工業(yè)廢渣制備膨脹劑的技術(shù)

　摘要：混凝土膨脹劑在現(xiàn)代工程中的應(yīng)用越來越廣泛。本文通過試驗(yàn)檢驗(yàn)利用工業(yè)廢渣粉煤灰和磷石膏基于水化物脫水相技術(shù)制備的混凝土膨脹劑DE0-500的性能，表明制備的混凝土膨脹劑能夠達(dá)到膨脹劑標(biāo)準(zhǔn)所要求的限制膨脹率和強(qiáng)度指標(biāo)，可用來配制補(bǔ)償收縮混凝土。

　　關(guān)鍵詞：混凝土；膨脹劑；工業(yè)廢渣；補(bǔ)償收縮；鈣礬石

　　0引言

　　普通硅酸鹽水泥混凝土，常因水泥石的收縮而產(chǎn)生裂縫，影響混凝土整體工作性能，降低結(jié)構(gòu)物的耐久性；膨脹劑用于配制補(bǔ)償收縮混凝土和自應(yīng)力混凝土，具有不可代替性[1]。

　　目前，市場上出售的技術(shù)成熟、質(zhì)量穩(wěn)定的膨脹劑有多種多樣，由于其采用高品位的礦物原料和高能耗的生產(chǎn)技術(shù)，提高了生產(chǎn)成本，價(jià)格普遍較高，因此高附加值地利用工業(yè)廢渣研制低成本的膨脹劑，具有廣闊的工程應(yīng)用和市場前景。另一方面，隨著我國工業(yè)化的快速發(fā)展，能源消耗嚴(yán)重，還產(chǎn)生了大量的工業(yè)廢棄物污染環(huán)境。利用工業(yè)廢渣制備市場亟需的混凝土膨脹劑是混凝土膨脹劑的發(fā)展趨勢(shì)之一[2]。

　　本文采用的混凝土膨脹劑DE0-500的膨脹源為鈣礬石C3A·3CaSO4·32H2O，屬硫鋁酸鈣類膨脹劑，是以工業(yè)廢渣粉煤灰和磷石膏為原料，基于水化物脫水相的技術(shù)制備而成的[3]，。在原料來源和生產(chǎn)能耗上具有很大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，而且能有效利用工業(yè)廢棄物，減少環(huán)境污染，適合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展的理念。
按照混凝土標(biāo)準(zhǔn)，通過作膨脹劑相關(guān)性能試驗(yàn)，檢驗(yàn)了混凝土膨脹劑DE0-500的性能，參照《混凝土外加劑應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》的要求，結(jié)果表明：所配制的膨脹劑DE0-500可用于配制補(bǔ)償收縮混凝土，適用于對(duì)限制膨脹率要求較低的配筋路面、底板、樓板等一般結(jié)構(gòu)。

　　1．摻膨脹劑DE0-500的水泥膠砂的試驗(yàn)

　　1.1試驗(yàn)原料和主要儀器設(shè)備

　　試驗(yàn)原料：水泥是三河市燕郊新型建材有限公司出產(chǎn)的鉆牌P.O.42.5普通硅酸鹽水泥；膨脹劑用本試驗(yàn)所配制的混凝土膨脹劑DE0-500和中巖公司產(chǎn)UEA膨脹劑；砂選用廈門艾思?xì)W標(biāo)準(zhǔn)砂有限公司出品的中國ISO標(biāo)準(zhǔn)砂；拌合水是北京自來水。試驗(yàn)設(shè)備：HJ-84型混凝土加速養(yǎng)護(hù)箱水泥膠砂攪拌機(jī)、振動(dòng)臺(tái)、GB/T17671-40A型水泥標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)箱、砂漿用ISOBY-160型比長儀、DKZ-5000型電動(dòng)抗折試驗(yàn)機(jī)、ISO水泥膠砂三聯(lián)試模、縱向限制器等。

　　1.2試驗(yàn)設(shè)計(jì)

　　根據(jù)中國建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，確定混凝土膨脹劑的摻量為12%；為了比較所制膨脹劑的膨脹效果，還設(shè)計(jì)制作了摻加中巖公司產(chǎn)UEA膨脹劑的試體和不摻膨脹劑的普通硅酸鹽水泥膠砂試體。膨脹劑的摻量為12%。每成型三條試體需稱量的材料及用量如表1。

1.3試驗(yàn)方法及步驟

　　根據(jù)國家建材行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《混凝土膨脹劑》(JC476-2001)的具體要求和檢測(cè)方法，作水泥膠砂限制膨脹率和強(qiáng)度試驗(yàn)，水泥膠砂試體成型時(shí)的實(shí)驗(yàn)室溫度為15℃，養(yǎng)護(hù)池水溫為19℃。水泥膠砂攪拌、試體成型參照GB/T17671的規(guī)定進(jìn)行。脫模時(shí)間定為膠砂成型后24h脫模。

　　1.4試驗(yàn)結(jié)果與分析

　　按照混凝土標(biāo)準(zhǔn)《混凝土膨脹劑》(JC476-2001)的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，得到水泥膠砂7d和28d養(yǎng)護(hù)齡期的限制膨脹率和抗壓與抗折強(qiáng)度的試驗(yàn)結(jié)果。為了更深入地研究所制備的膨脹劑的性能，更能將膨脹劑的膨脹性能量化，參考相關(guān)文獻(xiàn)，本文還引用了相對(duì)膨脹落差與補(bǔ)償效率的概念[4]。得到的試驗(yàn)計(jì)算結(jié)果如表2所示。