秸稈灰混凝土在我國的應(yīng)用研究進(jìn)展

鄧濤

[摘要]綜合評(píng)述了我國秸稈灰混凝土的應(yīng)用研究進(jìn)展，分析了秸稈灰在混凝土中的應(yīng)用前景。本文介紹了秸稈灰的物質(zhì)組成和水泥相互作用以及秸稈灰混凝土的性能，最后對其在實(shí)際工程中的應(yīng)用進(jìn)行展望，提出了今后的研究應(yīng)該注意的一些問題。

[關(guān)鍵詞]秸稈灰；混凝土；研究進(jìn)展

文章編號(hào)：2095 - 4085（ 2018） 03 - 0011 - 02

秸稈灰混凝土（ straw ash concrete）是通過對秸稈進(jìn)行高溫處理得到具有火山灰活性、可循環(huán)利用等特點(diǎn)的生物質(zhì)灰分，并將灰分替換水泥制備的綠色混凝土建材。在資源和環(huán)境日益重要的大背景下，采用秸稈灰替代部分水泥熟料，符合建筑行業(yè)綠色可持續(xù)發(fā)展的要求。

1 秸稈灰微觀結(jié)構(gòu)及應(yīng)用機(jī)理

在對稻殼灰、玉米秸稈灰、稻桿灰、麥稈灰、油菜秸稈灰等的灰分分析中發(fā)現(xiàn)秸稈灰的主要組成組成成分是Si02其含量可以達(dá)到60%～ 70%左右，除此之外還含有一些其他的K+，Ca2+，Mg2+，Na+，Al3+，F(xiàn)e3+等元素，而納米尺度的Si0，粒子和納米尺度的大量孔隙，使得秸稈灰具有巨大的比表面積、超高火山灰活性，秸稈灰高火山灰活性的性質(zhì)，就使得秸稈灰可以在一定程度下代替水泥作為膠凝材料[1-3]。秸稈灰中具有水硬活性的物質(zhì)，活性Si02和活性Al203，與水水化過程中產(chǎn)生的Ca（ OH）2發(fā)生二次反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣凝膠，可以填充在混凝土孔隙中，提高混凝土的密實(shí)性，防止混凝土被硫酸根離子侵蝕，對混凝土的密實(shí)度和防硫酸鹽侵蝕都有一定的改善作用[4]。

2 秸稈灰混凝土性能研究

秸稈灰的摻量和種類對秸稈灰混凝土性能有較大影響。一般來說較少摻量的秸稈灰對混凝土的抗壓性能有一定的增強(qiáng)作用，在相同水膠比的情況下，稻殼灰代替部分水泥摻量在10%～20%作為膠凝材料時(shí)，可提高高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度lOMPa以上[5]；秸稈灰摻量過高，秸稈灰中的金屬離子和固定碳，會(huì)對秸稈灰混凝土的后期耐久性能產(chǎn)生較大的不利影響，稻殼灰用量的增加，試件的抗壓、抗彎、抗折強(qiáng)度均有所降低，稻殼灰的添加量在10%左右為宜[2]，適量的麥秸稈灰能提高混凝土早期強(qiáng)度，麥秸稈灰摻量在5%內(nèi)為宜，麥秸稈灰對混凝土后期強(qiáng)度影響較小[6]。較多摻量的秸稈灰對混凝土的工作性能和耐久性性能也有較為不利的影響，秸稈灰中含有的金屬元素和未燃燒形成的固定碳會(huì)加速秸稈灰混凝土的坍落度損失，使得混凝土的和易性下降，隨著麥秸稈灰摻加量的增加，混凝土的坍落度損失會(huì)越來越大；同時(shí)由于大量金屬離子的存在會(huì)導(dǎo)致秸稈灰混凝土的后期過程中出現(xiàn)鹽析現(xiàn)象，影響混凝土的耐久性[6]。一定摻量的秸稈灰，可提高混凝土的密實(shí)性，減少硫酸根離子進(jìn)入混凝土內(nèi)部[4]，用油菜秸稈灰代替水泥，當(dāng)水膠比越小，油菜秸稈灰分混凝土的抗硫酸鹽侵蝕性能越強(qiáng)；等量摻入15%油菜秸稈灰分替代水泥，能夠獲得最佳抗硫酸鹽侵蝕效果；油菜秸稈灰分混凝土抗硫酸鹽侵蝕能力相較普通混凝土增強(qiáng)約46%[7，8]。由于秸稈灰摻入混凝土中會(huì)對混凝土造成不利的影響，因此可考慮參加一些其他的外加劑來減少秸稈灰的不利影響，在油菜秸稈灰混凝土中摻加硅粉可以提高混凝土的表觀密度，改善其粘聚性和保水性[9，10]。

3 展望

目前來看，國內(nèi)對秸稈灰混凝土的研究較少，并未引起足夠的重視，在未來的研究中應(yīng)該注意以下問題：（1）由于秸稈灰含有大量的金屬離子和固定碳，不利于后期混凝土的質(zhì)量和耐久性，避免這些物質(zhì)給混凝土帶來的不利影響需要進(jìn)一步進(jìn)行研究。（2）目前大量的研究集中在對秸稈灰混凝土的力學(xué)性能研究上，對秸稈灰混凝土的耐久性、和易性、保溫性、吸濕放濕性等工作性能研究不夠。（3）目前秸稈灰混凝土的研究還只是停留在理論研究的層面，在工程實(shí)踐中的應(yīng)用研究和系統(tǒng)性研究不足。

參考文獻(xiàn)：

[1]歐陽東，陳楷.低溫焚燒稻殼灰的顯微結(jié)構(gòu)及其化學(xué)活性[J].硅酸鹽學(xué)報(bào)，2003，1（11）：1121 -1124.

[2]梁世慶，孫波成，稻殼灰混凝土性能研究[J].混凝土，2009，（ 02）：73 - 75.

[3]劉巧玲，劉保華，張強(qiáng)，灰化條件對油菜秸稈灰分特性的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，39 （1）：107 - 110.

[4]牛全林，張勇.礦物質(zhì)混合材對水泥砂漿抗硫酸鹽腐蝕的影響[J].硅酸鹽學(xué)報(bào)，2006，34（1）：114 -117.

[5]歐陽東.納米SiO2低溫稻殼灰用于混凝土的研究[J].建筑石膏與膠凝材料，2003，（08）：7 -8.

[6]陳超，黃快忠.秸稈灰對混凝土性能的影響及應(yīng)用展望[J].商品混凝土，2014，（07）：27 - 30.

[7]劉俊，牛荻濤，宋華，摻合料對混凝土抗硫酸鹽侵蝕性能的影響[J].混凝土，2014，（03）：79 - 83.

[8]黃偉，劉保華，齊臻，等，油菜秸稈灰分混凝土抗硫酸鹽的侵蝕性能[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，42（2）：222 - 224.

[9]張強(qiáng)，劉保華，劉巧玲，等，雙摻油菜秸稈灰分和硅粉對混凝土性能的影響[J].湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014 ，40（3）：334 - 336.

[10]張強(qiáng)，李耀莊，劉保華.秸稈資源在混凝土中應(yīng)用的研究進(jìn)展[J].硅酸鹽通報(bào)，2015，34（4）：1000 -1003.