掺污泥灰混凝土强度特性探究范文

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《粉煤灰杂志》2016年第5期

摘要：

将污泥灰代替砂掺入到混凝土中，测试污泥灰混凝土的抗压强度，抗折强度，研究污泥灰混凝土的抗压抗折强度变化特点。试验得出了污泥灰含量与混凝土的抗压强度的关系曲线，污泥灰含量与抗折强度的关系。试验显示，污泥灰代替砂掺入混凝土，使混凝土的抗压强度和抗折强度均降低了，且随着污泥灰的含量的增加不断减小。在污泥灰代替砂的含量在10%以内时，混凝土的抗压强度影响较小。

关键词：

污泥灰；混凝土；抗压强度；抗折强度

0前言

我国对污泥的研究主要有污泥的农田利用[1]，园林绿地建设利用[2-3]，污泥建材化利用[4-5]，污泥环保材料利用[6-7]，污泥热能利用[8]等。目前国内污泥焚烧灰掺入混凝土中的研究较为少见，本文提出，将污泥充分焚烧，研磨过2mm筛，制成污泥灰，将污泥灰代替砂掺入混凝土中，测试污泥灰混凝土的抗压强度，抗折强度，以评价污泥灰混凝土的抗压抗折强度性能。

1原材料

1.1污泥灰

试验用污泥灰是将污泥脱水后，经过800℃高温充分焚烧后的产物，试验用污泥取自武汉某污水处理厂，污泥颜色呈黑色，其主要理化性质如表1所示，主要元素组成如表2所示。

1.2混凝土原材料

试验用水泥，是湖北华新水泥股份有限公司的产品，P.C32.5复合硅酸盐水泥，其物理性质及化学成分见表3所示。试验用粗集料为碎石粒径为5~20mm，细集料为机制砂，粒径为0.16~5mm。

2试验

本试验设计混凝土强度等级为C30，材料配比方案如表4所示。试验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体试块，试验试块规格设计为100mm×100mm×100mm，采用YAW-300型混凝土压力试验机，试验参照GB/T50081-2002《普通凝土力学性能试验方法标准》，开展混凝土抗压试验。将试验测得各组试样数据整理绘制成图，如图1所示。

3结果与讨论

试验测得各个养护阶段各组不同污泥灰含量的混凝土抗压强度值，如图1所示，养护第3d，0污泥灰含量的混凝土至20%污泥灰含量的混凝土抗压强度依次19.1MPa，18.2MPa，16.4MPa，12MPa；养护第7d，各组混凝土抗压强度依次为21.9MPa，21.5MPa，19.1MPa，14.3MPa；养护第11d，各组混凝土抗压强度持续提升，其值依次为23.8MPa，22.4MPa，20.3MPa，17MPa；养护第15d，各组混凝土抗压强度依次为27.1MPa，26.3MPa，23.1MPa，19.2MPa；养护第19d，其值依次为28.9MPa，28.5MPa，26.1MPa，21MPa；养护第23d，为32MPa，31.1MPa，29.4MPa，24.7MPa；养护第28d，为34.3MPa，33.6MPa，32.2MPa，28MPa。由图1养护时间与抗压强度关系曲线可知，各组污泥灰含量的混凝土抗压强度值与养护时间成正比，混凝土抗压强度值随着养护时间的不断增加而持续增大，各组混凝土养护28d抗压强度值最大。选取养护7d和28d的各组污泥灰含量混凝土抗压强度试验数据，整理数据绘制成图，如图2所示，混凝土的抗压强度与污泥灰含量成反比，抗压强度随着污泥灰含量的增加而减小，养护第28d，5%污泥灰含量的混凝土抗压强度比0%污泥灰含量的混凝土抗压强度减少了2.04%，10%污泥灰含量的混凝土抗压强度减少了6.12%，20%污泥灰含量的混凝土抗压强度减少了18.37%。由图2混凝土抗压强度与污泥灰含量的关系曲线可知，由于污泥灰的掺入，混凝土的抗压强度不断减小，10%污泥灰含量以内的混凝土抗压强度下降的较小，对混凝土的抗压强度影响较小，20%污泥灰含量以上对混凝土抗压强度影响较大，因此从抗压强度这一指标衡量，将污泥灰混凝土中污泥灰替砂的含量尽量控制在10%左右比较合理。各组污泥灰含量的混凝土养护28d后，对试样进行抗折强度试验，试验数据结果整理如表5所示。如表5各组污泥灰含量混凝土抗折强度所示，0污泥灰含量的混凝土抗折强度最大，其余依次减小，混凝土的抗折强度与污泥灰含量也反比，随着污泥灰含量的增加，强度不断减小。

4结论

①污泥灰代替砂掺入混凝土中，降低了混凝土的抗压强度，且随着污泥灰含量越大，抗压强度越小。②混凝土抗折强度也随着污泥灰的掺入有所降低，且随着污泥灰掺入量的增大不断减小。③污泥灰代替砂的掺入量控制在10%以内时，对混凝土的抗压强度影响不大。试验结果显示，使用合理的材料配比，污泥灰混凝土可以应用于某些混凝土抗压构件中。

参考文献：

[1]黄雅曦,李季,李国学.污泥处理与资源化利用现状分析[J].农业环境科学学报,2003,22(6):765-768.

[2]张增强,薛澄泽.污泥堆肥对几种花卉的生长响应研究[J].环境杂志,1996,18(5):1-4.

[3]张天红,薛澄泽.西安市污水污泥林地施用效果的研究[J].西北农业大学学报,1994,22(4):67-71.

[4]韦朝海,陈传好.污泥的处理、处置与利用的研究现状分析[J].城市环境与城市生态,1998,11(4):10-13.

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

[6]谭江月,龙炳清,朱明,等.城市污水处理厂污泥的处理处置及有效利用[J].新疆环境保护,2003,25(1):21-23.

[7]史昕龙,陈绍伟.城市污水污泥的处置与利用[J].综合利用,2001(3):45-46.

[8]唐受印,汪大翠.废水处理工程[M].北京:化学工业出版社,2000:326.

作者:戴睿 胡晨阳 范志凡 徐国齐 单位:武汉轻工大学 江西省建筑设计研究总院 湖北兴龙水利水电工程有限公司