新型建筑功能材料

建筑材料与工程1105班 韩卫卫 1049721100049 1 脱硫石膏基加气混凝土

(武汉理工大学，国家重点实验室，武汉430070，中国)

[摘要] 本文通过对影响免蒸压脱硫石膏基加气混凝土抗压强度、体积密

度和浇筑稳定性的水胶比、料浆温度及养护条件等因素的研究，得出不同的养护条件对制品的强度影响很大，而且粉煤灰、水泥、生石灰等原料的掺量和养护条件都存在一个最佳值和最佳范围，只有其达到最佳掺量和最佳范围时，才能确保免蒸压脱硫石膏基加气混凝土的性能最好。 [关键词] 脱硫石膏，加气混凝土，免蒸压，节能

FGD gypsum—based aerated concrete Han Wei Wei (Wuhan University of Technology, State Key Laboratory, Wuhan430074, China)

Abstract：Based on the impact from the desulfurization gypsum based

autoclaved aerated concrete compressive strength, volume density and casting of the stability of the water-binder ratio, pulp temperature and maintenance condition of the factors such as research, come to different maintenance condition of the strength of the products impact, and fly ash, cement, lime, the mixed quantity of raw materials and maintenance condition has a best value and the best range, only to the optimum content and the best range, can ensure that exemption autoclaved aerated concrete desulfurization 建筑材料与工程1105班 韩卫卫 1049721100049 2 gypsum and the performance is the best.

Keywords : FGD gypsum,aerated concrete, non—autoclaved,

Energy—saving

前言 脱硫石膏粉煤灰制品具有节能、环保、隔音、隔热等良好性能；加气混凝土具有轻质、利废、保温和节能的优点。近些年来，无论是对于脱硫石膏粉煤灰制品的研究，还是加气混凝土的研究，国内外都已取得了丰硕的成果。但是在它们的生产过程中，存在着耗能过多，污染大等现象，没有达到节能环保的要求，当然也不利于其长远的发展，并且国内外对于脱硫石膏基加气混凝土的研究还相对较少，因此对于耗能少，又环保的免蒸压脱硫石膏基加气混凝土的研究变得十分必要。这不仅将实现节能减排的要求，而且更利于其的长期发展[1 2 3]。 1原料选择 实验主要原料包括：脱硫石膏、粉煤灰、水泥熟料、生石灰和一些试验所用的其他化学试剂（比如发气剂、缓凝剂等）。 ①粉煤灰：Ⅱ级粉煤灰，筛余为0.38%（80μm筛），比表面积为470㎡/㎏。 ②水泥：P.O42.5，相对密度为3.10，比表面积350㎡/㎏。 ③生石灰：磨细至4900孔/cm3筛的余量13%，有效CaO含量为78%，消化时间5—10min。 ④脱硫石膏的相关参数如下表1—1。 表1—1 脱硫石膏 建筑材料与工程1105班 韩卫卫 1049721100049 3 参数 烧失量 标准稠度用水量 初凝时间 终凝时间 抗压强度 脱硫石膏 2.7 0.65 6min 12min 13MPa ⑤发气剂和稳泡剂：铝粉和铝粉脱脂稳泡剂 ⑥混凝剂：柠檬酸钠 2实验方法 ⑴石膏及其复合胶结材的标准稠度用水量、流动度损失（50s,120s），凝结时间、强度测试按GB97776-88《建筑石膏》规定的方法实验[4]。 ⑵脱硫石膏基加气混凝土材料的干体积密度的测定主要步骤：将试件放入电热鼓风干燥箱内，在45±5℃下烘至恒重，即一般再进行24h烘干后冷却至室温称重。 ⑶抗压强度的测定采用WE-30型液压式万能材料试验机测定制品的破坏载荷，按GBJ81-85《普通混凝土力学性能实验方法》进行测定[5]。 ⑷采用XRD和SEM等测试方法对制品的微观结构进行研究，进而从微观来解释宏观的现象。 3实验研究 3.1粉煤灰掺量对脱硫石膏基加气混凝土性能影响的研究 混凝土配制中加入粉煤灰，不仅能降低混凝土材料的成本，而且也能降低混凝土的水化热，提高混凝土的抗渗和抗腐蚀等性能,节约了水泥用量[12 13 14]。而且马海英等的研究也表明，当粉煤灰添加到混凝土中后，因会产生较多的水化硅酸钙凝胶（C—S—H凝胶），填充于水泥石孔隙中，使混凝土结构变得致密，从而提高了混凝土的抗渗透性能[15]。所以在混凝土中添加粉煤灰矿物掺合料，具有很重要的现实意义。 建筑材料与工程1105班 韩卫卫 1049721100049 4 粉煤灰是一种混凝土中主要的活性掺合料。其主要成分SiO2,A12O3

和Fe2 O3，它们能与水泥水化中的Ca(OH ) 2发生化学反应，生成水化产

物，可起到改善混凝土孔结构，增加混凝土密实性、提高后期强度、有效降低水化热及抑制骨料碱活性等作用，而且用其代替部分水泥、对降低混凝土工程造价的经济效果也十分显著[16]。 表3—1 制品配合比 编号 粉煤灰（%） 石膏（%） 水泥（%） 生石灰（%） 水灰比（%） 1 0 80 10 10 0.46 2 10 70 10 10 0.46 3 20 60 10 10 0.46 4 30 50 10 10 0.44 5 40 40 10 10 0.44

表3—2 粉煤灰掺量对抗压强度的影响

编 号 标准养护后绝干（MPa） 自然养护后绝干（MPa） 湿热养护后绝干（MPa） 7d 28d 7d 28d 7d 28d 1 1.8 1.6 2.6 2.8 2.7 2.7 2 1.8 1.5 2.3 2.6 2.9 3.1 3 1.7 1.3 1.8 2.3 3.4 3.6 4 1.4 1.0 1.5 1.6 3.6 3.6 5 1.0 0.8 1.1 1.0 3.4 3.2 建筑材料与工程1105班 韩卫卫 1049721100049

5 0102030401.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.03.23.43.6

图3—1 粉煤灰掺量对影响混凝土7d强度的抗压强度 (MPa)

粉煤灰掺量 (%)

7d(标养) 7d(自养) 7d(湿热养)

0102030400.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.03.23.43.6图3—2 粉煤灰掺量对混凝土28d强度的影响抗压强度 (MPa)

粉煤灰掺量 (%)

28d(标养) 28d(自养) 28d(湿热养)

从以上两图中可以看出，在自然养护和标准养护条件下，随着粉煤灰的掺量的增加，脱硫石膏基加气混凝土硬化体的7d和28d抗压强度均减小，这是因为粉煤灰的活性比水泥低，粉煤灰的活性在短期内不能完全发挥，早期强度主要由水泥提供，而且粉煤灰掺量越大，其强度增加的时间也越长[13]。而在湿热养护条件下，抗压强度是先增大后减小。 由于粉煤灰的化学组成中ω（CaO）/ω（SiO2） 小，所以在玻璃体中[SiO4]4—的聚合度高，形成较连续的三维网络结构，而造成粉煤灰的活建筑材料与工程1105班 韩卫卫 1049721100049 6 性较低[12]，故粉煤灰的掺入会降低水泥混凝土体系的早期强度。前期粉

煤灰的加入只起到填料的作用，后期强度随着龄期的增长而增长。经试验研究，发现当粉煤灰的掺量在20~30%时，其制品性能为最佳[6 7]。 3.2水泥掺量脱硫石膏基加气混凝土性能影响的研究

表3—3 制品配合比 编号 水泥（%） 石膏（%） 粉煤灰（%） 生石灰（%） 水灰比（%） 1 5 65 20 10 0.48 2 10 60 20 10 0.48 3 15 55 20 10 0.48 4 20 50 20 10 0.48 5 25 45 20 10 0.48 6 30 40 20 10 0.48

表3—4 水泥掺量对加气混凝土性能的影响

编 号 抗压强度（MPa） 体积密度

7d 28d Kg/m3 1 1.8 2.1 703 2 2.2 2.5 726 3 2.7 3.2 743 4 3.1 3.6 762 5 2.9 3.2 751 6 2.5 2.3 743