摻污泥灰混凝土強度特性探究范文

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《粉煤灰雜志》2016年第5期

摘要：

將污泥灰代替砂摻入到混凝土中，測試污泥灰混凝土的抗壓強度，抗折強度，研究污泥灰混凝土的抗壓抗折強度變化特點。試驗得出了污泥灰含量與混凝土的抗壓強度的關系曲線，污泥灰含量與抗折強度的關系。試驗顯示，污泥灰代替砂摻入混凝土，使混凝土的抗壓強度和抗折強度均降低了，且隨著污泥灰的含量的增加不斷減小。在污泥灰代替砂的含量在10%以內時，混凝土的抗壓強度影響較小。

關鍵詞：

污泥灰；混凝土；抗壓強度；抗折強度

0前言

我國對污泥的研究主要有污泥的農田利用[1]，園林綠地建設利用[2-3]，污泥建材化利用[4-5]，污泥環保材料利用[6-7]，污泥熱能利用[8]等。目前國內污泥焚燒灰摻入混凝土中的研究較為少見，本文提出，將污泥充分焚燒，研磨過2mm篩，制成污泥灰，將污泥灰代替砂摻入混凝土中，測試污泥灰混凝土的抗壓強度，抗折強度，以評價污泥灰混凝土的抗壓抗折強度性能。

1原材料

1.1污泥灰

試驗用污泥灰是將污泥脫水后，經過800℃高溫充分焚燒后的產物，試驗用污泥取自武漢某污水處理廠，污泥顏色呈黑色，其主要理化性質如表1所示，主要元素組成如表2所示。

1.2混凝土原材料

試驗用水泥，是湖北華新水泥股份有限公司的產品，P.C32.5復合硅酸鹽水泥，其物理性質及化學成分見表3所示。試驗用粗集料為碎石粒徑為5~20mm，細集料為機制砂，粒徑為0.16~5mm。

2試驗

本試驗設計混凝土強度等級為C30，材料配比方案如表4所示。試驗按污泥灰含量代替砂的0、5%、10%、20%的量，制作不同污泥灰含量的混凝土立方體試塊，試驗試塊規格設計為100mm×100mm×100mm，采用YAW-300型混凝土壓力試驗機，試驗參照GB/T50081-2002《普通凝土力學性能試驗方法標準》，開展混凝土抗壓試驗。將試驗測得各組試樣數據整理繪制成圖，如圖1所示。

3結果與討論

試驗測得各個養護階段各組不同污泥灰含量的混凝土抗壓強度值，如圖1所示，養護第3d，0污泥灰含量的混凝土至20%污泥灰含量的混凝土抗壓強度依次19.1MPa，18.2MPa，16.4MPa，12MPa；養護第7d，各組混凝土抗壓強度依次為21.9MPa，21.5MPa，19.1MPa，14.3MPa；養護第11d，各組混凝土抗壓強度持續提升，其值依次為23.8MPa，22.4MPa，20.3MPa，17MPa；養護第15d，各組混凝土抗壓強度依次為27.1MPa，26.3MPa，23.1MPa，19.2MPa；養護第19d，其值依次為28.9MPa，28.5MPa，26.1MPa，21MPa；養護第23d，為32MPa，31.1MPa，29.4MPa，24.7MPa；養護第28d，為34.3MPa，33.6MPa，32.2MPa，28MPa。由圖1養護時間與抗壓強度關系曲線可知，各組污泥灰含量的混凝土抗壓強度值與養護時間成正比，混凝土抗壓強度值隨著養護時間的不斷增加而持續增大，各組混凝土養護28d抗壓強度值最大。選取養護7d和28d的各組污泥灰含量混凝土抗壓強度試驗數據，整理數據繪制成圖，如圖2所示，混凝土的抗壓強度與污泥灰含量成反比，抗壓強度隨著污泥灰含量的增加而減小，養護第28d，5%污泥灰含量的混凝土抗壓強度比0%污泥灰含量的混凝土抗壓強度減少了2.04%，10%污泥灰含量的混凝土抗壓強度減少了6.12%，20%污泥灰含量的混凝土抗壓強度減少了18.37%。由圖2混凝土抗壓強度與污泥灰含量的關系曲線可知，由于污泥灰的摻入，混凝土的抗壓強度不斷減小，10%污泥灰含量以內的混凝土抗壓強度下降的較小，對混凝土的抗壓強度影響較小，20%污泥灰含量以上對混凝土抗壓強度影響較大，因此從抗壓強度這一指標衡量，將污泥灰混凝土中污泥灰替砂的含量盡量控制在10%左右比較合理。各組污泥灰含量的混凝土養護28d后，對試樣進行抗折強度試驗，試驗數據結果整理如表5所示。如表5各組污泥灰含量混凝土抗折強度所示，0污泥灰含量的混凝土抗折強度最大，其余依次減小，混凝土的抗折強度與污泥灰含量也反比，隨著污泥灰含量的增加，強度不斷減小。

4結論

①污泥灰代替砂摻入混凝土中，降低了混凝土的抗壓強度，且隨著污泥灰含量越大，抗壓強度越小。②混凝土抗折強度也隨著污泥灰的摻入有所降低，且隨著污泥灰摻入量的增大不斷減小。③污泥灰代替砂的摻入量控制在10%以內時，對混凝土的抗壓強度影響不大。試驗結果顯示，使用合理的材料配比，污泥灰混凝土可以應用于某些混凝土抗壓構件中。

參考文獻：

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[3]張天紅,薛澄澤.西安市污水污泥林地施用效果的研究[J].西北農業大學學報,1994,22(4):67-71.

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[5]張方梅.用排水管污泥混合堆肥或做建筑的可行性研究[J].環境衛生工程,1998,6(2):52-56.

[6]譚江月,龍炳清,朱明,等.城市污水處理廠污泥的處理處置及有效利用[J].新疆環境保護,2003,25(1):21-23.

[7]史昕龍,陳紹偉.城市污水污泥的處置與利用[J].綜合利用,2001(3):45-46.

[8]唐受印,汪大翠.廢水處理工程[M].北京:化學工業出版社,2000:326.

作者:戴睿 胡晨陽 范志凡 徐國齊 單位:武漢輕工大學 江西省建筑設計研究總院 湖北興龍水利水電工程有限公司