淺談陶瓷拋光磚廢漿對(duì)混凝土性能的影響

謝浩　　潘啟財(cái)（佛山市匯江混凝土有限公司）

淺談陶瓷拋光磚廢漿對(duì)混凝土性能的影響

謝浩潘啟財(cái)
（佛山市匯江混凝土有限公司）

本文研究了以陶瓷拋光磚廢漿取代部分礦物摻合料，對(duì)比相應(yīng)混凝土的性能，外加劑摻量變化，分析陶瓷拋光磚廢漿取代部分礦物摻合料應(yīng)用于實(shí)際的混凝土中的可行性。

陶瓷；拋光磚；廢漿；摻合料

1　前言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)及陶瓷業(yè)的快速發(fā)展，陶瓷工業(yè)廢料日益增多，不僅對(duì)城市環(huán)境造成巨大壓力，而且限制了城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及陶瓷工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展［1］。

在2007年的佛山環(huán)境統(tǒng)計(jì)中，陶瓷行業(yè)“貢獻(xiàn)”了大部分的工業(yè)粉塵、二氧化硫、氮氧化合物和工業(yè)廢氣排放量。2008年4月，佛山連續(xù)出臺(tái)三個(gè)文件進(jìn)行行業(yè)整治，截止2010年底，僅剩60余家企業(yè)還保有生產(chǎn)線。即便如此，佛山市禪城區(qū)周邊陶瓷企業(yè)每年也能產(chǎn)生500萬噸左右的陶瓷拋光磚廢渣廢漿水，嚴(yán)重污染了佛山南莊周邊的所有河流河道。

蘇達(dá)根、王功勛、鐘小敏等人采用Χ射線衍射分析玻璃相含量及硅、鋁離子的溶出量分析等研究了工業(yè)廢渣陶瓷拋光磚粉的組成和火山灰活性。有研究表明陶瓷粉的火山灰活性甚至高于粉煤灰［2、3］，但是陶瓷拋光磚粉中氯離子含量在0.011～0.203%范圍內(nèi)波動(dòng)，其氯含量主要來自于拋光磨頭和絮凝劑，而且有些拋光磚粉中還含有一些有機(jī)樹脂材料，這些都給拋光磚粉作為混凝土的摻合料的應(yīng)用帶來困難。本論文試驗(yàn)針對(duì)兩種不同的陶瓷拋光磚廢漿進(jìn)行設(shè)計(jì)，應(yīng)用于C45、C60對(duì)其在混凝土中的摻量進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)比其外加劑摻量的變化，分析陶瓷拋光磚廢漿取代部分礦物摻合料應(yīng)用于實(shí)際的混凝土中的可行性。

2　試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)原材料

⑴水泥。采用華潤(rùn)水泥PⅡ42.5R，其化學(xué)成分及物理性能見表1。

表1　P.Ⅱ42.5水泥的物理性能

⑵粉煤灰。采用橋贏Ⅱ級(jí)粉煤灰，其部分性能指標(biāo)如表2所示，其性能滿足規(guī)范要求。

表2　粉煤灰的性能指標(biāo)

⑶礦粉。采用S95粒化高爐礦渣粉（簡(jiǎn)稱S95礦粉），其性能指標(biāo)如表3所示。

表3　礦粉S95性能指標(biāo)

⑷粗骨料。采用5～25mm連續(xù)級(jí)配碎石，壓碎值7，含泥量0.3%。

⑸細(xì)骨料。河砂采用北江中砂，細(xì)度模數(shù)為2.4。河砂的物理性能如表4所示。

⑹陶瓷拋光磚廢漿：后簡(jiǎn)稱漿料A，白色，固含量為81%（加入絮凝劑，除去大部分的水）；漿料B，黑色，固含量為78%（加入絮凝劑，除去大部分的水）。陶瓷拋光磚廢料微粉（后簡(jiǎn)稱：陶瓷粉）。其物理性能指標(biāo)如表5所示。

表4　河砂的物理性能指標(biāo)

表5　陶瓷漿料及陶瓷粉的物理性能指標(biāo)

⑺水：采用廠所用的自來水。

⑻減水劑，科之杰新材料集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的聚羧酸類減水劑，固含量19.6%。

2.2 試驗(yàn)配合比

設(shè)計(jì)配合比采用陶瓷漿料A、漿料B和陶瓷微粉取代粉煤灰，取代率分別為0%、50%、100%，其基本的試驗(yàn)配合比見表6、表7。按照表6、表7的試驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)，對(duì)混凝土拌合物性能、混凝土強(qiáng)度及混凝土電通量進(jìn)行了測(cè)試，檢測(cè)結(jié)果見表8、表9。

具體的試驗(yàn)抗壓強(qiáng)度對(duì)比圖如圖1所示。

從試驗(yàn)數(shù)據(jù)看，漿料可以應(yīng)用于實(shí)際的混凝土中，并且可以取代部分的礦物摻合料，具有很好的發(fā)展前景。而且無論是白色漿料A還是黑色漿料B，應(yīng)用于混凝土中，在保證相同工作性的情況下，能夠降低外加劑的摻量。從另外一方面也反映出，需水比：陶瓷粉＞粉煤灰＞硅漿，且加入漿料后的混凝土，其整體的作用效果優(yōu)于陶瓷粉，對(duì)混凝土的坍落度損失的影響較小。但是加入漿料后，混凝土的料較黏（在試驗(yàn)過程中，有點(diǎn)粘鐵鍬）。特別地，應(yīng)用于高標(biāo)號(hào)時(shí)，此現(xiàn)象尤為明顯。

表6　C45混凝土配合比

從強(qiáng)度方面著手考慮，無論是白色漿料A還是黑色漿料B，加入漿料后的抗壓強(qiáng)度要略微低一點(diǎn)，而摻入陶瓷粉后的混凝土的抗壓強(qiáng)度要高一些。對(duì)比如下：抗壓強(qiáng)度的影響，摻入陶瓷粉的混凝土＞摻入粉煤灰的混凝土＞摻入漿料的混凝土。

表7　C60混凝土配合比

表8　C45混凝土配合比試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表9　C60混凝土配合比試驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖1　混凝土抗壓強(qiáng)度對(duì)比圖

從耐久性方面考慮，摻入漿料后的混凝土能改善混凝土的耐久性。從表8、表9中可以看出，對(duì)比C45的三組試件：①SP01、SP02、SP03；②SP04、SP05、SP06，③SP07、SP08、SP09，隨著漿料摻量的增加，電通量越來越小。SP01＞SP02＞SP03；SP04＞SP05＞SP06；SP07＞SP08＞SP09。同樣的，對(duì)比C60的三組試件：④SP10、SP11、SP12，⑤SP13、SP14、SP15，⑥SP16、SP17、SP18，隨著漿料摻量的增加，電通量越來越小。SP10＞SP11＞SP12；SP13＞SP14＞SP15；SP16＞SP17＞SP18。

3　結(jié)論

⑴陶瓷拋光磚廢漿可以應(yīng)用于實(shí)際的混凝土中，并且可以取代部分的礦物摻合料，具有很好的發(fā)展情景。在保證相同工作性能的情況下，摻入陶瓷拋光磚廢漿的混凝土使用的外加劑摻量要略低。

⑵從對(duì)抗壓強(qiáng)度的影響著手考慮，摻入陶瓷粉的混凝土的抗壓強(qiáng)度最大，其次是摻入粉煤灰的混凝土。摻入陶瓷拋光磚廢漿的混凝土，其抗壓強(qiáng)度要略微低一點(diǎn)。

⑶從耐久性方面考慮，摻入陶瓷拋光磚廢漿后的混凝土能改善混凝土的耐久性。

［1］侯來廣，曾令可.陶瓷廢料的綜合利用現(xiàn)狀［J］.中國(guó)陶瓷工業(yè)，2005，12（4）：41-44

［2］王功勛.陶瓷拋光磚粉作輔助膠凝材料的火山灰性［J］.硅酸鹽學(xué)報(bào)，2010，38（7）：1229-1234.

［3］王功勛，蘇達(dá)根，趙一翔.陶瓷拋光磚粉制備蒸壓硅酸鹽制品［J］.華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2008，36（7）：124-127.