不同种类生物质灰对混凝土力学性能影响研究.pdf
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2、类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对不同种类生物质灰对混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响
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4、凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力
5、学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究混凝土力学性能影响研究谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩谢明轩摘要:采用燃烧煤粉后收集到的粉煤灰掺入混凝土,可取代部分水泥并改善混凝土的性能。本文在粉煤灰中添加生物质灰研究其对制备混凝土力学性能影响。对比研究了秸秆燃烧灰掺杂粉煤灰、木材燃烧灰掺杂粉煤灰和单独木材灰部分替代水泥制备混凝土的力学性能差异。结果表明,用生物质灰替代25wt%的水泥,秸秆燃烧灰掺杂粉煤灰与木材燃烧灰掺杂粉煤灰的混
6、凝土抗压强度(156d)和抗弯强度(第56天固化)与空白对照组单纯使用粉煤灰制备的混凝土具有近似的力学性能,这为生物质的高效利用找到了合理出口,也为非常规原料用于混凝土制备提供了理论支撑。关键词:生物质;粉煤灰;混凝土;力学性能中图分类号:TU528 文献标识码:A 文章编号:1001-6171(2023)06-0090-05DOI:10.19698/ki.1001-6171.20236090通讯地址:山东枣庄物环管理服务集团有限公司,山东 枣庄 277099;收稿日期:2023-04-19;编辑:张志红Study on the Influence of Different Kinds of
7、Biomass on Concrete Mechanical PropertiesXIE Mingxuan(Shandong Zaozhuang Wu-Huan Management Service Group Co.,Ltd.,Zaozhuang Shandong 277099,China)Abstract:Fly ash collected after burning coal can replace part of cement and improve theperformance of concrete.In this paper,the effect of adding biomas
8、s ash to fly ash on the mechanicalproperties of concrete was studied.The difference of mechanical properties of the concrete made ofstraw-burning ash mixed with fly ash,wood-burning ash mixed with fly ash and wood-burning ashonly partially replacing cement was studied.Results show that using biomass
9、 ash to replace 25 wt%cement,the compressive strength(from 1 day to 56 days)and flexural strength(from 56 days to curing)of the concrete made of straw-burning ash-doped fly ash and wood-burning ash-doped fly ash hadsimilar mechanical properties to that of the concrete made with fly ash alone in the
10、blank control研究材料CEMENT TECHNOLOGY 2023/6901引言随着社会经济的发展,能源与环境问题愈发凸显,环境友好型原料制备结构功能材料越发受到各行业的广泛关注。ASTM标准(美国材料实验协会标准)及其他国家相关标准中均对非煤燃烧材料的使用提出了严格要求,采用农业生物质(秸秆、木材等)配合粉煤灰制备建材已逐步成为研究热点1。京都议定书 中,明确提出针对六种温室气体进行削减,包括:二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)、氢氟碳化物(HFCs)、全氟碳化物(PFCs)及六氟化硫(SF6)。水泥行业是全球二氧化碳排放的重点行业,世界各国鼓励水泥行业在生产
11、过程中减少二氧化碳的排放。中国混凝土与水泥制品协会在 低碳环保要求下的水泥混凝土创新 中估算,到2050年,全球水泥预计产量增加2.5倍,意味着全球人为二氧化碳排放量将会持续增加。采用生物质作为原料替代部分水泥用于混凝土生产,是降低水泥消耗、减少二氧化碳排放的一种解决方案。生物质的来源主要包括森林残留物、农业残留物和其他生物质资源,全球每年约产生上千亿吨生物质。将生物质与煤一同作为燃料燃烧是最经济有效的可再生能源生产方式之一。通常在传统的大型燃煤锅炉中,生物质的添加量10%。燃煤锅炉中,使用的煤炭总量越高,所掺入的生物质基数也越高,通过规模化利用,可以直观展现可再生能源的优势,具有显著的社会与
12、经济效益。有研究表明2-3,含生物质燃烧灰砂浆制备的混凝土,其力学性能与普通混凝土相似。通常,生物质燃烧灰中的钠、钾含量高于粉煤灰,氧化铝含量少于粉煤灰4,无机材料的成分和含量的变化波动大于粉煤灰。即使是相同类型的生物质,对应燃烧灰的性质也因气候、季节、储存方式和地理来源等不同而有所差异。许多生物质燃烧灰具有与粉煤灰相似的火山灰性质,如稻壳、木材、麦秸秆、甘蔗秸秆等的燃烧灰,在作为矿物添加剂加入到混凝土材料中时,可提高混凝土的性能5-6。中国作为建筑大国,需大量混凝土建材满足经济建设需要,同时,中国作为农业大国,农业产生的数量庞大的生物质资源亟待利用7,因此,研究生物质原料替代部分水泥制备混凝
13、土显得尤为重要。本文以不同类型生物质燃料灰和含生物质粉煤灰为掺合料制备混凝土,通过设置不同试验组及制备不同的混凝土试样,研究了不同生物质材料对混凝土需水量及力学性能的影响,评估了生物质掺杂替代部分水泥,用于制备混凝土的可行性。2试验原料制备及分析在混凝土中可利用的粉煤灰包括ASTM等现行标准规定的C级粉煤灰和F级粉煤灰。该分类依据于粉煤灰中所含二氧化硅+氧化铝+三氧化二铁的总量。粉煤灰的组成与燃料灰有较大差异,这主要是由于SO3的存在8。本试验所用粉煤灰和生物质燃料灰包括:C类粉煤灰、F类粉煤灰、秸秆燃烧灰和木材燃烧灰。由于木材灰分低且在煤中的掺加量占比少,无法进行准确试验,采用燃煤电厂的20
14、%(wt)木材燃烧灰与80wt%C级或80wt%F级粉煤灰混合,并分别命名为木材燃烧灰1和木材燃烧灰2。木材燃烧灰团聚严重,为了保证更好的混合效果,木材燃烧灰在进行试验前,全部通过 ASTM#10 筛子(筛孔0.2cm)。不同级别粉煤灰与生物质燃烧灰的化学成分存在差异,其元素分析及烧失量分析见表1。本试验所使用的硅酸盐水泥I、II均符合ASTMC-150标准。粗骨料按ASTM C-33 99a进行筛分,重量百分比分别为 45%(1.272.54cm)、45%(0.951.27cm)、9.5%(0.480.95cm)和0.5%(0.240.48cm)。group.This provides a
15、reasonable method for the efficient utilization of biomass and a theoreticalsupport for the use of unconventional raw materials in the preparation of concrete.Key words:biomass;fly ash;concrete;mechanical properties研究材料2023年第6期91试验所用其他材料为细骨料(砂)、水和空气表面活性剂。试验材料制备混凝土掺混比例如下:水与总胶凝材料(水泥+粉煤灰)质量比为0.5,粉煤灰与水泥
16、质量比为1 3,细骨料的质量根据胶凝材料和水的质量进行调整,通过试验,使混凝土坍落度和空气含量处于合理范围内。制备混凝土时,水泥和粉煤灰经人工混合后,放入机械搅拌机中充分混合。木材燃烧灰不易与其他材料混合,需提前过筛并强化搅拌,以形成均匀的样品。3结果与讨论3.1不同生物质原料对混凝土需水量的影响混凝土主要由普通硅酸盐水泥、砂子、碎石(10mm)、外加剂、掺合料和水等组成。水是混凝土中必不可少的组成部分,适量的水是混凝土完成水化反应、实现预期混凝土性能的必要条件,同时,生物质燃烧灰作为混凝土掺合料时,其火山灰性质也需要在水的作用下才能实现。混凝土需水量直观体现了混凝土原料的粒度及孔隙情况。一方
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