粉煤灰地聚物混凝土的抗壓性能研究

李 智 王 凱 石宵爽

（四川大學建筑與環境學院， 四川 成都 610065）

國內外多數工程均以混凝土為主要建筑物材料，但混凝土的生產、使用過程中會排放大量CO2，從而帶來環境污染的問題[1]。據估計，每生1kg的水泥會釋放0.73～0.99kg 的 CO2[2]。而粉煤灰是火力發電廠以及城市供熱系統產生的一種工業廢料，如果隨意排放到大自然， 會造成大量土地污染、空氣污染、水資源污染等嚴重的環境污染的惡劣問題。處理粉煤灰的方式方法有很多，用粉煤灰制作地質聚合物是一個非常可行的方法[3]，不僅可以減少CO2的排放，還可以實現粉煤灰再利用。

1 試驗材料

本文研究需要用到普通混凝土試件和粉煤灰基地質聚合物混凝土試件，其原料為： 普通混凝土：粗骨料（花崗巖碎石）、細骨料（普通河砂）、水泥（普通硅酸鹽水泥）、 水（普通自來水）、減水劑。地質聚合物新型混凝土：粗骨料（與普通混凝土一樣）、細骨料（與普通混凝土一樣）、 粉煤灰、堿激發液（包含氫氧化鈉 NaOH 溶液和硅酸23，配制氫氧化鈉溶液要用純凈水水，堿激發液需提前一天配制）。兩種混凝土配合比見表1

表1 兩種混凝土的配合比

2 試驗設計與分析

2.1 試驗儀器及方法

本試驗采用的試驗加載設備為 200T 液壓壓力試驗機。在 3d、7d、28d 測混凝土的抗壓強度與抗折強度均使用該試驗機。試驗測抗壓強度，將試件放到加載臺正中間直接加載；測抗折強度采用三分點加載，支座兩端各 50mm，中間兩加載點間距 100mm，將中間部分均分為三等份。

2.2 密度

在普通混凝土與地質聚合物混凝土養護 28d后，分別取出 3個標準試件150*150*150mm立方塊，擦凈立方塊表面，放到電子稱上測立方塊質量，并由此計算得到普通混凝土密度為2356 /m ,地質聚合物混凝土密度為2508 □m,可以看出，在該配比下的兩種混凝土的密度相差不是很大。

2.3 抗壓強度

在混凝土的各類力學性能指標上，抗壓強度是混凝土最基本，也是最重要的力學性能。抗壓強度的測試分別在 3d、7d、28d，詳細觀察地質聚合物混凝土抗壓強度的變化趨勢。測量的抗壓強度數據見表2。

表2 混凝土立方塊（100*100*100mm）抗壓強度

從上表可以看出，3d 時的地質聚合物混凝土的抗壓強度明顯高于普通混凝土，約高于 37.62% ；而 7d、28d 的地質聚合物混凝土的抗壓強度則小于普通混凝土，分別低于 1.58% ，3.93%。同時可以看出,兩種混凝土抗壓強度總的變化趨勢是隨著養護時間的增加，抗壓強度逐漸增大。并且,普通混凝土的增加趨勢比地質聚合物混凝土增加的更快。

3 結論

綜合以上的數據以及圖表可以得出以下結論：

（1）早期地質聚合物混凝土的抗壓強度明顯高于普通混凝土抗壓強度，隨后地質聚 合物混凝土的抗壓強度逐漸低于普通混凝土。

（2）普通混凝土的抗壓強度隨時間增加而增大，地質聚合物混凝土開始有略微下降， 隨后抗壓強度隨時間增加而增大。

（3）普通混凝土抗壓強度增長速率略高于地質聚合物混凝土。