稻壳混凝土的研究进展
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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。
掺入稻壳灰的泡沫混凝土及其发展分析杨康;王德玲;喻成成;李书磊;王贤根【摘要】This paper firstly introduced the development, performance and application of foam concrete. Secondly the property of rice husk ash ( RHA) was discussed. RHA con_tains about 90% amorphous silica which has high pozzolanic ac_tivity. Thirdly the effect of RHA on foam concrete wasdis_cussed. RHA can enhance the strength of foam concrete in later age and improve its durability, homogeneity and corrosion resist_ance. It also improves the pore structure of foam concrete, ther_mal insulation and sound absorption performance. Lastly, the development of foam concrete mixed with RHA was analyzed from following aspects: selecting and processing materials such as foa_ming agents, RHA and cement, improving producing process of foam concrete, reducing cost and environmental impact.%本文先介绍了泡沫混凝土的发展、性能与应用,然后介绍了稻壳灰的性质,稻壳灰中含有90%左右的无定形态的二氧化硅,具有火山灰活性;接着讨论了稻壳灰替代部分水泥对泡沫混凝土性质的影响。
稻壳灰混凝土的耐久性研究作者:刘利锋来源:《中国科技纵横》2014年第09期【摘要】采用稻壳灰,0-30%等量替代水泥后配制工作性能优良的新拌混凝土中,并研究了28天养护后混凝土的耐久性能。
研究结果表明,混凝土中掺加了稻壳灰后,混凝土的28天抗压强度能够达到100MPa,稻壳灰混凝土的抗渗性能够得到显著提高。
同时稻壳灰混凝土的抗硫酸盐侵蚀和抗冻性均得到有效改善,400次冻融循环动弹模损失不超过10%,质量损失不超过0.5%。
【关键词】混凝土稻壳灰耐久性20世纪以来,凭借其价格低廉、制备简单、原材料丰富、良好的耐久性和抗压强度等优点,水泥混凝土成为当今世界最主要的建筑材料[1~2]。
然而,随着资料的消耗,传统的发展方式正得到制约,人们对水泥混凝土材料的各方面要求也逐步得到提高,水泥混凝土正逐步向高强高性能、绿色、多功能化方向发展。
研究绿色高性能混凝土与资源环境的相互作用具有重要的现实意义。
我国每年会产生5000万吨的稻壳废渣[3~4],除了极小部分用于动物饲料、酿酒发酵、田间肥料等用途外,绝大部分作为废弃物或焚烧,对环境和交通运输安全造成了极大的危害[5]。
如何解决稻壳垃圾已经成为了急需解决的问题。
国内外研究学者发现,稻壳中含有约30%的无定型硅,在适当的条件下进行焚烧而制备的稻壳灰具有很好的微集料填充效应和火山灰活性,可以取代粉煤灰和高炉矿渣[6~7]。
解决了稻壳资源利用问题的同时,也很好的改善了水泥混凝土的性能。
与此同时掺加稻壳灰能够让稻壳灰水泥混凝土能够更好的反射阳光的浅色,可以降低建筑能耗,抵御全球气候变暖[8]。
国内外的研究学者已经对稻壳灰混凝土进行了较为细致的研究。
A.A. IkPong和D.C. OkPala[9]研究了低温稻壳灰混凝土的性能(低温稻壳灰部分取代水泥,取代量为20%和30%)。
研究结果表明在达到相同的工作性,掺加稻壳灰的混凝土拌合物的需水量比未掺加稻壳灰的混凝土拌合物的需水量要大。
2010年第4期0引言稻(水稻)(Oryza sativa L .)属禾本科(Gramineae ),粮食作物。
其秆节明显,节间常中空。
叶两列互生,叶脉平行,具有叶鞘和叶舌,种子单子叶,具有大量粉质胚乳[1]。
在稻谷生产中,除能获取大米外,还有稻壳、米糠和稻草等再生资源。
稻壳是稻谷脱壳后分离出来的谷壳,它由2片退化的叶子内颖(内稃)和外颖(外稃)组成,内外颖的两缘相互钩合包裹着糙米,构成完全封闭的谷壳。
谷壳约占稻谷总质量的20%,它含有较多的纤维素(30%)、木质素(20%)、灰分(20%)、戊聚糖(20%)、蛋白质(3%),脂肪和维生素的含量很少,其灰分主要由SiO 2组成[2-3]。
东南亚国家是世界稻谷的主要产区,而我国是世界上第一产稻大国,占世界稻谷总产量的1/3以上。
若按我国年产2×108t 稻谷计,每年可生产大米1.4×108t ,谷壳4000×104t ,米糠2000×104t ,还有稻草2×108t 。
这些资源如何合理利用,提高稻谷生产的附加产值,是今后需要考虑的问题[2]。
本文综述了国内外在稻壳开发与利用方面的研究,展望了稻壳综合利用的前景。
1稻壳在化学工业中的应用1.1制备SiO 2稻壳见图1。
吉林大学化学学院王子忱教授利用稻壳中富含Si 的特性,通过剔除无机物、纤维和杂质以及燃烧去掉碳成分等方式,从稻壳中提取出高纯纳米SiO 2,并获得了国家专利。
整个过程中没有废料产生,所有成分均被充分利用,而且在除碳的过程中,通过一定的程序将碳保留下来,成为制作活性炭的原料。
贾中兆[4]采用稻壳热解法和反相微乳液法制备纳米SiO 2,研究和比较了2种制备方法的工艺参数和试验条件,通过表征试验中所得的样品,从中寻求出一种简单有效的制备工艺,从而得到分散效果好、颗粒分布均匀的纳米SiO 2颗粒。
李浩洋等人[5]研究了以稻壳为原料,通过预处理、焙烧稻壳、提纯、滤液中和、浓缩和结晶等过程提取收稿日期:2009-12-05作者简介:蔡碧琼(1977-),女,福建人,硕士,实验师,研究方向:生物资源的开发和利用。