硅灰对泡沫混凝土抗压强度的影响

硅灰对泡沫混凝土抗压强度的影响

李 秀

（集宁师范学院，内蒙古 乌兰察布 012000）

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摘 要：在泡沫混凝土中适量掺入硅灰可以有效提高混凝土力学性能。在“乌大张”地区，尤其在乌兰察布地区，硅矿资源丰富，大量的硅矿资源利用后产生的硅灰可以再利用到节能材料中。实验证明，如果保持一定的水胶比，掺入适量的硅灰对泡沫混凝土的早期强度有一定的提高作用。当硅灰掺量为3%等量替换水泥时，早期抗压强度提高明显，可缩短脱模时间，经济性强。关键词：硅灰；抗压强度；泡沫混凝土中图分类号：TU528 文献标志码：A 文章编号：1006-6012（2019）10-0077-01

硅灰作为废物在泡沫混凝土中回收利用以提高抗压强度，有以下理论基础：硅灰颗粒粒径小，填充效应良好，能充分填充水泥颗粒之间的缝隙，增加结构密实性，对胶凝材料的耐久性和强度有改善提高作用；硅灰具有火山灰活性，与水泥拌和时，与水化产物Ca(OH)2会产生二次水化反应，进一步填充了水泥石空隙，从而改善浆体的微观结构，提高密实度；硅灰粉状颗粒是无定型球状，在泡沫混凝土浆体拌制中改善流变性能，能使浆体更加均匀，整体性更好。1 实验方案及样品制备

1.1 实验方案

本实验的设计重点是在同一水胶比的条件下，改变硅灰对水泥的替代量，来进行单一变量实验。本实验设计泡沫混凝土干密度等级A05，容重460kg/m3左右，水胶比0.55，选择硅灰替代水泥掺量分别为0%、3%、6%、9%、12%、15%来制备泡沫混凝土，以此来测试力学性能，分析抗压强度变化规律。1.2 样品制备

样品的制备严格按照预定配合比进行配料，保证水胶比0.55不变。按预先设计好的配合比进行配料，对粉体干料先进行充分搅拌2～3min，加入固定水量后再充分搅拌，此时采用空气压缩发泡机发泡，将制备好的泡沫迅速混入搅拌均匀的混合浆体中，再充分搅拌约3min，浆体浇筑模具，置于标准养护室养护，养护实践为24h，脱模后测试样品的抗压强度。2 性能测试及结果

2.1 抗压强度测试

试件的标准为100mm×100mm×100mm。测试前，应先将试块放入温度在（60±5）℃的干燥箱内进行烘干，取出后保证试件完整，选定受压面，置于压力试验机上，按标准程序测试抗压强度，控制加压的速度为0.5～1.0kN/s，测试过程中保证持续均匀加压，直至试件破坏，并记录实验数据，结果如表1所示。2.2 实验结果

根据实验记录数据，绘制抗压强度趋势如图1所示。

表1 硅灰参量对泡沫混凝土抗压强度影响实

验结果

编号水胶比硅灰掺抗压强度/MPa量/%3d7d28d00.5500.430.731.0510.5530.630.801.1520.5560.330.510.6130.5590.270.310.3740.55120.250.280.285

0.55

15

0.25

0.29

0.30

图1 硅灰掺量对抗压强度的影响

从图1中得出，随着硅灰掺量的增加，泡沫混凝土的3d、7d、28d抗压强度值升高后降低。实验证明，当水胶比为0.55保持不变，硅灰替代水泥用量不能太高，替代量3%时效果最好，3d抗压强度可达到0.63MPa，而7d抗强度为0.80MPa。硅灰替代量大于6%时，强度没有获得提高，反而有较大的下降，掺量提高到12%时，3d强度下降至0.25MPa。这证明了硅灰的火山灰活性效应及填充效应确实可以提高泡沫混凝土的抗压强度。从另一角度看，硅灰比表面积大，在制备泡沫混凝土浆体时用水量就会随之加大，在控制单因素变量的实验中，用水量恒定不会增加，因此硅灰掺量的增加会导致浆体稠度增大，制备过程中搅拌不均匀，而且当掺量为12%、15%时，实验过程中发现有试块出现粉化，抗压强度明显下降。因此当水胶比为0.55，硅灰替代水泥的用量设定为3%，这样不会因用水量不足使拌制的混凝土浆体易性变差，也不会因搅拌不均匀，水化不充分，后期养护中结团粉化，强度下降。因此在这一掺量下有效发挥了硅灰的特性，使泡沫混凝土的抗

压强度有一定的提高，改善了力学性能。

比较同一硅灰掺量下不同龄期的泡沫混凝土强度，整体上显示出常规混凝土的抗压强度龄期变化规律，在规定的养护龄期内，养护龄期越长，抗压强度越高，原因是在泡沫混凝土的养护过程中，水化反应一直在继续，生成的胶凝产物不断填充密实混凝土结构，从而提高抗压强度。不过从图1中也可以明显看到，硅灰的掺量在12%和15%时，泡沫混凝土的28d强度比7d强度有所下降，幅度不大。其主要原因是硅灰掺量过多，用水量不足导致搅拌不均，水化不充分，在后期养护中，水化反应已经停止，泡沫混凝土结团粉化严重，以至于后期的养护无法提升强度。3 总结

根据以上实验及结果分析，本实验的配比下，可得出以下结论：（1）当硅灰的掺入量过多时，会出现泡沫混凝土结团粉化，强度会下降。（2）水胶比恒定，一定量的硅灰替代水泥可以有效提高泡沫混凝土的早期强度。（3）当硅灰以3%等量替换水泥来制备泡沫混凝土，早期抗压强度提高最明显，效果最佳，同时施工方便，节省脱模时间，可以节省水泥用量，节约成本，硅灰的使用也属于其他产业的废物循环利用，节能环保。参考文献：

[1]王武祥.泡沫混凝土绝干密度与抗压强度的相关性研究[J].混凝土世界,2010(6):50-53.[2]田学春,赵辉等,泡沫混凝土原材料与性能关系研究综述[J].建筑砌块与砌块建筑,2010(6): 49-51.

[3]王永滋.粉煤灰泡沫混凝土的生产与应用[J].福建建设科技,2001(2):35-36.

基金项目：集宁师范学院校级自然科学研究课题“乌大张地区城市规划中建筑节能材料的应用研究”（jsky2018061）

作者简介：李秀（1989—），男，内蒙古呼和浩特人，硕士，讲师，研究方向：节能规划，节能建筑，节能建筑材料。

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