廉 ，属尚未被重视的可再生 金属屋面板是由多个构造层通过机械连接组合 形成的整体结构和构造，具有整体性的特点，系统 的整体性能取决于其组合构造中最薄弱的构件或连 接。金属屋面板在施工和使用过程中承受外部所有 环境和人为因素影响，常会带来许多非常规甚至难 以预见的技术问题，若处理不好会使屋面系统存在 结构安全、漏水、冷凝及能耗高等隐患，影响建筑 安全并严重影响使用。 参考文献 【 1 】 AHi s t o r y o f Me t a l Ro o fi n g Wa t e r p r o o fi n g S a l e s &S e r v i c e ， I n c2 0 1 1 2 1 蔡昭昀 我国金属屋面工程发展现状 J 】 中国建筑防水，2 0 1 0 ， ( 3 ) ：1 9 - 2 2 3 】 Al e x a n d e r Ne wma n：Me t a l b u i l d i n g s y s t e ms ：d e s i g n a n d s pe c i fic a t i o ns ，Th e Mc Gr a w Hi l l Co mp a ni e s ， I n c 1 99 7 【 4 MC RMA T e c h n i c a l P a p e r No 6 ， P r o fi l e d me t a l r o o fi n g d e s i g n g ui d e ，Th e M e t a l Cl a dd i n g & Roo fi n g M a nu f a c t u r e s As s o c i a t i o n Li mi t e d ， 2 0 04 1 1 l 0 建筑技术 第 4 6 卷第 l 2期 规则， 产生的 “ 填充效应”和 “ 滚珠效应”不明显， 此时占主导地位的是 “ 吸水效应”，使混凝土的坍 落度大大降低，随稻壳灰的大颗粒被粉磨变小，微 小颗粒占比逐渐加大使 “ 填充效应”和 “ 滚珠效应” 逐渐明显，会抵消 “ 吸水效应”的部分影响，当粉 磨时间在 3 0 4 0 rai n 时，该抵消作用最大。若继续 延长粉磨时间，稻壳灰微小颗粒的多孔微结构逐渐 被破坏，此时多孔结构的吸水量小于外表面的吸水 量，“ 吸水效应” 加强， 从而导致混凝土坍落度降低。 将表 4 数据绘制成柱状图 ( 图 6 )，其中 a 为未 经粉磨的稻壳灰，b f 分别为粉磨 2 O 6 0 min的稻壳 灰。 由图中可看出， 混凝土中掺人未经粉磨的稻壳灰 ， 龄期为 3 d 时抗压强度下降；而将不同粉磨时间的 稻壳灰掺入混凝土中，混凝土的抗压强度在龄期为 3 d 时几乎保持不变 ，但当龄期 2 8 d 后经粉磨的稻壳 灰对混凝土抗压强度的作用就大大增强，且随粉磨 时间的延长， 混凝土的抗压强度增强效果更为显著。 将粉磨 4 0 m i n 的稻壳灰掺入试验组中，龄期 2 8 d 时 抗压强度为 5 3 2 7 MP a ，与基准混凝土的抗压强度相 比增 加 2 1 6 ；但稻壳粉粉磨 3 0 mi n后 ，混凝土抗 压强度的增加率就会越来越低。因此综合考虑稻壳 粉的粉磨时间、粉磨能耗及对混凝土和易性 、力学 性能的影响，实际应用中稻壳粉的最佳粉磨时间以 3 0 rai n为宜。 6 0 日 5 0 室 4 0 越 3 0 营 2 0 1 0 0 龄期 ， d 图6 各组混凝土的抗压强度 2 2 稻壳灰粉磨效应在同掺量和不同水灰比下对混 凝土和易性及力学性能的影响 根据上述结果，采用 3 0 min粉磨的稻壳灰为 原料，分别 以 0 ， 1 0 ，2 0 ， 3 0 ，4 0 的替代率来替 代水泥 ，配制 水灰比不 同的混凝土 ，水灰比分别为 0 3 ，0 ，4 ， 0 5 ，0 6 ，分别以 a ,b ， C ，d 试件进行编号，每组 3 个试件，结果取其平均值。各组混凝土的各组分 配合比及所测的坍落度和抗压强度值如表 5 所示。 将表 5中稻壳灰掺量、水灰比与坍落度的关系 绘制成图 7 ，由图 7 可知，每组混凝土坍落度都会 随稻壳灰掺量增加而减小， 随水灰比的增大而增加。 根据上述数据可知，当水灰比较小时，稻壳灰的 表 5 混凝土配合 比以及塌落度和抗压强度值 混凝土配合比 k g m 坍落度 抗压强 编号 度 MP a mm 水泥 稻壳灰 砂 碎石 水 S P 2 8 d a O 1 8 O O 3 7 5 5 8 0 5 4 1 2 1 4 5 4 5 7 6 a 1 1 6 2 1 8 3 7 5 5 8 0 5 4 1 2 7 5 4 8 2 9 a 2 1 4 4 3 6 3 7 5 5 8 0 5 4 1 2 5 0 4 5 1 6 a 3 1 2 6 5 4 3 7 5 5 8 0 5 4 1 2 3 O 3 9 O 0 a 4 1 5 3 7 2 3 7 5 5 8 0 5 4 1 2 1 5 3 3 4 2 b O 1 8 0 O 3 7 5 5 8 0 7 2 1 2 1 8 O 4 3 2 7 b l 1 6 2 1 8 3 7 5 5 8 0 7 2 1 2 1 5 5 5 2 2 4 b 2 1 4 4 3 6 3 7 5 5 8 0 7 2 1 2 l O O 5 6 4 7 b 3 1 2 6 5 4 3 7 5 5 8 0 7 2 1 2 6 0 5 7 _ 3 5 b 4 l 5 3 7 2 3 7 5 5 8 0 7 2 1 2 4 0 5 2 O 9 c O 1 8 O 0 3 7 5 5 8 0 9 0 1 2 2 3 0 3 9 1 8 c 1 l 6 2 1 8 3 7 5 5 8 0 9 0 1 2 2 0 0 4 5 5 2 c 2 1 4 4 3 6 3 7 5 5 8 0 9 0 1 2 1 7 0 51 _ 3 8 c 3 1 2 6 5 4 37 5 5 8 0 9 O 1 2 9 5 5 6 1 7 c 4 l 5 3 7 2 37 5 5 8 0 9 O 1 2 6 0 4 9 5 3 d O l 8 O O 3 7 5 5 8 0 1 O 8 l _2 28 0 2 9 4 2 dl l 6 2 l 8 3 7 5 5 8 0 l O 8 l _2 25 5 3 8 7 7 d 2 1 4 4 3 6 3 7 5 5 8 0 1 O 8 1 2 21 5 4 3 3 3 d 3 1 2 6 5 4 3 75 5 8 0 l O 8 1 2 l 8 O 4 5 1 8 d 4 1 5 3 7 2 3 7 5 5 8 0 1 O 8 1 2 7 0 4 5 0 2 7 稻壳灰替代率 与坍落度的关系 掺入会严重影响混凝土的和易性 ， 随水灰比增加， 稻 壳灰对混凝土的坍落度影响逐渐减小。当水灰比较大 时，稻壳灰可改善混凝土的和易性，减轻混凝土粘聚 性和保水性差的情况。当水灰比不同时，混凝土都 有一个掺入稻壳灰量的 “ 临界掺量”，达到该掺量 就会使混凝土的坍落度急剧下降。水灰比越大临界 掺量也越大，说明混凝土能掺入的稻壳灰就越多。 图 8为稻 壳灰替代率 、水灰 比与 2 8 d 抗 压强度 关系，从图 8 可知，各组分混凝土的 2 8 d 抗压强度 均因掺人稻 壳灰而 变强 ( 水灰比为 0 3的混凝土除 外 )。水灰比为 0 -3 时混凝土中掺入 1 0 的稻壳灰， 其抗压强度并未显著提高 ( 仅为未掺人稻壳灰混凝 土的 1 0 5 )，随稻壳灰掺入量增大，混凝土抗压强 度有下降趋势。当水灰比为 0 4 和 0 5 时，只有在掺 入混凝土的稻壳灰的量在 3 0 以下，混凝土的 2 8 d 2 0 1 5 年 1 2 月 代梅 ， 等：稻壳灰粉磨效应及其对混凝土性能影响研究 稻壳灰替代率 图 8 稻壳灰替代率、水灰比与 2 8 d 抗压强度关系 抗压强度才会随稻壳灰掺量的增加而显著增强；但 当稻壳灰掺量超过 3 0 ，混凝土的 2 8 d抗压强度就 呈下降趋势。当水灰比为 0 6 ，稻壳灰掺入量增大， 混凝土的 2 8 d 抗压强度会随之增强；但掺人量大于 3 0 时 ，抗压强度的增强十分有限。 由此可知，当水灰比较小时，稻壳灰的掺入量 以不超过 1 0 为宜 ，否则会对混凝土的和易性和抗 压强度产生严重影响；当水灰比适当时，稻壳灰的 掺人量以 3 0 为宜 。水灰比越大 ，稻壳灰对混凝土 的抗压强度增强效果就越显著。稻壳灰在混凝土中 主要起三种作用： ( 1 )稻壳灰中含二氧化硅 ，会与 混凝土水化过程中产生的氢氧化钙发生火山灰反应； ( 2 ) 粉磨后的稻壳灰对混凝土具有 “ 填充效应”； ( 3 ) 稻壳灰颗粒具有多孔结构，会吸附混凝土中大 量的自由水 ，因而会降低混凝土中真正的水灰比。 这三种作用对混凝土生 能均会产生不同的影响。 3 结论 ( 1 ) 4 5 x m筛余量会随稻壳灰粉磨时间的延长 而降低，但粉磨时间超过 3 0 m i n 后，4 5 岬 筛余量 有上升趋势，这与稻壳灰颗粒表面能增大而发生二 次团聚有关；而比表面积在粉磨前期会显著增大， 但后期却呈现下降趋势，原因也是受稻壳灰颗粒二 次团聚的影响。 ( 2) 加入助磨剂后的稻壳灰粉磨效应较显著， 能明显提高活性。稻壳灰粉磨效应对混凝土的和易 性及抗压强度均具有显著影响。 参考文献 【 1 张雪松 大掺量 粉煤灰混凝 土的早期强度研 究 J 粉煤灰综 合利 用 ， 2 0 1 0 ( 2 ) ： 1 3 1 4 2 】 朱明 ， 胡曙光 硅酸盐矿相粉磨机械力化学效应影响因素 J 武 汉 理工大 学学报， 2 0 0 6 ， 2 8 ( 1 1 ) ： 6 3 6 6 【 3 万惠文 ， 蔡昱 利用稻壳灰配制不同灰度混凝土性能研究 【 J 混 凝土 ， 2 0 1 2 ( 9 ) ： 1 0 0 1 0 2 4 张文郁 ， 娄宗科 稻壳混凝土热学与力学特性试验研究 J 混凝 土 ， 2 0 0 9 ( 8 ) ： 5 6 - 5 8 5 任素霞 稻壳资源的综合利用研究 D 吉林 ： 吉林大学 ， 2 0 0 9 ： 2 8 【 6 6 姜信辉 稻壳灰的应用研究 D 】 哈尔滨 ： 哈尔滨工业大学 ， 2 0 1 0 ： 2 3 7 】 欧阳东 ， 陈楷 低温焚烧稻壳灰的显微结构及其化学 舌 生 J _硅 酸盐学报 ， 2 0 0 3 ， 3 1 ( 1 1 ) ： 1 1 2 1 - 1 1 2 4 【 8 孙庆文 ， 许珂敬 ， 郭彦青 高活性稻壳灰的制备、提纯及应用的 研究进展 【 J 】 中国陶瓷 ， 2 0 1 2 ， 4 8 ( 7 ) ： 1 - 6 9 】 R u k z o n S ， Ch i n d a p r a s i r t P ， Ma h a c h a i R E f f e c t o f g r i n d i n g O n c h e mi c a l a n d p h y s i c a l p r o p e r t i e s o f r i c e h u s k a s h J I n t e rna t i o n a l J o u r n a l o f Mi n e r a l s ， Me t a l l u r g y a n d Ma t e r i a l s ， 2 0 0 9 ， 1 6 ( 2 ) ： 2 4 2 2 4 7 阳 如 如 加 O 龟越骥坦 P 8 N