脱硫石膏掺量对混凝土性能的影响.pdf
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1、 第 1 期 2 0 1 0年 2月 矿 产 综 合 利 用 M u l t i p u r p o s e Ut i l i z a ti o n o f M i n e r a l Re s o u r c e s NO 1 F le b 2 O 1 0 脱硫石膏掺量对混凝土性能的影响 谭 平 ,王海云 ( 1 北京京北职业技术学院,北京1 0 1 4 0 0 ; 2 北京怀信建材检验有限责任公司, 北京1 0 1 4 0 0 ) 摘要: 研究了脱硫石膏掺量对混凝土性能的影响。结果表明: 脱田 石膏掺量在3 0 以内时, 混凝土工作性和强 度均符合 c 3 0混凝土标准。脱硫石膏掺量在 1
2、 5 以内时, 能改善混凝 土流动性 : 而 当掺量增加 到 2 0 后 , 混凝土 需水量增加, 流动性下降。随着脱硫石膏掺量增加, 混凝土早期强度发展较快, 后期强度增长缓慢 , 混凝土各龄期 强度相对减小。脱硫石膏掺量在 3 0 以内的混凝土可以用于一般建筑工程和道路工程。 关键词: 脱硫石膏; 混凝土;性能 中图分类号: X 7 5 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 0 - 6 5 3 2 ( 2 0 1 0 ) 0 1 - 0 0 4 6 - 0 3 排烟脱硫石膏是钢铁厂、 火力发电站、 冶炼厂及 各种化工厂在燃烧煤或重油过程中排放的大量 S O : 废气经脱硫装置或采用
3、隔离预洗循环法处理后所得 到的固体副产 品, 其 主要成分为 C a S O 2 H 0, 其 纯度可达 9 O 以上 l j 。大量的脱硫石膏堆放不仅 占据了大量土地 , 而且污染环境。 目前 , 脱硫石膏的 生产和应用较好的国家有 日本 、 德 国和美国 J 。脱 硫石膏的主要成分是硫 酸钙 , 所 以对于脱硫石膏的 综合利用集中在对硫酸钙的利用上。脱硫石膏的主 要用途有: 用作建筑材料的原料, 如利用脱硫石膏代 替天然石膏作为水泥缓凝剂、 利用脱硫石膏作填料 生产耐水腻子、 生产轻质墙体材料 、 制备半水石膏和 粉刷石 膏等 ; 用 于 土壤 改 良, 对 盐碱地 进行改 造 引; 用作
4、胶结全尾砂充填剂等 引。本文用不 同掺 量的脱硫石膏替代水泥配制混凝土 , 并研究了脱硫 石膏掺量对混凝土性能的影响。 2 实 验 1 1 实验原 料 实验用水泥为拉法基瑞安硅酸盐 P 0 4 2 5水 泥 ; 脱硫石膏取 自武汉钢铁集 团公司自备电厂 ; 标准 砂取 自厦门艾思欧标准砂有限公司; 中砂、 碎石产自 北京怀柔朝白河 ; 外加剂为北京慕湖牌 U N F一5型 萘系减水剂。脱硫石膏的化学成分见表 l 。 表 1 脱硫石膏的化学成分 用 L SP O P ( 1 i t ) 型激光粒度分析仪测定脱硫 石膏粉的粒度 , 结果表明: 该脱硫石膏粒径主要分布 在 l 一 2 1a m和 3
5、 O一 5 0 ta n 两个粒径范围, 粒径小于 2 0 1g n 的颗粒约占6 0 。而水泥颗粒的粒径在 7 2 0 0 p n , 所以脱硫石膏颗粒比水泥颗粒粒径更细。 依据G B 6 5 6 6 2 0 0 1 建筑材料放射性核素限 量 标准对脱硫石膏放射性进行了检测, 结果表明 收稿 日期: 2 0 0 9 4 ) 7 - 1 6 作者简介 i X 平( 1 9 7 5一 ) , 女 , 硕士, 讲师。 脱硫石膏的放射性指标符合建筑主体材料指标要 求。 1 2 混凝土工作性的测定 分别用 1 0 、 1 5 、 2 0 、 2 5 和3 0 的脱硫石 膏替代水泥, 按照 G B T
6、5 0 0 8 0 2 0 0 2 ( 普通混凝土 拌合物性能试验方法标准 测定混凝土的工作性。 混凝土实验配合比见表2 。 第1 期 谭 平 等 : 脱 硫 石 膏 掺 量 对 氓 凝 土 性 能 的 影 响 : ! ! : 注 : 胶凝材料的质量指水泥与脱硫石膏的质量之和 , 减水剂和脱硫 石膏掺量为胶凝料 的重量百分 比。 1 3 硬化 混凝 土强度 的测 定 按照 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, 测定 表 2中硬化混凝 土 的强度。 成型脱模后的试件在标准养护条件 ( 2 01 ) 、 相 对湿度 9 0 下养护 , 分别取 3
7、d 、 7 d 、 2 8 d和 6 0 d龄 期的试块测定抗压强度。 2 结果与分析 2 1 不同脱硫石膏掺量对混凝土工作性的影响 脱硫石膏替代 1 0 、 1 5 、 2 0 、 2 5 和 3 0 水 泥量时, 新拌混凝土工作性测定结果见表 3 。 由表 3可知 , 随着脱硫石膏掺量的增加 , 混凝土 表 3 新拌混凝土工作性 流动性先呈增加趋 势, 当掺量超过 2 0 以后 , 流动 性又呈减小趋势 ; 而混凝 土粘聚性和保水性略有变 差。但混凝土总体工作性能合格 , 可以用于一般建 筑工程和道路工程施工。 用颗粒形态效应解释 : 微米级脱硫石膏颗粒形 态近似于球状玻璃微珠 , 大量脱
8、硫 石膏超细颗粒填 充在水泥颗粒之间起到一定 的润滑作用 , 同时球状 玻璃微珠形态大大减小了新拌混凝土的内摩擦角和 粘滞系数, 从而增大 了混凝土 的流动性 l 6 ; 但随着 脱硫石膏掺量继续增加 , 其 比表面积增大 , 需水量增 大 , 所以混凝土流动性下降 。 2 2 不同脱硫石膏掺量对混凝土强度的影响 脱硫石膏替代 1 0 、 1 5 、 2 0 、 2 5 和 3 0 水 泥量时, 硬化混凝土抗压强度测定结果见表 4 。 由表 4可知 , 随着脱硫石膏掺量增加 , 混凝土各 龄期强度减小; 当掺量大于 1 0 后, 混凝土 2 8 d强 度均小于3 0 M P a , 但 6 0
9、 d 强度均能达到3 0 M P a ; 另外 混凝土各龄期观察不到膨胀率。由此可知, 脱硫石 表 4硬化混凝土抗压强度 膏掺量不大于 3 0 时, 可以配制 C 3 0混凝土 , 能够 用于一般建筑工程和道路工程施工。 用微骨料效应解释 : 混凝土在微观结构上是非 匀质体 , 理论上 , 粗骨料的空隙由细骨料填充, 细骨 料的空隙由水泥浆填充 , 水泥颗粒的空隙则 由水 和 水泥水化产物及毛细孑 L 填充。由于要满足混凝土施 工和易性的要求, 实际用水量比水泥水化理论需水 量多得多 , 再加上水泥在很长一段时间 内不可能完 全水化, 因此, 混凝土中存在大量凝胶孔和毛细孔。 4 8 矿产综合
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