陶瓷磚拋光粉在c30混凝土中的應用

1、2012年第3期(總第269期)Number3in2012(TotalNo269)混凝土Concrete實用技術PRACTICALTECHN0L0GYdoi：1039698issn10023550201203042陶瓷磚拋光粉在C30混凝土中的應用石正國。王黎(長江水利委員會長江科學院，湖北武漢430010)摘要：陶瓷拋光磚粉是陶瓷拋光磚在生產過程中研磨、拋光產生的廢料，其顆粒細小，具有一定的火山灰活性，可用于水泥、混凝土領域。利用陶瓷

2、拋光磚粉替代部分水泥，制備了C30混凝土，重點研究了混凝土的強度和耐久性能。研究結果表明：摻加5％～10％的陶瓷拋光磚粉可改善混凝土的工作性能、提高混凝土各齡期抗壓強度，同時混凝土的耐久性也得到顯著提高。但當陶瓷拋光磚粉摻量超過20％時，混凝土的力學性能和耐久性均大幅度下降。因此，C30混凝土中陶瓷拋光磚粉摻量應控制在20％以內。關鍵詞：陶瓷拋光磚粉；混凝土；強度；耐久性中圖分類號：TU528041文獻標志碼：A文章編號：1002—35

3、50(2012)03—0138—03UtilizationofceramicpolishingbrickpowderinC30concreteSHIengguoWANGLi(ChangjiangRiverScientificResearchInstituteofChangjiangWaterResourcesCommission，Wuhan430010，China)Abstract：Ceramicpolishingbrickpowder

4、isabyproductproducedduringthepolishingofceramicpolishingbrick，whichalsopresentspozzolanicactivityduetoitsfineparticles，thereforeitisexpectedthatceramicpolishingbrickpowdercanbeusedasasupplementarycementitiousmaterialsinc

5、ementandconcreteThispaperexaminesthefeasibilityofpreparationofC30concrete，inwhichPortlandcementispartialreplacedbyceramicpolishingbrickpowderResultsshowthatthroughreplacing5％～1O％Portlandcementbyceramicpolishingbrickpowde

6、rtheworkability，mechanicalpropertiesanddurabilityoftheconcretepreparedwereimprovedsignificantlyHowever，bothmechanicalpropert~sanddura—bilityoftheconcretedecreaseddramaticallywhenthesubstitutionratioexceeded20％Therefore，t

7、headditionofceramicpolishingbrickpowdershouldbecontrolledin20％inC30concreteKeywords：ceramicbrickpolishingpowders；concrete；strength；durability0引言粉大量、高效利用開發(fā)了一條有效途徑。我國是陶瓷磚生產大國。2010年我國陶瓷磚產量約為80億m2，占世界總產量的60％以上。在陶瓷的生產過程中，刮平、定

8、厚、研磨、拋光等工序產生了大量的陶瓷廢料，全國陶瓷廢料的年產量估計在1000萬t左右【。我國陶瓷工業(yè)廢料的處理與利用程度比較低，主要以堆積或回填的方式進行處理。大量陶瓷廢料的堆積占用了大量耕地，使水和空氣受到嚴重污染，不僅對環(huán)境造成巨大壓力而且限制了陶瓷工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展【3J。陶瓷拋光磚粉是陶瓷拋光磚在生產過程中研磨、拋光產生的廢料，年產量約為600萬t。陶瓷拋光磚粉顆粒細小，具有一定的火山灰活性，可用于水泥、混凝土領域。本試驗開展了陶

9、瓷拋光磚粉替代部分水泥，制備C30混凝土的研究，為陶瓷拋光磚1試驗原料與方法11原材料水泥：某水泥廠生產的PII425級水泥，其化學組成及基本性能見表1、2。集料：選用級配良好的粗細集料，砂子選用當?shù)禺a中粗河砂，石子選用當?shù)禺a5～10111111的石灰石質碎石，其性能指標見表3。陶瓷拋光磚粉：某陶瓷廠產生的陶瓷拋光磚粉，其礦物組成主要為石英和少量莫來石，其化學組成及顆粒分布見表1和圖1所示。由圖1表明陶瓷拋光磚粉的顆粒分布較窄，主要集中

10、在4～10ixm，遠細于硅酸鹽水泥粒度。表1試驗所用硅酸鹽水泥和陶瓷拋光磚粉的化學組成％收稿日期：2011_J092O138替代率，％圖3不同陶瓷拋光磚粉摻量混凝土的真空吸水率232氣體滲透系數(shù)由圖4可以看出，摻加5％、10％的陶瓷拋光磚粉后，混凝土的氣體滲透系數(shù)有所降低。當陶瓷拋光磚粉摻量高于15％時，混凝土的氣體滲透系數(shù)均大于未摻陶瓷拋光磚粉混凝土的滲透系數(shù)，且隨陶瓷拋光磚粉摻量的增加逐漸增加。替代率，％圖4不同陶瓷拋光磚粉摻量混凝

11、土的氣體滲透系數(shù)233抗?jié)B系數(shù)養(yǎng)護28d后昆凝土在20MPa水壓下(恒壓24h)的滲透深度見圖5。隨陶瓷拋光磚粉摻量的增加，混凝土的滲透深度顯著增加。摻加少量陶瓷拋光磚粉可顯著降低混凝土的滲透深度，提高其抗?jié)B性能。當陶瓷拋光磚粉摻量超過20％時，混凝土的抗?jié)B深度高于未摻陶瓷拋光磚粉混凝土的滲透深度，表明混凝土的抗?jié)B性能顯著下降。30舀25越酶20蝌15100510152O253035替代率，％圖5不同陶瓷拋光磚粉摻量混凝土的j爹透深廈2

12、34氯離子擴散系數(shù)混凝土的氯離子擴散系數(shù)與其連通孔隙含量密切相關，是混凝土耐久性的重要指標。圖6表明：摻加5％一15％的陶瓷拋光磚粉可有效降低混凝土的氯離子擴散系數(shù)；當陶瓷拋光磚粉摻量超過20％時，混凝土的氯離子擴散系數(shù)遠高于未摻陶瓷拋光磚粉混凝土的氯離子擴散系數(shù)。3討論陶瓷拋光磚粉含有少量的玻璃體，具有一定的火山灰效應?！?0替代率，％圖6不同陶瓷拋光磚粉摻量混凝土的氯離子擴散系數(shù)陶瓷拋光磚粉的粒徑范圍主要在510wm，遠細于硅酸鹽水

13、泥粒度，陶瓷拋光磚粉具有顯著的“微集料效應”嘲。細小的陶瓷拋光磚粉填充于混凝土漿體中，釋放出更多的自由水。因此，摻加一定量的陶瓷拋光磚粉可以增加混凝土的坍落度、改善混凝土的和易性，混凝土的密實度也顯著提高，其硬化漿體孔結構得到細化。宏觀表現(xiàn)為混凝土強度增加，孔隙率、氣體滲透系數(shù)、壓水滲透深度及氯離子擴散系數(shù)顯著減小，說明混凝土的力學性能和耐久性得到顯著提高。當陶瓷拋光磚粉超過20％時，一方面，大量陶瓷拋光磚粉表面吸附大量的自由水，使混凝

14、土的坍落度大幅度降低，和易性變差，同時也增加了界面面積；另一方面，硅酸鹽水泥摻加減少，使水化產物數(shù)量逐漸減少；兩者共同作用使混凝土的孑L隙率較高，混凝土的力學性能和耐久性逐漸降低。因此，為保證C30混凝土的力學性能和耐久性，陶瓷拋光磚粉摻量應控制在一定范圍。4結論(1)陶瓷拋光磚粉顆粒較硅酸鹽水泥細小，具有顯著的“微集料效應”。(2)摻加5％～10％的陶瓷拋光磚粉可改善混凝土的工作性能、提高混凝土各齡期抗壓強度，同時混凝土的耐久性也得到

15、顯著提高。(3)c3o混凝土中陶瓷拋光磚粉摻量應控制在20％以內。陶瓷拋光磚粉摻量超過20％時，混凝土的力學性能和耐久性均大幅度下降。參考文獻：【1]侯來廣，曾令可陶瓷廢料的綜合利用現(xiàn)狀【J]中國陶瓷工業(yè)，2005，12(4)：41—44[2】李麗霞陶瓷廢料微粉在混凝土中優(yōu)化摻量的研究叫中國陶瓷工業(yè)，2010，46(5)：19—22[3】許愛民，曾令可陶瓷廢料的綜合利用[J】中國陶瓷工業(yè)，2006，13(6)：16—20[4】于利剛，吳

16、錦鋒，李云國，等利用陶瓷廢料作水泥混合材的試驗研究水泥，2004(10)：10—11[5]蘇達根，王功勛，鐘小敏陶瓷拋光磚粉的組成及火山灰性研究[J】水泥工程，2008(4)：22～24[6】PACHEC0—TORGALF，JALAUSReusingceramicwastesinconcretelY]ConstructionandBuildingMaterials，2010，24(5)：832—838【7】LUPINGTChloride

17、transportinconcretemeasurementandprediction[D]PhDThesis，ChalmersUniversityofTechnology，Gotenborg，Sweden，1996[8]李麗匣，王亞琴，韓躍新，等陶瓷廢料生產建筑材料的試驗研究[J1東北大學學報，2011(3)：419—422作者簡介：石正國(1979一)，男，工程師，研究方向：水工混凝土及原材料研究，工程質量檢測，實驗室管理。聯(lián)系地址