混凝土掺合料中应用陶瓷抛光砖粉分析

材料应用于水泥、混凝土的制作工序中具有一定的理论基础。目前，粉煤灰、矿渣等资源日益短缺，合理开发利用抛光砖粉能有效解决混凝土掺合料资源短缺的问题。

2 陶瓷抛光砖粉作混凝土掺合料的研究背景与意义

当前，我国面临着生态环境基础薄弱、人口膨胀、人均资源短缺等险峻问题，人类在开发新资源，创造经济财富的同时，也在破坏着人类赖以生存的家园，经济发展与保护生态环境的矛盾日益激化。在此背景下，实施可持续发展战略是中华民族彻底摆脱贫困、创建高度文明的明智之举。材料是人类发展中的重要物质基础，为了实现经济社会的可持续发展，我国应加快开发新材料。在生产活动中，人类对新材料性能有着较高的要求，因此，在制造和提取新材料的过程中，往往会耗费大量资源，同时产生大量的工业废渣。而陶瓷抛光砖粉就是陶瓷抛光砖制作过程中产生的固体废渣。为解决环境污染、能源短缺等环境问题，应注重分析研究新材料的再生利用。

我国作为一个发展中的社会主义国家，经济建设，尤其是改革开放以来，取得了重大成绩。我国是陶瓷生产大国，我国每年陶瓷产量约占世界总产量的60%，随之产生的陶瓷废料也越来越多，其中，每生产1m2抛光砖，产生废粉1.9kg左右（以干料计）。然而目前我国在处理陶瓷工业废料时，多采用堆积或回填的方法，既占用了土地，又破坏了生态环境。因此，如何合理利用开发抛光砖粉，已是当前亟待解决的问题之一。

在我国，水泥制造业一直被定义为高能耗、高污染的产业，水泥工业中粉尘、烟尘的排放量达到了国家标准的20倍，每生产1吨水泥熟料，需消耗约135kg的煤，并排放出大量的CO2，加剧了温室效应，使全球气候变暖，对我国生态环境造成了严重的影响。同时，当前应用于水泥熟料生产的材料主要是石灰和黏土等不可再生资源，因此在混凝土制作过程中以陶瓷抛光砖粉等工业废渣替代部分水泥，不仅能节约施工成本，而且对于保护环境有着重大意义。

3 应用陶瓷抛光砖粉在混凝土行业中的实验研究

3.1 实验材料分析

为保障混凝土掺合料中应用陶瓷抛光砖粉实验分析顺利进行，选用实验材料包括：水泥熟料（熟料化学组成如表1所示）与4%石膏制得的P·Ⅰ硅酸盐水泥，Ⅱ级F类粉煤灰，某陶瓷厂陶瓷抛光砖废粉，ISO标准砂，河沙，粒径20～40mm的碎石，普通自来水，萘系高效减水剂FDN、FDN-RJ20及聚羧酸系高效减水剂MB-R3。

3.2 实验方法分析

在实验过程中，采用的实验方法主要是比表面積的测定、粉煤灰、抛光砖粉颗粒粒径测定、抛光砖粉强度活性指数测定、混凝土的抗压强度测定以及扫描电镜SEM分析等方法，具体来说，包括以下五点：（1）按照《水泥比表面积测定方法（勃氏法）》（GB 8074-87）的规定对水泥、粉煤灰以及抛光砖粉的比表面积进行测定；（2）按照《水泥细度检验方法筛析法》（GB/T 1345-2005）对大于45μm的颗粒组成进行测定；采用BT-1500离心沉降式粒度分布仪对小于45μm的颗粒组成进行测定；（3）按照《粉煤灰活性指数试验方法》（GB/T 1596-2005）附录D对抛光砖粉强度活性指数进行测定；（4）按照《普通混凝土力学性能试验方法标准》（GB/T 50081-2002）的规定对混凝土的抗压强度进行测定；（5）试验仪器采用LEO1530VP型SEM扫描电镜进行扫描电镜SEM分析。

3.3 实验结果分析

3.3.1 陶瓷抛光砖粉的化学构成。通过对实验材料化学成分的详细测定，得出陶瓷抛光砖粉与粉煤灰的化学构成，如表2所示。抛光砖粉的化学成分主要是SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等，与水泥、实验用粉煤灰组成相同，但在具体含量上存在差异，抛光砖粉最主要的化学成分是SiO2，比实验用粉煤灰和一般水泥的SiO2成分相对较高，而Al2O3的含量却低于实验用粉煤灰。

3.3.2 陶瓷抛光砖粉的比表面积和粒度分布。在实验中，通过离心沉降式粒度分布仪对抛光砖与粉煤灰粒度分布进行测定，测定结果如表3所示。抛光砖粉中位粒径为6.28μm，粉煤灰的中位粒径为23.9μm，勃氏法测得抛光砖粉的比表面积为565m2/kg，粉煤灰的比表面积为305m2/kg。因此得出，陶瓷抛光砖粉的粒径远小于粉煤灰和一般的水泥。

3.3.3 陶瓷抛光砖粉的水泥胶砂28d抗压强度比。为确定抛光砖粉的活性，以30%的比例将抛光砖粉掺入Ⅰ型硅酸盐水泥中，比较用掺抛光砖粉的水泥胶砂28d抗压强度和该硅酸盐水泥28d抗压强度，实验结果为掺30%抛光砖粉的水泥胶砂28d抗压强度R1为47.3MPa，该硅酸盐水泥28d抗压强度R2为58.4MPa，因此掺30%抛光砖粉的水泥胶砂28d抗压强度比K=R1/R2×100%=46.5MPa/56.5MPa×100%=81%，既符合高于火山灰质混合材28d抗压强度比不低于62%的要求，也符合高于粉煤灰强度活性指数不低于70%的要求。

3.3.4 陶瓷抛光砖粉作掺合料对混凝土强度的影响。陶瓷抛光砖粉作为掺合料对混凝土的性能有着十分重要的影响，现拟将抛光粉作掺合料与实验用粉煤灰进行对比，按15%等量和18%超量对部分水泥进行取代，试样成型为立方体，24h后拆模，放入标准养护室养护28d，分别测试其抗压强度，试验结果如表4所示。实验结果为，用抛光砖粉取代部分水泥，直接造成水泥用量的减少，降低混凝土的强度。由于与实验用粉煤灰相比，抛光砖粉的强度活性指数较高，在水化反应上也相对优越。因此，掺合料用量相同的条件下改善其颗粒级配，能够充分发挥抛光砖粉的表面积大、颗粒小、易于反应和填充效果较好等优势，故在掺合料用量相同的条件下，复掺抛光砖粉与实验用粉煤灰的混凝土28d强度要高于单掺等量抛光砖粉或粉煤灰的强度，因此掺抛光砖粉的混凝土28d强度始终高于掺实验用粉煤灰的混

凝土。

4 结语

综上所述，随着我国经济发展迅猛，走可持续发展道路的理念已经深入人心，人类在不断开发利用新材料的同时意识到资源节约化发展的重要性。在建筑行业领域内，施工原材料的应用量和消耗量较大，因此应尽可能减少资源的浪费，而陶瓷抛光砖粉作为掺合物在混凝土的实际应用中能够增强其强度，对资源也是一种节约，所以应该得到重视。

参考文献

[1] 谢浩，潘启财.浅谈陶瓷抛光砖废浆对混凝土性能的

影响[J].广东建材，2016，32（8）.

[2] 李丽匣，王亚琴，韩跃新，等.陶瓷废料生产建筑

材料的试验研究[J].东北大学学报（自然科学版），

2011，32（3）.

[3] 瞿晓玲，赵旭光.利用陶瓷抛光砖废料制备非蒸压加

气混凝土[J].材料科学与工程学报，2016，34（2）.

作者简介：李星（1977-），男，湖北云梦人，供职于葛洲坝第六工程公司芜湖市弋江区荆山二期项目部工程部，研究方向：建筑工程。

（责任编辑：王 波）

推荐访问:混凝土 陶瓷 抛光砖 分析 掺合