稻殼混凝土強(qiáng)度與導(dǎo)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(zhì)量檢測(cè)有限公司，重慶 北部新區(qū) 401122）(3.重慶交通職業(yè)學(xué)院，重慶 雙福新區(qū) 402247）

稻殼混凝土強(qiáng)度與導(dǎo)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(zhì)量檢測(cè)有限公司，重慶 北部新區(qū) 401122）(3.重慶交通職業(yè)學(xué)院，重慶 雙福新區(qū) 402247）

隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)節(jié)能環(huán)保要求越來越高，以前的粘土磚已不能滿足社會(huì)對(duì)節(jié)約資源和能源的要求。2010年稻谷產(chǎn)量達(dá)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(guó)當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一，隨著電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加，2010年達(dá)到將近3億噸。稻殼、粉煤灰都是生產(chǎn)活動(dòng)之后的廢棄物，但其有著優(yōu)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(duì)這兩種材料進(jìn)行利用，不論從環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)方面都有著重要的意義。本文是對(duì)由稻殼、水泥、粉煤灰、水和膠水組成的稻殼混凝土強(qiáng)度與導(dǎo)熱性能的研究。

稻殼；粉煤灰；稻殼混凝土；強(qiáng)度；導(dǎo)熱性能

1 引言

民用建筑和工業(yè)建筑都需要節(jié)能，傳統(tǒng)的燒結(jié)實(shí)心粘土磚需要消耗大量的粘土和能源，嚴(yán)重占用耕地，不利于可持續(xù)發(fā)展。對(duì)于稻殼這種廢棄物，我們中國(guó)廣大地區(qū)擁有很多的稻谷，2010年的稻谷產(chǎn)量達(dá)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(chǎn)量。在當(dāng)今社會(huì)，對(duì)環(huán)境材料的需求是越來越多，在建筑方面，對(duì)于生態(tài)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(duì)環(huán)境造成的污染，也可以解決現(xiàn)在建筑上對(duì)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(dǎo)熱系數(shù)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(xì)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(jià)，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(yàn)方法

表2 -1

按設(shè)計(jì)配合比計(jì)算材料用量，稱量各種原材料，在砂漿攪拌機(jī)中攪拌，先預(yù)拌一次，然后開始正式攪拌，總攪拌時(shí)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(yàn)?zāi)＞?和150mm x 150mm x 30mm試驗(yàn)?zāi)＞撸ㄓ米鲗?dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定）中成型。稻殼混凝土成型24h后拆模，在標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)室養(yǎng)護(hù)28天取出進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)分兩個(gè)系列。

2.1 不同稻殼摻量、不同粉煤灰摻量對(duì)稻殼混凝土導(dǎo)熱性能和強(qiáng)度的影響

2.1.1 系列Ⅰ

1.研究不同稻殼摻量對(duì)稻殼混凝土導(dǎo)熱性能和強(qiáng)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(yàn)試件分為4組28天常溫養(yǎng)護(hù)150mm x 150mm x 30mm試件，組28天標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)40 mm x 40 mm x l60 mm試件。對(duì)每組稻殼混凝土試件分別進(jìn)行導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定試驗(yàn)、抗折抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

2.本試驗(yàn)主要采用稻殼進(jìn)行不等量摻入試件（如表 2-1），以相同試件尺寸的試件進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析試驗(yàn)。將養(yǎng)護(hù)28 d的稻殼混凝土試件取出后分別采用快速導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀測(cè)定法、抗折抗壓強(qiáng)度測(cè)定法對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)熱系數(shù)和強(qiáng)度試驗(yàn)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2.1.2 系列Ⅱ

1.研究不同粉煤灰摻量對(duì)混凝土導(dǎo)熱性能和強(qiáng)度的影響。（該試驗(yàn)是在稻殼摻量為25%的基礎(chǔ)上進(jìn)行，粉煤灰摻量比例為粉煤灰占水泥的質(zhì)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(yàn)試件分為5組28天常溫養(yǎng)護(hù)150mm x 150mm x 30mm試件， 5組28天標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)40 mm x 40 mm x l60 mm試件。對(duì)每組稻殼混凝土試件分別進(jìn)行導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定試驗(yàn)、抗折抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)。

2. 本試驗(yàn)主要采用稻殼進(jìn)行不等量摻入試件（如表2-2），以相同試件尺寸的試件進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比分析試驗(yàn)。將養(yǎng)護(hù)28 d的稻殼混凝土試件取出后分別采用快速導(dǎo)熱系數(shù)測(cè)定儀測(cè)定法、抗折抗壓強(qiáng)度測(cè)定法對(duì)其進(jìn)行導(dǎo)熱系數(shù)和強(qiáng)度試驗(yàn)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

3 試驗(yàn)結(jié)果及數(shù)據(jù)分析

3.1 稻殼混凝土的試驗(yàn)數(shù)據(jù)

按照實(shí)驗(yàn)規(guī)范，對(duì)不同稻殼摻量、不同粉煤灰摻量的稻殼混凝土進(jìn)行了導(dǎo)熱系數(shù)、抗折抗壓強(qiáng)度的測(cè)定，通過測(cè)定對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了記錄并整理計(jì)算（數(shù)據(jù)表部分省略，結(jié)果直接參照分析圖表）。

3.2 稻殼混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)、抗折抗壓強(qiáng)度

通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得到稻殼混凝土導(dǎo)熱系數(shù)、抗折抗壓強(qiáng)度隨稻殼摻量與粉煤灰摻量的變化圖：

圖3-1 （導(dǎo)熱系數(shù)隨稻殼摻量變化圖）

圖3-2 （抗折強(qiáng)度隨稻殼摻量變化圖）

圖3-3 （抗壓強(qiáng)度隨稻殼摻量變化圖）

圖3-4 （導(dǎo)熱系數(shù)隨粉煤灰摻量變化圖）

圖3-5 （抗折強(qiáng)度隨粉煤灰摻量變化圖）

圖3-6 （抗壓強(qiáng)度隨粉煤灰摻量變化圖）

3 主要結(jié)論

本文通過對(duì)不同稻殼摻量、不同粉煤灰摻量的稻殼混凝土進(jìn)行導(dǎo)熱性能與抗壓抗折強(qiáng)度的研究，得出了以下結(jié)論：

1.導(dǎo)熱系數(shù)隨著稻殼摻量的變化是逐漸降低的趨勢(shì)，剛開始降低速率比較快，稻殼摻量達(dá)到20%以后，導(dǎo)熱系數(shù)降低速率趨于一致。

2.抗折、抗壓強(qiáng)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(dǎo)熱系數(shù)在最開始是逐漸減小，然后再升高。粉煤灰的加入會(huì)對(duì)稻殼混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)的降低有利，但是當(dāng)粉煤灰替代量達(dá)到一定的程度時(shí)，它的導(dǎo)熱系數(shù)反而會(huì)上升。

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

結(jié)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(duì)保護(hù)環(huán)境、節(jié)約資源等方面有著重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，在保溫墻應(yīng)用方面有著實(shí)際的指導(dǎo)意義。

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管曉剛（1989－），男，重慶永川人，學(xué)士，研究方向?yàn)橥聊竟こ?。?09011842@qq.com）

TQ177.6

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1007-6344（2016）03-0298-02

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