稻殼混凝土強度與導熱性能的研究

管曉剛 王志勇

（1.中鐵九局重慶分公司，重慶 渝北 401121 2.重慶交建土木工程質量檢測有限公司，重慶 北部新區 401122）(3.重慶交通職業學院，重慶 雙福新區 402247）

稻殼混凝土強度與導熱性能的研究

管曉剛1王志勇2，3

（1.中鐵九局重慶分公司，重慶 渝北 401121 2.重慶交建土木工程質量檢測有限公司，重慶 北部新區 401122）(3.重慶交通職業學院，重慶 雙福新區 402247）

隨著社會的發展，對節能環保要求越來越高，以前的粘土磚已不能滿足社會對節約資源和能源的要求。2010年稻谷產量達到了3940億斤，稻殼重量約占稻谷重量的20%，稻殼堆積密度大約在111kg/m3，有良好的保溫隔熱性能。粉煤灰是我國當前排量較大的工業廢渣之一，隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加，2010年達到將近3億噸。稻殼、粉煤灰都是生產活動之后的廢棄物，但其有著優良的性能，稻殼可以代替混凝土中的骨料，粉煤灰可以代替部分水泥，對這兩種材料進行利用，不論從環境保護和經濟方面都有著重要的意義。本文是對由稻殼、水泥、粉煤灰、水和膠水組成的稻殼混凝土強度與導熱性能的研究。

稻殼；粉煤灰；稻殼混凝土；強度；導熱性能

1 引言

民用建筑和工業建筑都需要節能，傳統的燒結實心粘土磚需要消耗大量的粘土和能源，嚴重占用耕地，不利于可持續發展。對于稻殼這種廢棄物，我們中國廣大地區擁有很多的稻谷，2010年的稻谷產量達到了3940億斤，而稻殼重量約占稻谷重量的 20%，因而算下來，稻殼也有很大的產量。在當今社會，對環境材料的需求是越來越多，在建筑方面，對于生態混凝土這種新型建材也是有著越來越高的要求，用稻殼、沙子、水泥和一些添加劑混合配制而成，這樣既可以解決稻殼對環境造成的污染，也可以解決現在建筑上對保溫材料的需求。干燥稻殼的堆積密度在111kg/m3左右，很明顯，它屬于輕骨料的范疇，用它做混凝土的骨料，還可以降低混凝土的密度，減輕自重，降低導熱系數從而改善混凝土的保溫性能。粉煤灰，是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰，粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。粉煤灰在混凝土中的合理使用，不但能部分替代水泥，降低工程造價，而且由于其特有的性能可以很有效地用于各種使用要求的混凝土中，改善和提高混凝土的性能。

2 試驗方法

表2 -1

按設計配合比計算材料用量，稱量各種原材料，在砂漿攪拌機中攪拌，先預拌一次，然后開始正式攪拌，總攪拌時間為3min。將攪拌均勻的稻殼混凝土分別裝入40 mm x 40 mm x l60 mm試驗模具 和150mm x 150mm x 30mm試驗模具（用作導熱系數的測定）中成型。稻殼混凝土成型24h后拆模，在標準試驗室養護28天取出進行試驗。試驗分兩個系列。

2.1 不同稻殼摻量、不同粉煤灰摻量對稻殼混凝土導熱性能和強度的影響

2.1.1 系列Ⅰ

1.研究不同稻殼摻量對稻殼混凝土導熱性能和強度的影響。（其中稻殼摻量比例為稻殼占水泥的重量比，水灰比為0.6）

稻殼混凝土試驗試件分為4組28天常溫養護150mm x 150mm x 30mm試件，組28天標準養護40 mm x 40 mm x l60 mm試件。對每組稻殼混凝土試件分別進行導熱系數測定試驗、抗折抗壓強度試驗。

2.本試驗主要采用稻殼進行不等量摻入試件（如表 2-1），以相同試件尺寸的試件進行數據對比分析試驗。將養護28 d的稻殼混凝土試件取出后分別采用快速導熱系數測定儀測定法、抗折抗壓強度測定法對其進行導熱系數和強度試驗，并進行數據分析。

2.1.2 系列Ⅱ

1.研究不同粉煤灰摻量對混凝土導熱性能和強度的影響。（該試驗是在稻殼摻量為25%的基礎上進行，粉煤灰摻量比例為粉煤灰占水泥的質量比，水灰比為0.6）

表2 -2

1 0% 2 10% 3 15.00% 4 20.00% 5 25.00%

稻殼混凝土試驗試件分為5組28天常溫養護150mm x 150mm x 30mm試件， 5組28天標準養護40 mm x 40 mm x l60 mm試件。對每組稻殼混凝土試件分別進行導熱系數測定試驗、抗折抗壓強度試驗。

2. 本試驗主要采用稻殼進行不等量摻入試件（如表2-2），以相同試件尺寸的試件進行數據對比分析試驗。將養護28 d的稻殼混凝土試件取出后分別采用快速導熱系數測定儀測定法、抗折抗壓強度測定法對其進行導熱系數和強度試驗，并進行數據分析。

3 試驗結果及數據分析

3.1 稻殼混凝土的試驗數據

按照實驗規范，對不同稻殼摻量、不同粉煤灰摻量的稻殼混凝土進行了導熱系數、抗折抗壓強度的測定，通過測定對數據進行了記錄并整理計算（數據表部分省略，結果直接參照分析圖表）。

3.2 稻殼混凝土的導熱系數、抗折抗壓強度

通過試驗數據可以得到稻殼混凝土導熱系數、抗折抗壓強度隨稻殼摻量與粉煤灰摻量的變化圖：

圖3-1 （導熱系數隨稻殼摻量變化圖）

圖3-2 （抗折強度隨稻殼摻量變化圖）

圖3-3 （抗壓強度隨稻殼摻量變化圖）

圖3-4 （導熱系數隨粉煤灰摻量變化圖）

圖3-5 （抗折強度隨粉煤灰摻量變化圖）

圖3-6 （抗壓強度隨粉煤灰摻量變化圖）

3 主要結論

本文通過對不同稻殼摻量、不同粉煤灰摻量的稻殼混凝土進行導熱性能與抗壓抗折強度的研究，得出了以下結論：

1.導熱系數隨著稻殼摻量的變化是逐漸降低的趨勢，剛開始降低速率比較快，稻殼摻量達到20%以后，導熱系數降低速率趨于一致。

2.抗折、抗壓強度都是隨著稻殼摻量的增加而降低的。

3. 粉煤灰替代水泥的量的增加，導熱系數在最開始是逐漸減小，然后再升高。粉煤灰的加入會對稻殼混凝土的導熱系數的降低有利，但是當粉煤灰替代量達到一定的程度時，它的導熱系數反而會上升。

4.粉煤灰的摻入會降低稻殼混凝土的抗折抗壓強度，而摻入的越多也就降低的越多。粉煤灰對稻殼混凝土前期強度的提高沒有作用。

結果表明稻殼混凝土具有良好的保溫性能，而且是利用稻殼、粉煤灰這類廢棄資源，對保護環境、節約資源等方面有著重要的經濟價值，在保溫墻應用方面有著實際的指導意義。

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管曉剛（1989－），男，重慶永川人，學士，研究方向為土木工程。（309011842@qq.com）

TQ177.6

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1007-6344（2016）03-0298-02

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