随着”禁实”步伐的加快,工业废渣制品的墙体材料得到广泛应用,免蒸养粉煤灰砌块也因此走进千家万户。但是,在施工中也暴露出一些问题,如:免蒸养粉煤灰砌块强度低、后期强度有倒缩、掉渣等情况,根据笔者对粉煤灰的系统研究体会,我认为,免蒸养粉煤灰砌块中除使用10%~15%的水泥和少量石灰之外,要有10%的细粉煤灰,50%灰渣或砂石集料,其余是原状灰,粉煤灰胶凝组分占主导地位。要解决砌块强度的根本问题,应设计出施工用合理配合比,加强养护。作者提出了影响粉煤灰砌块强度第一个10个因素:
(1)免蒸养粉煤灰砌块主要是依靠水泥起激发作用;
(2)常温下,电石渣与石灰的激发作用不如水泥;
(3)粉煤灰CaO含量≥10%,活性好,砌块强度就高;
(4)生产砌块时同等成本的情况下,要选择细度细,烧失量低的粉煤灰;
(5)粉煤灰砌块后期强度倒缩,碳化严重,强度大幅度降低;
(6)粗细集料与胶凝材料(含粉煤灰)的比例,最好在1∶1左右;
(7)搅拌时间要均匀,尽量使胶凝材料与集料充分混合,特别是激发组分更要均匀分布;
(8)建一座大型养护温室或塑料大棚,用来养护免蒸养粉煤灰砌块;
(9)东北和华北实行的覆盖塑料薄膜(黑色或透明)养护方法也是可取的,但不如将塑料高架腾空效果好;
(10)粉煤灰的特性就是适合湿热养护,3~7d最为敏感,如果温、湿度不能满足,即使是多加5%~8%的水泥,强度也会受到影响。
下面就10个因素作详细分析:
(1)水泥的实际强度:免蒸养粉煤灰砌块不同于蒸(压)养粉煤灰砌块,需要掺加一定比例的石灰,主要是依靠水泥起激发作用,因此水泥的实际强度就成了关键。笔者曾在营口遇到一个免蒸养粉煤灰砌块厂,它曾使用的新虎水泥,PO32.5R型水泥,3d强度21MPa,28d强度达48.5MPa,生产MU10粉煤灰砌块掺加10%,强度很好。但是不久,它换成了另一种32.5PO水泥(3d强度仅12MPa、28d强度35MPa),掺加比例不变,结果粉煤灰砌块强度受到了影响。
(2)熟石灰的有效氧化钙含量:笔者曾在聊城一地砌块厂参观,看到砌块厂在砌块中掺加一定比例的电石渣,电石渣与石灰同样,需要氧化钙的有效含量,用以激发粉煤灰的活性。但是,常温下电石渣与石灰的激发作用不如水泥,如果氧化钙的有效含量低于50%,效果更差。
(3)粉煤灰的化学成分:按照2005年颁发的粉煤灰新的检测标准,粉煤灰分为C类和F类。其中C类粉煤灰从化学成分来讲,CaO含量≥10%,活性好,砌块强度就高。我国云南、内蒙等地是褐煤的主要存储地,燃烧褐煤电厂排放的粉煤灰,大都属于C类粉煤灰。另外烟煤、次烟煤的粉煤灰的活性也较好。一些火力发电厂采用“炉内增钙法脱硫”的粉煤灰活性也是相当好的,如梅河口电厂、辽阳电厂的粉煤灰其水硬性是相当不错的。
(4)粉煤灰的物理性能:不论C类或F类粉煤灰, 其物理性能如细度、需水量比、抗压强度比等对使用非常重要,实践表明:粉煤灰细度越细、需水量比越低、抗压强度比越高,其活性就越好。因此制作免蒸养粉煤灰砌块时同等成本的情况下,要选择细度细, 烧失量低的粉煤灰。
(5)激发组分的酸碱性:不少免蒸养粉煤灰砌块厂都注重使用“粉煤灰激发剂”类的东西。研究资料表 明激发粉煤灰活性有两种方法:一是化学激发,主要是碱性激发,即水泥水化析出Ca(OH)2,激发粉煤灰活性,或外掺石灰、电石渣等,石灰、电石渣必须在高温、高压下才能与粉煤灰发生反应,而常温下,反应效果不好。二是物理激发,如减水增强,颗粒致密或润滑作用。现在市场上流行的所谓粉煤灰激发剂大多数是水泥早强剂,其机理是激发水泥使其水化,水泥析出Ca(OH)2,激发粉煤灰水化。据资料介绍:1kg纯硅酸盐水泥水化能析出0.24kg Ca(OH)2,而1kg粉煤灰水化需0.29kg Ca(OH)2;从物理性能讲,4kg粉煤灰的强度等效于1kg硅酸盐水泥的强度。日本粉煤灰专家西林新藏在学术会议讲:粉煤灰对强度的贡献掺量是10%。因此,市场上流行的“激发剂”类产品用量1% 左右的掺量是不科学的。粉煤灰砌块后期强度倒缩, 碳化严重,强度降低。粉煤灰砌块生产最好采用规模化的蒸压(养)方式,对其耐久性是有利的。
(6)粗细集料的强度、含泥量和比例:免蒸养粉煤 灰砌块的粗集料通常可使用炉渣、徐冷矿渣、碎石等 材料;细集料可使用河沙、山砂、人工砂、工业尾矿 渣(如葫芦岛的钼尾矿渣做砌块是上等集料)。粗细集料与胶凝材料(含粉煤灰)的比例,最好在1∶1左右,强度是最好的。砂石集料含泥量越低越好,炉渣的烧失量也是低的佳。
(7)轮碾、陈化:大型免蒸养粉煤灰砌块厂都有轮碾机,还有陈化过程,这对提高粉煤灰砌块质量是有好处的。轮碾机可以使材料充分的均化,陈化则使材料更好的前期水化。小型粉煤灰砌块厂没有这些机械和过程,就要拌料均匀,搅拌时间要长,尽量使胶凝材料与集料充分混合,特别是激发组分更要均匀分布。
(8)养护方式:免蒸养粉煤灰砌块的养护方式非常重要,常用的养护方式有自然养护、太阳能养护,塑料薄膜覆盖养护。太阳能养护是一种环保节能的科学养护方式,但是,先进的太阳能设备是非常贵的,笔者参加了2007年辽宁省建设节约型社会展览会,看到一部太阳能发电产品:安装1m2太阳能板,价值约为人民币60元。但是,如果借助农村温室的经验,造价就低多了,建一座大型养护温室或塑料大棚,用来养护粉煤灰砌块,会起到事半功倍的结果。
(9)养护温度:免蒸养粉煤灰砌块厂家大都采用自然养护,北方夏季还可以6、7、8、9月份,平均气温在20℃左右,其他时节则对强度增长不利,特别是早期强度上不来,免蒸养粉煤灰砌块就会出现“粉化”现象。免蒸养粉煤灰砌块最适合江南多雨和高温地区的自然养护。东北和华北实行的覆盖塑料薄膜(黑色或透明)养护方法也是可取的,但不如将塑料高架腾空效果好。
(10)养护湿度:免蒸养粉煤灰砌块早期千万不能失水,要潮湿养护,粉煤灰的特性就是适合湿热养护,3~7d最为敏感,如果温、湿度不能满足,即使是多加5%~8%的水泥,强度也会受到影响。况且,一个年耗万t水泥的免蒸养粉煤灰砌块厂多加5%~8%的水泥,就浪费500~800t水泥,成本增加13~21万元。
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