稻壳灰在各种混凝土中的应用
稻壳灰在建筑材料中的开发利用研究
S i O : 活性增强 , 促使 S i O 快速 的与水 泥水化 , 产生氢氧化钙 , 再与火 山灰作用产生低钙水化硅酸钙胶体 , 其可以填充在混
凝土各 种骨料之 间 , 有 一定的密实作 用 , 其明显提 高了混凝
土 的强 度 。
中的稻壳灰 、 玉米秸秆灰 、 锯末 等农 业废料也越积越多 。 根据
著名科学家梁世庆对稻壳灰实验研究表 明 , 稻壳灰用量 增加混凝土 的坍落度将降低 ; 稻壳灰的掺入对混凝土 的凝结 时 间也存在影响 , 特别 是初凝时间。稻壳灰还可 以改善混凝
土的密度 , 提高混凝土的抗压强度 、 粘结强度 、 抗氯离子渗透 强度 、 抗裂强度 、 防腐蚀强度等 。
S i O 2 粉末 。
的抗酸 I 生强 , 耐久性好, 在高强度大体 积的混凝 土中应用 稻壳 灰, 可 以在提高强度的同时使 内部温度升高不明显。
1 . 3石 灰 一稻 壳 灰 水 泥
用生石 灰或者消石 灰与稻壳 灰反应制 成混合 的石灰稻 壳灰水 泥 , 这 种混合材 料的安定性 良好 , 生石灰稻 壳灰与普 通水泥相比凝结 时间快 , 而消石灰水泥 的凝结时间长, 同时这 两种混合石灰水泥 比普通水泥稠度大。石灰稻壳灰水 泥的优 点明显 , 使用成果 良好 , 应得到广泛的应用 。
1 . 4稻 壳 灰 在 空 心 砖 中 的应 用
本课题 对稻壳灰做 了以下 实验 : 将稻 壳灰掺入到混凝 土
中让 其 替 换 等 量 的五 分 之 一 的 水 泥 , 在试验 中 , 3 d 、 7 d的 抗 压
强度均 小于没有添加稻壳 灰的空 白组 , 但 是在 2 8 d以后 添加
稻壳灰 的混凝 土较空 白组 的混凝 土增强 2 0 %, 这说 明稻壳灰
稻壳灰对C30混凝土抗压强度以及孔结构的影响
稻壳灰对C30混凝土抗压强度以及孔结构的影响目的:分析稻壳灰对C30混凝土性能的影响。
方法:通过改变掺入稻壳灰的掺量测定了标准养护条件下C30混凝土的抗压强度及孔结构特征。
结果:稻壳灰可以提高混凝土的抗压强度并降低混凝土的孔隙率。
标签稻壳灰;混凝土;孔结构特征稻壳数量庞大(我国每年超过4000万t),目前尚未找到合适的开发的途径,在很多地方成为农业废弃物,对环境产生巨大压力,因此,为稻壳寻求合适的出路已成为日益迫切的问题,事实上,稻壳可以通过生物矿化的方式将土壤稀薄的无定形SiO2如蛋白石SiO2·nH2O等富集起来,为人类提取了大量的非晶态的SiO2,这是一种宝贵的自然资源[1~4]。
本文针对稻壳灰的活性好的特点,通过改变稻壳灰的掺量对C30混凝土的抗压强度和孔结构特征进行了研究。
1、实验材料与方法1.1 原材料水泥为沈阳房产水泥厂生产的普通硅酸盐水泥32.5;水为采用普通自来水;粗集料为石灰岩碎石5~20mm,最大粒径为20mm,连续颗粒级配;细集料选用河砂,属中砂,细度模数为2.8,级配良好,属Ⅱ区。
稻壳灰的成分如表1。
1.2 实验方法(1)强度测定把掺有稻壳灰的混凝土和空白混凝土在标准条件下进行养护,分别测出素C30混凝土及掺入稻壳粉的C30混凝的3d、7d、28d、90d抗压强度。
(2)孔隙率测定混凝土孔隙率可通过饱水混凝土试件在特定条件下的失水率间接求得,即“可蒸发水含量法”。
混凝土的气孔及粗毛细孔孔隙率由完全饱水的试件在约90%相对湿度(通过干燥器中放置饱和BaCl2溶液,可使周围环境的相对湿度达90.7%)条件下的失水量求得;总孔隙率由完全饱水的试件在105℃下烘干(12-14h)至恒重时的失水量求得;细毛细孔孔隙率即为总孔隙率与气孔、粗毛细孔孔隙率的差值。
该方法所得的气孔及粗毛细孔孔隙率与浆体中孔径大于30nm的孔隙相对应2、稻壳灰对混凝土抗压强度的影响把稻壳灰通过等量置换水泥的方式掺入C30混凝土中,测定其在标准养护条件下对混凝土强度的影响,见表2。
稻壳灰混凝土生产工艺
稻壳灰混凝土生产工艺一、概述稻壳灰混凝土是一种利用稻壳灰作为部分替代材料的混凝土。
稻壳灰是稻谷加工过程中的废弃物,通过适当的处理和利用,可以将稻壳灰转化为一种具有良好机械性能和经济效益的材料,用于生产混凝土。
二、稻壳灰的性质和利用价值2.1 稻壳灰的成分分析稻壳灰主要由二氧化硅、二氧化钾、二氧化铝等组分组成,其化学成分和物理性质决定了其在混凝土中的利用潜力。
2.2 稻壳灰的利用价值稻壳灰具有良好的保温性能、较低的热膨胀系数和较高的孔隙率,适合用于生产轻质混凝土。
此外,稻壳灰还具有一定的水泥活性,可以与水泥反应生成水化产物,提高混凝土的强度和耐久性。
三、稻壳灰混凝土的制备工艺3.1 稻壳灰的处理稻壳灰经过干燥、研磨和筛分等处理过程,将其颗粒大小控制在一定范围内,以利于稻壳灰与水泥和骨料的充分混合。
3.2 稻壳灰混凝土的配合比设计合理的配合比设计是稻壳灰混凝土生产工艺的关键。
配合比应考虑到稻壳灰的掺量、水灰比、骨料的种类和粒径分布等因素,以保证混凝土的性能和施工的可行性。
3.3 稻壳灰与水泥的活性控制稻壳灰中的二氧化硅和二氧化钾具有一定的水泥活性,但活性较低。
在混凝土生产过程中,通过加入适量的水泥和活性剂,可以提高稻壳灰的活性,促进其与水泥的反应,改善混凝土的强度和耐久性。
3.4 混凝土的浇筑和养护稻壳灰混凝土与普通混凝土在浇筑和养护方面没有显著的差异。
在浇筑过程中,应保证混凝土的均匀性和密实性,避免产生大的气孔和缺陷。
在养护过程中,应保持适宜的湿度和温度,促进混凝土的水化反应。
四、稻壳灰混凝土的应用领域稻壳灰混凝土具有轻质、保温、隔声等优点,在建筑工程和农业工程中有广泛的应用。
它可以用于建筑物的隔热墙体、屋面、地板等部位,提高建筑物的节能性能。
同时,稻壳灰混凝土还可以用于农业温室大棚的墙体和覆盖材料,提供良好的保温和遮阳效果。
五、稻壳灰混凝土的前景展望稻壳灰混凝土具有废弃物资源化利用、环境保护和节能减排等优势,具有良好的发展前景。
稻壳灰混凝土、HPC等新型混凝土在建筑工程中的应用分析
稻壳灰混凝土、HPC等新型混凝土在建筑工程中的应用分析基于现代房屋建设对混泥土等建筑材料要求的不断提高,新型混凝土材料在房屋建设中所拥有的地位也愈发显得重要。
本文介绍了稻壳灰混凝土、高性能混凝土(HPC)材料特性,并针对其特性,分析了其在建筑工程中的应用情况。
标签:稻壳灰混凝土;HPC;特性1.概述随着世界经济和科技的发展,建筑形式也在逐步发展。
而混凝土有原料相对丰富,价格相对低廉,生产的工艺也相对简单的优点,因此其使用量也越来越大,并且新型的混凝土抗压的强度高,其耐久性也比较好,强度的等级范围较宽,所以使用范围也更加广泛,不仅一些土木工程使用新型的混凝土,机械工业、造船业、地热工程、海洋开发等其他作业中,新型的混凝土也占据重要的位置。
当前建筑领域中新型混凝土材料的广泛应用包括如下几点,如图1所示:2.新型混凝土材料的特性2.1 稻壳灰混凝土材料的特性几十年前,科学家们就已经意识到了稻壳作为建材的潜在价值,但是以往稻壳的焚烧产物因为含碳量过高一直难以被用作水泥的替代品。
近年来,研究人员已经从技术上很好地解决了这个问题。
新方法是将稻壳放入熔炉,利用800摄氏度高温燃烧,最后剩下纯度较高的二氧化硅粉末。
IE.Ajiw等利用含有大量硅的稻壳灰代替硅土制取水泥,结果表明:用稻壳灰代替一定量的硅土制得的水泥,其物理和化学指标都能达到行业要求,且成本相对较低,能解决农业废弃物稻壳的去向问题,减轻稻壳灰带来的环境压力,稻壳灰是值得推荐的一种材料。
掺入稻壳灰混凝土的早期的抗拉强度较高,对干缩开裂有一定的抵抗能力,稻壳灰掺混凝土后,高活性SiO2能较快地与水泥水化生成的氢氧化钙起强烈的火山灰反应形成低钙水化硅酸钙凝胶,起到增加强度,改善骨料水泥石界面结构和填充毛细孔的作用,使混凝土密实性增加,强度大为提高,劈裂抗拉强度、粘结强度、轴心抗压强度、静压弹模、抗氯离子渗透、防锈等性能都得到明显提高和改善。
国内外大量研究发现,在合理的温度和环境条件下焚烧制备的稻壳灰具有较高的火山灰活性,它是一种可以与硅灰相媲美的混凝土矿物掺合料[1][2]。
稻壳灰的作用及使用方法
稻壳灰的作用及使用方法
稻壳灰是将稻壳燃烧后留下的灰烬,具有一定的化学成分和营养价值。
它被广泛应用于农业、工业、环保等领域,具有多种作用和用途。
一、农业领域中的作用
1.肥料:稻壳灰富含钾、磷、钙、镁等多种微量元素和有机物质,可作为有机肥料使用,促进植物生长。
2.饲料添加剂:稻壳灰中含有丰富的矿物质和微量元素,可以作为饲料添加剂,提高畜禽的免疫力和生长速度。
二、工业领域中的应用
1.清洗剂:稻壳灰中含有碱性物质,可以作为清洗剂使用,清洗器具、地板等。
2.水泥添加剂:稻壳灰中的二氧化硅等物质可以促进水泥的凝固和硬化,提高水泥的质量。
三、环保领域中的使用
1.净化空气:稻壳灰中的二氧化碳、二氧化硅等物质可以吸附空气中的污染物,净化空气。
2.净化水源:稻壳灰中的矿物质和有机物质可以吸附水中的污染物,净化水源。
稻壳灰的使用方法:
1.肥料:将稻壳灰撒在土壤中,与土壤混合,提高土壤的肥力。
2.饲料添加剂:将稻壳灰添加到饲料中,混合均匀后喂给畜禽。
3.清洗剂:将稻壳灰加入水中,搅拌均匀后可以用于清洗。
4.水泥添加剂:将稻壳灰加入水泥中,混合均匀后制成水泥制品。
5.净化空气和水源:将稻壳灰撒在空气和水源中,吸附污染物,净化环境。
总之,稻壳灰作为一种资源,可以在多个领域中得到应用,具有很高的综合价值。
稻壳灰在超高性能混凝土中的研究应用进展
稻壳灰在超高性能混凝土中的研究应用进展毛雯婷;屈文俊;朱鹏【摘要】稻壳灰(Rice Husk Ash,RHA)是通过低温控制焚烧稻壳得到的一种具有高火山灰活性和巨大比表面积的火山灰质掺合料.相关研究表明,RHA由于其微观结构的纳米尺度SiO2胶凝粒子和大量纳米尺度的孔隙而获得高火山灰活性和大比表面积.将RHA替代硅灰(SF)应用于超高性能混凝土中,由于RHA的微填充效应,超细微孔结构及孔隙水的内养护作用,可改善混凝土的孔结构,获得高强度和高耐久性和低收缩性.因此,将稻壳灰作为一种绿色资源应用于超高性能混凝土中,在使混凝土获得超高性能的同时,可有效降低成本和充分利用资源,具有广阔的应用前景.【期刊名称】《江西科学》【年(卷),期】2014(032)001【总页数】7页(P66-72)【关键词】稻壳灰;火山灰活性;微观结构;超高性能混凝土【作者】毛雯婷;屈文俊;朱鹏【作者单位】同济大学建筑工程系,上海200092;同济大学建筑工程系,上海200092;同济大学建筑工程系,上海200092【正文语种】中文【中图分类】TQ172.40 前言硅灰作为超高性能混凝土的矿物掺合料的重要组分之一,对混凝土性能有显著影响。
硅灰是一种超细的矿物活性材料,比表面积大,活性SiO2含量达到90%以上[1]。
硅灰具有极佳的微填充效应和高火山灰活性,可提高混凝土的密实度和改善其孔隙结构[2,3],使混凝土获得超高强度和良好的耐久性[1,3~5]。
但由于有限的资源和生产技术的限制,我国硅灰年产量较低(3 000~4 000 t),只能满足部分特殊混凝土的需求。
因此,寻找可替代硅灰的活性矿物掺合料成为解决这一问题的有效途径。
我国稻壳年产量超过4 000万t,是一种极大的潜在利用资源。
稻壳灰通过生物矿化的方式将土壤中稀薄的无定形SiO2富集起来,可以提供大量非晶态的SiO2,稻壳中SiO2的含量一般在15%~20%[6]。
研究发现将稻壳进行焚烧得到的稻壳灰(Rice Husk Ash,RHA),富含90%以上的无定形SiO2,具有巨大比表面积和超高火山灰活性,是理想的活性矿物掺料[7,8]。
稻壳灰在建筑材料中的应用
完 全 可 以超 过 硅 灰 的效 果 , 灰 比越 大 , 水 稻壳 灰 降 低 混 凝 土
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稻壳灰在建筑材料 中的应用
章 云 , 陈 太林 , 徐 磊 , 林振 荣
徐州 空军学 院机 场工程 系 (20 0 2 1o )
稻 壳燃 烧 产 生 的 稻 壳 灰 , 一种 量 大 面 广 价 廉 的 可冉 生 是 资 源 世 界各 国科 研 人 员对 稻 壳 灰 的 利 用 进 行 了 积极 的 探 索和试验研 究 , 国 、 美 I 联、 苏 日本 、 度 、 尼 等 困很 早 便 印 印 开 展 了埘 稻 壳 灰综 合 利用 的研 究 。 我 同 存 这 方 面 从 八 十 年
71MP 、 1MP 4 a2 a和 2 a a 5 a、5MP 、7MP 0MP 。
熔 炉 里烁 制 成熔 渣 , 熔 渣 同 其 他 一 添 加 剂 粉碎 混 合 即 得 将 些 水 。 果 表 明: 稻 壳 灰 代 替 一 定 量 的 硅 士 制 得 的 水 泥 , 结 用 其
1 8 n增 至 16k m ;碾 混 凝 土抗 压 强 度随 稻壳 灰掺 箭 0 k 2 g
的 增 多而 降 低,稻壳 灰 掺 量 分 别为 0 3 % 、o 7 % 、 0 、0 5 %、o 1 %的 0 碾 压 凝 土 。 最佳 用 水 量 条件 下 . 最 高抗 压 强 度分 别 口达 昆 在 其 r
稻壳灰在各种混凝土中的应用
稻壳灰在各种混凝土中的应用1. 轻混凝土以往,将植物纤维破碎,与适量水泥拌合加工成型制成各种板材,如水泥刨花板、稻草板,作为隔热、吸音板得以应用。
根据稻壳的材性,以稻壳为骨料,加入107胶、水泥和水拌合制成稻壳水泥混凝土,按质量用料比例:稻壳∶水泥= (27-18)∶100,水∶水泥=49∶100; 107胶∶稻壳=30∶100,该混凝土容重0.8 kg/m3~1.3 kg/m3,抗压强度8 MPa~15 MPa,抗折强度2 MPa~6 MPa,导热系数0.23 W/mK左右,在-20℃经过25次冻融后,试样无变化,具有良好的保温隔热性能和耐久性。
本混凝土的骨料不需要进行任何预处理,它与用砂石作骨料的混凝土具有完全相同的施工工艺,因此,便于现场拌和施工。
稻壳含SiO2高,润湿后易于压实,干燥后体积不膨胀,也耐腐蚀,这种混凝土与金属有较强的粘接力,可以用钢丝网或钢筋作骨架。
由于以韧性很好的稻壳作骨料,因此,混凝土的材性与木材相近,有可锯、可钉、防腐蚀、不易燃烧等特点,拼板可用水泥砂浆粘接,是一种比较理想的轻混凝土。
2. 稻壳灰水泥及稻壳灰水泥混凝土稻壳经过专用的烧灰炉烧去有机物,残留下无机物SiO2灰烬等,再经过磨机磨细,即可得到稻壳灰。
就目前来说,稻壳灰在建筑上的应用主要在水泥、高性能混凝土方面。
2.1 稻壳灰水泥用稻壳灰与不同比例的波特兰水泥(普通硅酸盐水泥)按0∶100; 30∶70; 50∶50; 70∶30的比例混合,发现含70%的稻壳灰的混合料在所有3、7、28、90天龄期均具有最高强度,抗压强度值分别为: 3 d,31.9/22.4; 7 d,45.7/32.5; 28 d,58.7/42.4; 90 d,63.9/47.7 (分母代表0∶100时的水泥强度,单位MPa)。
“稻壳灰砂浆及混凝土的一个重要性质是它的抗酸侵蚀耐久性特别好”。
“稻壳灰作为一种高活性火山灰能减少含活性集料砂浆的碱集料膨胀”。
稻壳灰的用途
一、烧的稻壳灰的用途1、建筑材料以稻壳灰为原料作建筑材料。
发展这种建筑材料,适宜于解决那些不太发达的稻米生产国的住房建筑问题。
产品是一种轻质混凝土集料。
这种砖可以用常规方式锯开、铆接或钉钉。
它具有很好的抗热性和耐冷性,易于用胶泥结合。
在泰国曾报导过用砂/石灰/稻壳灰,生产建筑用砖,在印度生产了一些稻壳灰分砖的专利制造样品。
2、改良土壤稻壳灰用来改良秧苗、园艺、果树和菜园的土壤都具有很大优越性。
稻田所需要的15种微量元素,几乎都存在于稻壳废熔渣中。
尽管这种炭并不是自然界中的一种肥料,然而它却有助于促进作物加快生长和茁壮成长。
适当配上这种炭可使稻米更加可口。
由于能够保持土壤水分,可使产量增长两层以上。
很多地方都用稻壳灰来培育稻秧和菜园的蔬菜秧苗。
3、杀虫剂在很多的国家中都建议利用稻壳灰分产品作为一种防治虫害的手段。
作用的机制在于二氧化硅在昆虫胸部的蜡质表层上起腐蚀作用,因而打乱了正常的新陈代谢,造成昆虫死亡。
据所知,这种方法没有实现进一步的使用。
此外,以稻壳为原料还可制取陶瓷—玻璃、二氧化硅和硅酸盐、四氯化硅、耐火材料、油吸附剂、糠醛、甲醇、丙酮、石腊、柏油、印刷助剂、醋酸钠、醋酸乙脂、酒精等。
由此可见稻壳开发利用前景广阔,大有可为。
二、多肉植物用稻壳灰要点1、给多肉植物使用稻壳灰来做花肥,可以起到草木灰花肥的作用,能够使多肉植物变得更加健康敦实,在一定程度上可以预防多肉植物,出现徒长现象,使其变得更加的矮壮健康。
因为当中含有大量的钾元素、碳元素和钙元素,能够让多肉植物的叶片长得更加厚实。
2、不过,在夏季给多肉植物使用稻壳灰的时候,也需要注意其用量在夏季可以稍微少用一点,在土壤当中参加10%的稻壳灰即可,因为稻壳灰的外皮颜色是黑色的,具有比较强的吸热性,所以最好不要让道可会露出土壤表面。
到冬天的时候,可以适当的增加一点稻壳灰的含量,可以增强植株的抗寒能力,使多肉植物安全过冬。
3、在土壤当中加入稻壳灰,不仅可以起到增强养分,促进植株健康生长的作用,而且还可以让土壤变得更加的疏松透气,因为稻壳灰的密度比较大,它的孔隙很多,所以可以大大的增强土壤的透气性,使其根系越长越好。
稻壳灰在混凝土中应用研究进展评述
* 基金项目 :浙江省重大科技专项(2008C13084)
·22·
2010 年第 5 期
商品混凝土 Beton Chinese Edition ——Ready-mixed Concrete
稻壳燃烧过程中的反应条件对稻壳灰的性质和晶体形态 产生影响,而且影响较大。陈正行,李锡兴 [8] 研究表明 :在 不同温度下得到的稻壳灰,其对应的颗粒分布、比表面积不同。 在 500 ~ 800℃时,有最大的比表面积,它的数值已接近一般 胶体硅 (180m2/g),这个温度范围内获得的稻壳灰有很大的活性; 900℃ 以上,比表面积下降。欧阳东 [9] 在对低温稻壳灰 (Low temperature rich-husk ash)(焚烧温度在 600℃ 以下)与自然堆 积焚烧稻壳灰 ( 实测表明,焚烧时内部温度超过 1000℃ ) 进行 X 射线衍射时也发现燃烧温度对稻壳灰中 SiO2 的存在形态具 有很大影响,从 X 射线衍射测试得到的 XRD 图谱可以看出 : 在 600℃以下焚烧得到的稻壳灰(L-RHA),其 SiO2 存在的状 态为无定形结构,而不控温焚烧制备的稻壳灰的衍射图则出现 了明显的低温方石英的特征峰 (d=4.076Å) 和低温石英的特征 峰 (d=4.26Å,3.343Å)。这是由于稻壳自然堆积焚烧不加控制时, 内部温度较高,高温持续时间又较长,稻壳灰中的 SiO2 部分 转变为低温方石英和低温石英的缘故。
1 前言
我国水稻每年总产量为 6 亿吨,占世界总产量的 1/3。而 稻谷在加工过程中会产生约 20% 的稻壳,因此我国每年会产 生 4000 万吨以上的稻壳 [1-4]。我国对于稻壳的处理,除了极少 一部分用于燃料、动物饲料、酿酒发酵的填料和田间肥料外, 大部分作为农业废弃物或者在野外焚烧,对道路交通安全和 环境污染造成极大的危害 [2]。因此,如何更加有效地利用稻壳, 对减轻环境负荷、减少交通事故、废弃物综合利用等问题都具 有重要的意义。
稻壳灰混凝土性能及机理研究
稻壳灰混凝土性能及机理研究稻壳灰混凝土性能及机理研究一、引言近年来,环保与可持续发展成为全球关注的焦点,推动了对于可再生资源的研究和应用。
稻壳作为农业废弃物,是一种丰富的可再生资源,废弃稻壳对环境造成不小的污染。
因此,稻壳的高效利用成为了研究的热点之一。
稻壳灰作为稻壳的主要组成部分,具有一定的胶凝性能,被广泛应用于混凝土材料中。
本文将对稻壳灰混凝土的性能及其机理进行研究,并探讨其在实际工程中的应用前景。
二、稻壳灰混凝土的力学性能稻壳灰混凝土的力学性能是评价其可行性的重要指标之一。
稻壳灰混凝土与普通混凝土相比,具有较低的强度和较高的变形能力。
实验结果表明,混凝土中掺入适量的稻壳灰可以有效提高混凝土的延性,并减小由于应力累积引起的开裂。
此外,稻壳灰混凝土还具有良好的抗压和抗弯性能。
这一特点使得稻壳灰混凝土在地震等自然灾害情况下表现出较好的抗震性能,适用于地震频发地区的建筑材料。
三、稻壳灰混凝土的耐久性能稻壳灰混凝土的耐久性能是评价其长期使用价值的重要因素之一。
通过抗渗性、抗冻性和抗硫酸盐侵蚀性等试验研究发现,掺入适量的稻壳灰可以有效改善混凝土的耐久性能。
稻壳灰中的有机成分可以填充混凝土中的微孔隙,减少混凝土的渗透性;稻壳灰中的含碳化合物能够吸收水中的硫酸盐离子,抑制硫酸盐侵蚀;稻壳灰中的有机物质可以在冻融循环过程中吸收和释放水分,从而提高混凝土抗冻性。
这些特性使得稻壳灰混凝土具备更好的耐久性能,延长了混凝土的使用寿命。
四、稻壳灰混凝土的结构机理稻壳灰混凝土的结构机理是实现其优异性能的关键之一。
稻壳灰中的有机成分可以通过与水中的钙离子反应形成二水化钙硅酸盐水化物,并与水泥胶体结合,形成较为致密的微观结构。
这一结构不仅能够填充和封闭混凝土中的细孔隙,提高混凝土的致密性,还可以增强混凝土的抗渗性和抗冻性。
此外,稻壳灰中的有机物质通过吸附水分,在干燥和湿润之间不断转换,保持混凝土中的水分平衡,提高抗冻性。
稻壳灰中的无定型有机物质还可以与水泥胶体发生物理吸附作用,增加混凝土的粘结强度,提高抗压和抗弯能力。
稻壳灰在建筑材料中的应用
稻壳灰在建筑材料中的应用随着人们对建筑结构的要求日益增加,建筑材料的种类也在不断地增加,而稻壳灰是其中一种新型的绿色环保型建筑材料。
稻壳灰是通过将稻谷从稻壳中筛选出来,然后经过烘烤和磨细等处理后得到的一种灰4色粉末,因其类似砂砾的外观,而得名为稻壳灰。
稻壳灰具有比重小、易于施工、不燃性和维护成本低等优点,是建筑材料中的一种新材料。
首先,稻壳灰能够帮助构成建筑物的支撑结构,可以替代基础建设中的传统建筑材料,如混凝土砌块、砂、砂砾等。
稻壳灰比混凝土砌块具有更小的比重,可以降低建筑物承载负荷,减轻墙身结构,同时也能够降低建筑材料的消耗,从而降低建设成本。
其次,稻壳灰可以用于制造建筑物的外墙,它的外观比传统的混凝土砌块更加美观,并且由于稻壳灰的阻燃性质,对于外墙的阻燃性要求也能够得到满足。
此外,稻壳灰还能用于建筑的防水处理,在建筑物的屋顶、墙壁以及基础等处,都可以用稻壳灰进行处理,因其电阻性质好,可以帮助建筑物抵御阴水和雨水的侵袭,延长建筑构件的使用寿命。
综上所述,稻壳灰是一种新型的绿色环保型建筑材料,具有比重轻、易于施工和维护成本低等特点,可以满足建筑物的多种需求,具有良好的实用性和开发价值。
稻壳灰的研究和开发,一定会给建筑行业带来新的发展,以期为人类提供更舒适、绿色美好的生活环境。
因为稻壳灰的特性,在建筑材料的应用方面已经获得了越来越多的使用,稻壳灰的应用工程也越来越精致,它被大量地应用于建筑物的防护、墙体、防水、结构件等。
在建筑材料的应用中,稻壳灰正在被越来越多的人所熟悉和使用,它已经成为建筑行业中的一种新颖的建筑材料。
结论:稻壳灰是一种新型的绿色环保型的建筑材料,具有比重轻、易于施工和维护成本低等优点,可以满足建筑物的多种需求,具有良好的实用性和开发价值。
它可以用于建筑物的支撑结构、外墙、防水处理等,是建筑行业中的一种新颖的建筑材料,未来发展前景十分可观。
稻壳灰水泥混凝土性能
稻壳灰水泥混凝土性能摘要:稻壳控制温度燃烧生成的稻壳灰具有很高的火山灰活性,是很好的混凝土外加剂。
从稻壳灰的物理性能,及稻壳灰混凝土的抗压、抗盐酸、抗渗透、抗冻融性能进行了论述。
稻壳灰混凝土性能优越,具有很好的发展前景。
关键词:稻壳灰;混凝土我国是世界上最大的稻谷生产国,稻壳作为稻谷加工的副产品,数量巨大,但稻壳仍未找到很好的开发利用途径,浪费资源,也对环境造成污染。
稻壳含有约20﹪无定形态的SiO2(蛋白石或硅胶),这是一种有价值的矿物。
自然界中的大多数SiO2呈结晶状态存在,无定形SiO2很少。
水稻将土壤中稀薄的无定形SiO2如蛋白石SiO2 .nH2O等通过生物矿化的方式富集在稻壳中,等于为人类提取了大量非晶态的SiO2。
稻壳在控制温度燃烧下生成的稻壳灰,保持了这种无定形SiO2特性,含量在90﹪左右,具有很高的火山灰活性,是很好的混凝土外加剂。
吴中伟院士在《高性能混凝土的发展趋势与问题》一文中,指出稻壳灰“可望接近硅灰功效”。
1、稻壳灰的物理性能稻壳灰的物理性能受然烧条件影响。
当燃烧不完全时,灰中含大量残留碳,于是灰呈黑色;当燃烧完全时,灰呈灰白色。
稻壳灰中含量最大的是二氧化硅(质量分数为0.55~0.97),其次为炭,还有少量金属氧化物(质量分数小于0.005),如氧化钾、氧化钠、氧化镁和氧化钙等。
稻壳灰的组成和结构取决于处理和燃烧的条件,当温度低于600℃时焚烧稻壳,所得低温稻壳灰中二氧化硅的质量分数在0.9以上,且仍保持无定型状态,基本粒子的平均粒径约为50nm,松散粘聚并形成大量纳米尺度孔隙,粒子呈不规则形状。
低温稻壳灰的比表面积大,活性高。
当温度超过600℃时,二氧化硅由无定型状态变为结晶状态,并且炭会进入二氧化硅的晶格中,导致纯度下降[1]。
另据Discovery消息,温帕蒂研究团队近日发现了一种新的稻壳加工法,新方法将稻壳放入熔炉,利用800℃高温燃烧,最后剩下高纯度的二氧化硅颗粒,制的符合混凝土成分的稻壳灰。
稻壳灰在超高性能混凝土中的研究应用进展
Hu s k As h i n Ul t r a . h i g h Pe r f o r ma n c e Co n c r e t e
MA O We n — t i n g , Q U We n - j u n , Z HU P e n g
( D e p a r t me n t o f B u i l d i n g E n g i n e e r i n g , T o n g j i U n i v e r s i t y , S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2 P R C )
s t r e n g t h, h i g h d u r a b i l i t y a n d l o w s h i r n k a g e . T h i s i s ma i n l y a t t i r b u t e d t o t h e i f l l e r e f f e c t , p o r o u s s t r u c — t u r e a n d i n t e r n a l w a t e r c u in r g o f R HA. S o t h e a p p l i c a t i o n o f RHA i n U l t r a - h i g h p e f r o m a r n c e c o n c r e t e
第3 2卷
第 3 2 No . 1
Fe b. 2 01 4
2 0 1 4年 2月
J I AN G = X I S CI ENCE
文章编号 : 1 0 0 1 — 3 6 7 9 ( 2 0 1 4 ) 0 1- 0 0 6 6- 0 7
wi t h v e r y h i g h s p e c i i f c s u r f a c e a r e a , w h i c h i s d u e t o a l a r g e a mo u n t o f n a n o S i O2 p a r t i c l e s a n d n a n o p o r e s i n t h e mi c r o s t r u c t u r e . I t i s o b t a i n e d a f t e r c o mp l e t e c o mb u s t i o n o f r i c e h u s k i n c o n t r o l l e d c o n d i —
稻壳灰对混凝土性能的影响
稻壳灰对混凝土性能的影响郑传宝;丁华柱;都增延;潘战雄;刘强;文庆军【摘要】该文所述试验以充分利用稻谷壳为目的,对稻谷壳进行煅烧粉磨后作为矿物掺合料掺入水泥和混凝土中,研究其对水泥标准稠度用水量、凝结时间、水泥胶砂强度和混凝土抗压强度的影响.结果表明:稻壳灰会增加水泥的标准稠度用水量,以及凝结时间,随稻壳灰掺量的增加,水泥标准稠度用水量逐渐升高,凝结时间逐渐增长.稻壳灰掺量在10%~20%内对混凝土的抗压强度有利,特别是混凝土的后期抗压强度.【期刊名称】《重庆建筑》【年(卷),期】2018(017)003【总页数】3页(P58-60)【关键词】稻壳灰;混凝土;抗压强度【作者】郑传宝;丁华柱;都增延;潘战雄;刘强;文庆军【作者单位】重庆佳施乐节能科技有限公司,重庆 400020;重庆市綦江区朝野混凝土有限公司,重庆 401420;重庆建工建材物流有限公司,重庆 401122;河池永固混凝土有限责任公司,广西河池 547000;仪陇县旭峰建材有限公司四川南充 637615;重庆市璧山区峰智混凝土有限公司,重庆 402760【正文语种】中文【中图分类】TU528.00 引言混凝土用量急剧增加,水泥用量同样快速增长,高用量的水泥不利于环保发展;同时,优质矿物掺合料也越来越少。
面对绿色可持续发展的要求,寻找新的矿物掺合料是大趋势。
农业废弃物稻壳作为一种生物可持续资源在国外已经逐步开始应用在混凝土行业中。
稻谷是我国南方的主要农作物,每年的谷壳产量约计4千多万吨[1-2],而传统的处理办法一般是将谷壳直接烧掉,不能充分利用谷壳资源。
稻壳是稻谷的主要农业副产品,其中含有50%的纤维素、25%~30%的木质素,其中SiO2的含量一般达到15%~20%,将稻壳进行燃烧后,稻壳中的纤维素和木质素被燃烧,所得稻壳灰中SiO2的含量一般达到90%左右,与硅灰中SiO2的含量相当。
因此,从理论上稻壳灰作为矿物掺合料具有良好的活性效应[3-7]。
不同细度稻壳灰对混凝土强度及自收缩的影响
不同细度稻壳灰对混凝土强度及自收缩的影响袁继峰;刘彬;董晓进【摘要】研究4种细度的稻壳灰在5%~30%的掺量下对混凝士的强度和早期自收缩的影响.结果表明,混凝土的28d抗压强度与保证混凝土抗压强度比不小于1oo%的最大掺量均随稻壳灰的特征粒径D50的减小而增大;稻壳灰孔结构的吸水性可对混凝土的强度发展和早期自收缩产生影响,且D50越大影响越明显;D50在2.96~21.06 μm时,稻壳灰可不同程度地抑制混凝土的早期自收缩,且其抑制程度随D50和掺量的增大而增大.【期刊名称】《兰州理工大学学报》【年(卷),期】2015(041)006【总页数】5页(P143-147)【关键词】混凝土;稻壳灰;自收缩;抗压强度【作者】袁继峰;刘彬;董晓进【作者单位】南京理工大学泰州科技学院土木工程学院,江苏泰州225300;中建三局技术中心,湖北武汉430000;南京理工大学泰州科技学院土木工程学院,江苏泰州225300【正文语种】中文【中图分类】TU528.01随着煤炭、石油、天然气等资源的日渐枯竭,越来越多的生态电厂开始使用稻壳作为燃料进行发电.稻壳燃烧后产生的稻壳灰已经成为了国内外研究的热点.稻壳灰含有大量的活性SiO2[1],是一种理想的混凝土掺合料,其在水泥基材料中的应用研究已经相当广泛.欧阳东等[2-3]研究表明,稻壳灰的活性与烧结温度有关,低烧稻壳灰的SiO2活性不亚于硅灰的反应活性.稻壳灰对水泥基胶凝体系的增强作用极大地推动了稻壳灰在混凝土中的应用研究,相关研究[4-6]表明,稻壳灰可以改善新拌混凝土的和易性,增强硬化混凝土的力学性能和耐久性.Zhang,Malhotra[7]的研究表明,在混凝土中掺入30%的稻壳灰,混凝土的7、14、28、90 d的抗压强度都高于基准混凝土.Bhanumathidas等[8]将稻壳灰掺量提高到40%,结果表明稻壳灰混凝土90 d强度仍然比基准混凝土高.多篇文献也报道了稻壳灰的不足.I. K. Pong等[9]研究了稻壳灰对不同强度等级混凝土工作性能的影响,结果表明在达到相同工作性能时,掺入稻壳灰的混凝土需要更多的水,混凝土设计强度提高,稻壳灰混凝土的需水量也提高.Gemma Rodriguez de Sensale等[10]也认为,稻壳灰会影响混凝土的工作性能,要达到与基准混凝土相同的流动性,必须多添加0.3%~0.4%的高效减水剂.还有部分研究表明,稻壳灰对混凝土自收缩具有一定的抑制作用.Gemma Rodríguez de Sensale[11]等采用5%和10%的稻壳灰取代水泥,研究表明稻壳灰降低水泥浆体自收缩.叶光和V.T.Nguyen[12]的研究表明,添加20%平均粒径为5.6 μm的RHA可以抵消水化15 d后的超高性能混凝土的自收缩.虽已有大量稻壳灰在混凝土中的应用研究,但相关研究仍缺乏系统性和全面性,尤其是不同细度的稻壳灰对混凝土性能影响的规律仍需要进一步的研究.本文研究主要针对不同细度的稻壳灰,研究其在不同掺量时对混凝土的抗压强度和早期自收缩的影响规律,为稻壳灰的研究及应用提供一定的参考.水泥采用亚东水泥厂生产的P·O 42.5水泥,稻壳灰由试验室经580 ℃烧制而成,其化学组成如表1所示.将烧制的稻壳灰磨制成4种细度的磨细稻壳灰R1、R2、R3、R4,其粒度分布如图1所示,其平均粒径D50分别为21.06、12.84、7.13、2.96μm.1.2.1 胶砂试验按照GB/ T17671—1999 《水泥胶砂强度检验方法》进行水泥胶砂试验,并将磨细稻壳灰R1、R2、R3、R4均按照5%、10%、15%、20%、25%和30%的质量百分比取代水泥,检测其7 d和28 d的抗压强度.1.2.2 混凝土配制试验采用如表2所示的基准配合比,将磨细稻壳灰R1、R2、R3、R4均按照5%、10%、15%、20%、25%和30%的质量百分比取代水泥,检测混凝土拌合物的初始扩展度.混凝土试块成型规格为100 mm×100 mm×100 mm,检测其7 d和28 d 的抗压强度.1.2.3 混凝土自收缩测定采用由中国建筑科学研究院和舟山市博远科技开发有限公司开发的CABR-NES型非接触式混凝土收缩变形测定仪测定混凝土的早期自收缩,测试方法依据GB/T 50082—2009 《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行,试验测定时间从混凝土初凝开始.测试过程中,混凝土表面由塑料薄膜密封,具体分为如下2套试验方案.1) 按照表2中的基准配合比,进行混凝土自收缩对比试验,其中,R1、R2、R3、R4均按照15%的质量百分比取代水泥,分2次进行测定,分别为:基准1、R1、R2;基准2、R3、R4.2) 按照表3所示的配合比进行试验,对比R2与矿粉(S95级,密度2.87 g/cm3,勃氏比表面积为4 500 cm2/g)、粉煤灰(Ⅰ级,密度2.51 g/cm3,45 μm筛余2.8%)对混凝土自收缩影响的差异,其中,稻壳灰与粉煤灰按照20%的质量百分比取代水泥.1.2.4 稻壳灰微观结构使用JSM-5610LV型扫描电子显微镜对未经粉磨的稻壳灰与粉磨后磨细稻壳灰进行微观形貌分析.为便于准确表征不同细度稻壳灰对混凝土抗压强度的影响规律,同时进行与混凝土试验相平行的胶砂的流动度和抗压强度试验.图2a、图2b分别为稻壳灰胶砂的7 d抗压强度比和28 d抗压强度比;图2c、图2d分别为稻壳灰混凝土的7 d抗压强度比和28 d抗压强度比.由图2可见,磨细稻壳灰对胶砂抗压强度比的影响与其对混凝土抗压强度比的影响规律基本一致.以磨细稻壳灰掺量为变量,抗压强度比曲线呈类抛物线形状,在水化28 d时磨细稻壳灰对抗压强度比的影响较为显著.由图2a可以看出,R1、R2、R3、R4的类抛物线顶点分别出现在掺量为20%、15%、10%、5%,而图2b反映出的混凝土28 d抗压强度比曲线的顶点分别出现在20%、15%、10%、10%,两者规律性基本一致.以上规律说明,保持抗压强度比不小于100%的情况下,磨细稻壳灰取代水泥的用量,根据其不同的细度,具有不同的最大取代量.由于R4的平均粒径较小,其取代量从5%~20%增加时,28 d混凝土抗压强度比呈逐渐增大的趋势;取代量达到30%时,其抗压强度比仍大于100%.R1和R2的平均粒径较大,其取代量大于10%时,随着掺量的增加,抗压强度比逐渐减小.因此,稻壳灰的掺量和细度是影响稻壳灰混凝土强度发展的重要因素.由图2a和图2c可见,在7 d龄期时,磨细稻壳灰掺量大于15%时,不同细度磨细稻壳灰的胶砂和混凝土抗压强度比,由大到小依次为R4、R3、R2、R1.由图2b和图2d可见,在28 d龄期、磨细稻壳灰掺量大于10%时,也表现出了同样的规律.说明磨细稻壳灰越细,其化学反应活性越高,对胶凝体系强度的提高程度越大;反之,当磨细稻壳灰的平均粒径较大时,甚至会降低胶凝体系的强度.由图2c可见,当磨细稻壳灰掺量为10%时,其7 d抗压强度比由大到小依次为R1、R2、R3、R4,与其掺量大于15%时的规律完全相反.原因分析:由稻壳灰粉磨前的微观形貌和粉磨后的微观形貌(图3)可以看出,稻壳灰在粉磨前,具有大量的孔结构,但经过机械粉磨后,大量孔结构被破坏.稻壳灰平均粒径越小,孔结构破坏越严重,即4种磨细稻壳灰的内部孔结构含量由大到小依次为R1、R2、R3、R4.稻壳灰的孔结构能够吸收浆体中的水分,导致浆体的有效水胶比降低,从而混凝土的工作性能和强度发展受到影响.由表4的数据可以看出,4种细度的磨细稻壳灰随着掺量的增大,混凝土的工作性能逐渐变差.磨细稻壳灰的平均粒径越小,其对混凝土工作性的影响就越小;反之,磨细稻壳灰的平均粒径越大,其对混凝土工作性的影响就越大.说明较粗的稻壳灰对水分的吸收较大,减少了拌合初期浆体中自由水的含量,降低了浆体的有效水胶比.因此,在水化7 d内,磨细稻壳灰的化学活性发挥程度尚较小,在磨细稻壳灰掺量较小时,有效水胶比起到了影响混凝土强度的主要作用.图2中胶砂强度比在磨细稻壳灰掺量为5%时也表现出了相同的规律.平均粒径较小的磨细稻壳灰的填充效果较好,有利于改善胶凝体系的密实度,因此,在水化7 d内,当磨细稻壳灰的掺量增加至15%以上时,浆体的密实度逐渐成为影响混凝土强度的主要因素,磨细稻壳灰对抗压强度比的影响规律也随之发生变化.综上分析可知,随着磨细稻壳灰细度、掺量以及混凝土养护龄期的变化,磨细稻壳灰对混凝土强度发展的影响也发生变化,甚至会出现规律性的颠倒.磨细稻壳灰对混凝土强度的影响机理主要有3个方面:磨细稻壳灰自身的化学活性、不同细度的填充性能和降低浆体有效水胶比.图4a为基准混凝土与掺加4种细度稻壳灰的混凝土在28 d龄期内的自收缩,其中,2个基准为2次测量的结果.图4b为单掺稻壳灰(R2)、矿粉和粉煤灰20%时混凝土早期自收缩的对比图.由图4a可以看出,掺加15%磨细稻壳灰的混凝土的早期自收缩均低于基准混凝土,说明D50在2.96~21.06 μm的磨细稻壳灰均可抑制混凝土的早期自收缩.掺加4种磨细稻壳灰的混凝土早期自收缩大小与其细度大小顺序一致,平均粒径越大,自收缩越小.原因分析:如2.1节中的分析,磨细稻壳灰平均粒径越大,其内部孔结构越多,稻壳灰的孔隙可将浆体中的部分水分吸收.在混凝土养护过程中,浆体中的水分逐渐被消耗,稻壳灰中储存的水分逐渐被释放,有效地降低了混凝土内部自干燥的速率和程度,从而有效地降低了混凝土的早期自收缩.R1的平均粒径最大,内部孔结构最多,因此其较R2、R3、R4储存的水分多,对混凝土内部自干燥的缓解较好,使混凝土早期自收缩较小;反之,R4的平均粒径最小,其早期自收缩最大.由图4中R2曲线对比可知,磨细稻壳灰R2掺量为20%时的混凝土早期自收缩较其掺量为15%时的早期自收缩小,说明增加磨细稻壳灰的掺量可降低混凝土的早期自收缩.由图4b可见,当取代水泥量为20%时,R2和粉煤灰对混凝土的早期自收缩均有抑制作用,且掺加R2的混凝土早期自收缩较掺加粉煤灰的小;但通过图4曲线对比可知,当R3和R4的掺量为15%时,其对混凝土早期自收缩的抑制程度较粉煤灰掺量为20%时的小.1) 混凝土28 d强度随磨细稻壳灰的特征粒径D50的减小而增大,并且以磨细稻壳灰掺量为变量,抗压强度比曲线呈类抛物线形状.在抗压强度比不小于100%的情况下,磨细稻壳灰越细,其最大掺量越大.2) 磨细稻壳灰的孔结构可吸收浆体中的水分,降低浆体有效水胶比,对混凝土的强度发展和早期自收缩产生影响;且D50越大,影响越明显.3) 磨细稻壳灰的特征粒径D50在2.96~21.06 μm时,可不同程度地抑制混凝土的早期自收缩,抑制效果与其细度和掺量有关.磨细稻壳灰越粗、掺量越大,对混凝土早期自收缩的抑制效果越明显.磨细稻壳灰D50>12.84 μm时,其对混凝土早期自收缩的抑制效果优于粉煤灰.【相关文献】[1] 欧阳东.稻壳新出路:制备混凝土用纳米SiO2 [J].中国农业科技导报,2003,5(5):62-65.[2] 欧阳东.纳米SiO2低温稻壳灰用于混凝土的研究 [J].新型建筑材料,2003,30(8):7-9.[3] FENG Qingge,YAMAMICHI H,SHOYA M,et al.Study on the pozzolanic properties of rice husk ash by hydrochloric acid pretreatment [J].Journal of Colloid and Interface Science,2004,34(3):521-526.[4] UZAL B,TURANLI L,YUCEL H,et al.Pozzolanic activity of clinoptilolite:A comparative study with silica fume,fly ash and non-zeolitic natural puzzling [J].Cement and Concrete Research,2010,40(3):398-404.[5] RAO G A.Development of strength with age of mortars containing silica fume [J].Cement and Concrete Research,2001,31(8):1141-1146.[6] 韩建国,阎培渝.凝聚态硅灰对低工作性混凝土强度发展历程的影响 [J].混凝土,2008(2):74-76.[7] ZHANG M H,MALHOTRA V M.High-Performance concrete incorporating rice husk ash as supplementary cementing material [J].ACI Matter J,1996,93(6):629-636.[8] BHANUMATHIDAS N,MEHTA P K.Concrete mixtures made with ternary blended cements containing fly ash and rice husk ash [C]//MALHOTRA V M.International conference proceeding seventh CANMENT.Chennai,India:CANMENT,2004:379-391. [9] PONG I K,OKPALA D C.Strength characteristics of medium workability ordinary Portland cement-rice husk ash concrete [J].Building and Envionment,1992,27(1):105-111.[10] SENSALE G R D.Strength development of concrete with rice-husk ash [J].Cement and Concrete Composites,2006,28(2):158-160.[11] SENSALE G R D,RIBEIRO A B,GONCALVES A.Effects of RHA on autogenous shrinkage of Portland cement pastes [J].Cement and Concrete Composites,2008,30(10):892-897. [12] 叶光,NGUYEN V T.稻壳灰抑制超高性能混凝土的自收缩机理分析 [J].硅酸盐学报,2012,40(2):212-216.。
稻壳灰在水泥混凝土中的应用
7
渊 A冤 E - R H A 掺量 =0
6
渊 A冤 E - R H A 掺量 =1 0%
渊 A冤 E - R H A 掺量 =30%
5
4
3
2
1
0 0
25 50 75 1 00 1 25 1 50 1 75 200 225
冻融循环次数
图 2 试件质量损失随冻融循环次数变化曲线
2 结语 稻壳灰作为一种新型绿色材料袁 其焚烧温度对稻壳灰的
梁世庆等学者 [2] 研究了稻壳灰掺量对混凝土凝结时间的
影响发现袁 掺稻壳灰的普通硅酸盐水泥的初凝时间会明显缩 短袁 而终凝时间会略微延长袁 但 K.Ganesan 等[3]学者研究发现 与梁世庆等学者的结论恰恰相反遥 导致他们结论截然相反的原 因袁 是因为他们采用了不同生产工艺袁 不同组成成分及含量的 稻壳灰袁 通过对稻壳灰的组成结构及各成分的含量分析发现袁 其性能与焚烧温度尧 制作工艺等因或焚烧发电袁 会造 成空气尧 土地和水的污染遥 其主要化学成分见表 1遥
表 1 稻壳灰的化学成分 渊 含量%冤
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
78.26
0.78
0.75
9.87
K2O3
Na2O
MgO
3.74
0.0086
1.64
稻壳灰的结构呈多孔疏松状袁 内外部之间存在几微米大 小蜂窝状的孔洞袁 以及由硅离子构成的纳米级的孔隙 [1]遥 由 于这些孔洞和孔隙共同作用袁 导致了稻壳灰在混凝土中具有 超高的火山灰活性遥 1 稻壳灰对混凝土性能的影响 1.1 稻壳灰对混凝土工作性能的影响
2019 年第 17 期
140
代梅等学者[4]通过对不同 W/B 的混凝土在不同掺量稻壳 灰的条件下对其工作性影响研究发现院 如图 6袁 当 W/B 较小 时袁 水泥混凝土的坍落度会随着稻壳灰的掺入急剧减小袁 这 表明对混凝土和易性影响程度较大袁 这与梁世庆[2]的研究结 果一致曰 随着 W/B 增加袁 稻壳灰的参量对混凝土工作性的影 响程度减小遥 当 W/B 较大时袁 稻壳灰的参量对混凝土的施工 和易性有较大的改善作用袁 但混凝土粘聚性能和保水性能会 随之变差遥 不同 W/B 的混凝土的和易性对应不同合适掺量的 稻壳灰袁 当掺量超过此值时袁 混凝土的坍落度会迅速下降袁 同时保水性和粘聚性也会变差遥 1.2 稻壳灰对混凝土强度的影响
稻壳_稻壳灰在建筑上的应用
0168
0137
0145
0177
1107
0149
0183
0169
1123
M gO 0113 0192 0170
0150
C aO 3115 0145 0156
1160
K 2O
2128 1~ 2
比重 (g cm 3)
2120
2109 2108
比表面积 (m 2 g)
约 20 约 20 60~ 150 6712 50~ 60
Abstract T h is p ap er dea ls w ith the com po sit ion of rice hu ll and rice hu ll a sh and their u t iliza t ion in a rch itectu ra l m a teria l. R ice hu ll can be m ade of ligh t concrete w ithou t p ret rea tm en t. T he a sh of bu rned rice hu ll ( i. e. rice hu ll a sh ) con ta in ing abou t 95% of SiO 2, w h ich is sim ila rly to silicon a sh by it s chem ica l com ponen t, p hysicochem ica l p rop erty and st ructu re, is a fine adm ix2 tu re of h igh p erfo rm ace concrete (H PC ) , and to be u sed a s rice hu ll a sh cem en t and rice hu ll a sh cem en t concrete in eng ineering. T he rice hu ll a sh is recogn ized to be an a rch itectu ra l m a teria l w ith energy saving, h igh efficiency, su sta inab le developm en ta l u se and the po ten t ia l econom ic benefit s, socia l and environm eta l p ro tect ion. It is rea l im po rtan t to study the com p lex ru le of severa l sup erp a rt i2 cle m a teria l m ade by rice hu ll a sh. Key words rice hu ll, rice hu ll a sh, fine adm ix tu re, rice hu ll a sh cem en t con2 crete, g reen h igh p erfo rm ance concrete
一种稻壳灰及其制备方法和应用-
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稻壳灰对高强混凝土力学性能和耐久性影响评价
v ''w ''w ''x-uNian ( echitectu ee U*onst euction2020 !$ 08 "#$266"<o 08!2020?oe !266NOPmb OQ[< RS[TUVWJ 'K ' L )M(福建省建筑设计研究院有限公司福建福州350001$摘 要:试验研究了不同掺量的稻壳灰对高强混凝土的力学性能和耐久性所产生的效果。
即:设计了 5个配合比,分n g =#L ; 85%%10%%15%%20% 25%8‘ h " 57l 8:;< B %'裂抗拉强度、吸水性能、抗冻融性能、抗氯离子渗透性能进行了相关试验&试验结果表明:当稻壳灰含量在20%以内,稻壳灰含量增加能提高高强混凝土的强度和弹性模量指标,但会降低其比重;随着稻壳灰含量的增加,高强混凝土的\ “] ]<QR ' 稻 灰有 强混凝土的 ” 能 G | 能 &关键词:高强混凝土'稻壳灰;硅灰;抗压强度;耐久性!G:WU5''''''tu :(''''''t ‘ :1004-6135$2020%08-0122-04CR7B;731484=/=/@324=51@/.;2P72.483./E/@.781@7BN54N/531/27899;57?1B136 4=.1D.-235/8D3.@48@5/3/81>3./n,'85#6.)S%$-uNian PeoeinciaePnstituteot(echitectueaeDesign and 1eseaech *o. "Ltd. "-uzhou 350001 %Abstract : In this study ,the effects of ricc husk ash on the mechanical properties and durability of high - strength concrete were experioenataeine9stigatd.5 conce9tmihtue peopoetionsw9e d9sign9d with eic9husk ash o tmass teaction 5 , 10 , 15 ,20 and25% otth9totaec9m9ntia tiousmateiaes.Wh9compe9s ie9stength , spei t ingtnsie stength , wateabsoeption , te99z9-thawe9sistanc9and cheoeid9p9n9teation esista ancc of concrete were determined accordingly. Whe results revealed that : when the replacement ratio of rice husk ash was less than 20% , theinceeaseoteicehusk ash contentimpeoeed thesteengthsand eeasticmodueusotthehigh -steength conceete , whieeeeduced itsspeciticgeaeia T ; with the increase replacement ratio of rice husk ash,the saturated water absorption rate of high - strength concrete decreased graduaAy ; eicehusk ash wasbeneticiaetoimpeoeetheteeeze-thaweesistanceand cheoeidepeneteation eesistanceothigh -steength conceete.Keywords : High - strength concrete ; lice husk ash ; Silica fume ; Mechanical properties ; Durability,稻壳灰是稻壳燃烧过程产生的植物灰。
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稻壳灰在各种混凝土中的应用
1. 轻混凝土
以往,将植物纤维破碎,与适量水泥拌合加工成型制成各种板材,如水泥刨花板、稻草板,作为隔热、吸音板得以应用。
根据稻壳的材性,以稻壳为骨料,加入107胶、水泥和水拌合制成稻壳水泥混凝土,按质量用料比例:稻壳∶水泥= (27-18)∶100,水∶水泥=49∶100; 107胶∶稻壳=30∶100,该混凝土容重0.8 kg/m3~1.3 kg/m3,抗压强度8 MPa~15 MPa,抗折强度2 MPa~6 MPa,导热系数0.23 W/mK左右,在-20℃经过25次冻融后,试样无变化,具有良好的保温隔热性能和耐久性。
本混凝土的骨料不需要进行任何预处理,它与用砂石作骨料的混凝土具有完全相同的施工工艺,因此,便于现场拌和施工。
稻壳含SiO2高,润湿后易于压实,干燥后体积不膨胀,也耐腐蚀,这种混凝土与金属有较强的粘接力,可以用钢丝网或钢筋作骨架。
由于以韧性很好的稻壳作骨料,因此,混凝土的材性与木材相近,有可锯、可钉、防腐蚀、不易燃烧等特点,拼板可用水泥砂浆粘接,是一种比较理想的轻混凝土。
2. 稻壳灰水泥及稻壳灰水泥混凝土
稻壳经过专用的烧灰炉烧去有机物,残留下无机物SiO2灰烬等,再经过磨机磨细,即可得到稻壳灰。
就目前来说,稻壳灰在建筑上的应用主要在水泥、高性能混凝土方面。
2.1 稻壳灰水泥
用稻壳灰与不同比例的波特兰水泥(普通硅酸盐水泥)按0∶100; 30∶70; 50∶50; 70∶30的比例混合,发现含70%的稻壳灰的混合料在所有3、7、28、90天龄期均具有最高强度,抗压强度值分别为: 3 d,31.9/22.4; 7 d,45.7/32.5; 28 d,58.7/42.4; 90 d,63.9/47.7 (分母代表0∶100时的水泥强度,单位MPa)。
“稻壳灰砂浆及混凝土的一个重要性质是它的抗酸侵蚀耐久性特别好”。
“稻壳灰作为一种高活性火山灰能减少含活性集料砂浆的碱集料膨胀”。
在高强度大体积混凝土中,用稻壳灰可得到高强度而内部温升不大,典型地稻壳灰混凝土28 d强度比普通波特兰水泥混凝土高8%,而在7 d~28 d 内部温升却低于21℃。
2.2 石灰稻壳灰水泥
用消石灰与稻壳灰或生石灰与稻壳灰混合制成消石灰稻壳灰水泥及生石灰稻壳灰水泥。
两种石灰稻壳灰水泥的安定性均合格。
消石灰稻壳灰水泥的凝结时间较普通水泥略长,而生石灰稻壳灰水泥的凝结时间较快。
两种石灰稻壳灰水泥的标准稠度,较硅酸盐水泥标准稠度(24%左右)大得多,这是稻壳灰有特大的比表面积,而引起标准稠度的增加。
不掺减水剂用生石灰配制的配合比为0.76∶1∶1.53∶2.70的生石灰稻壳灰混凝土28 d物理力学性能是:塌落度2.5 cm~4.0 cm,抗压强度14.81 MPa,劈拉强度1.54 MPa,静压弹模2.01×104MPa。
如适当掺加一些减水剂强度会有所提高。
2.3 稻壳灰水泥混凝土
稻壳灰有以外掺或内掺形式掺入混凝土,在等量取代20%水泥的情况下掺稻壳灰试件,3 d、7 d 抗压强度均小于未掺稻壳灰的空白组,但28 d抗压强度较空白组增加20%,说明稻壳灰具有较高的火山灰活性,在超量取代水泥的情况下,稻壳灰的增强效果更显著。
稻壳灰以外掺形式掺入混凝土的技术条件及结果,力学性能见表1。
从表1看出,掺稻壳灰的试验组抗压强度提高的幅度较大,且早期比后期强度高,表明稻壳灰有强烈的增强作用,与硅灰相似。
掺入具有分散作用的减水剂,使稻壳灰增强作用得到充分发挥。
这是由于稻壳灰掺入混凝土后,高活性的SiO2能较快地与水泥水化生成的氢氧化钙起强烈的火山灰反应形成低钙水化硅酸钙凝胶,起到增加强度,改善骨料水泥石界面结构和填充毛细孔的作用,使混凝土密实性增加,强度大为提高,劈裂抗拉强度、粘结强度、轴心抗压强度、静压弹模、抗氯离子渗透、防锈等性能都得到明显提高和改善。
试验结果还表明,使用“双掺”技术效果更佳。
南京水利科学研究院所作的该系统研究得出的结论是:掺稻壳灰能制造高强、密实、耐钢锈混
凝土,可用来建造大型现代建筑物和高速公路。
3. 稻壳灰与绿色高性能混凝土(GHPC)
绿色高性能混凝土的提出,是基于世界人口膨胀、生产发达、地球承受的负担剧增,环境破,坏资源枯竭,物种灭绝,极大地威胁着人类的生存与发展。
在我国加速发展高性能混凝土(HPC)时,使大量的水泥成为可持续发展的绿色结构材料,具有十分重大的意义。
作为GHPC绿色材料应具有这几个特征: (1) 更多地节约熟料水泥,减少环境污染。
在GHPC中以磨细水淬矿渣等活性细掺料成为胶凝材料中的主要成分,使生产水泥时CO2排放量大大减少。
(2) 更多地掺加以工业废渣为主的细掺料。
掺加以工业废渣为主的细掺料既可节代熟料,改善环境,减免二次污染,又可节省土地和石灰石等资源。
过去使用的工业废渣由于加工细度不足,潜在活性远未发挥出来,实属资源浪费。
随着技术发展和深入研究,适用GHPC的优质价廉的细掺料被认识和大量生产,硅灰、稻壳灰等应用量逐渐增加。
两种以上细掺料的复合材料,及细掺料与高效减水剂的复合使用,将在GHPC中发挥更大作用。
(3) 更大地发挥高性能优势,从根本上节减水泥与混凝土的用量。
稻壳灰的组成、细度、活性、资源和研究报道说明,大量使用稻壳灰作混凝土的活性细掺料,从技术上看是可行的,是完全符合绿色高性能,可持续发展材料的要求的。