磨细煤矸石粉在混凝土中应用的试验研究.pdf

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1、2014年第12期（总第141期）江西建材外加剂与掺和料磨细煤矸石粉在混凝土中应用的试验研究李建勇李荣江（北京奥润开元环保科技研究院北京100076）摘要：本文以煅烧与自燃煤矸石为原材料，分别粉磨制得不同细度的磨细煤矸石粉，作为矿物掺合料，掺入混凝土中，对混凝土拌合物性能、力学性能、抗冻性能和抗氯离子渗透性能等进行了试验研究，确定了磨细煤矸石粉的最佳掺量和细度以及对混凝土性能影响的规律。在此基础上，将磨细石灰石粉与II级粉煤灰复合使用，制作了C30级混凝土，委托外部检测机构对配制的混凝土进行全面性能检测，验证了磨细煤矸石粉在混凝土中应用的可行性。关键词：磨细煤矸石粉混凝土性能试验[3]

2、与成熟，而对于磨细煤矸石粉作为矿物掺合料在混凝前言土中的应用试验研究相对较少，在很大程度上制约煤在我国，煤矸石是年产量最大、堆存最多的工业废矸石在混凝土中的规模化应用。物。对煤矸石的资源化利用是实践循环经济、节能减排本文利用两种不同产地的自燃煤矸石和煅烧煤矸的重要方向和内容，具有广泛的现实意义和社会经济利石为原料，通过磨细加工制备了磨细煤矸石粉，对掺加益。其中，对煤矸石在建材方面的资源化利用将是最大磨细煤矸石粉的混凝土的拌合物性能、力学性能、抗冻[1]量、最有效的利用途径。性能和抗氯离子渗透性能等进行了试验研究，并较为矿物掺合料已经成为现代混凝土特别是预拌混凝土全面地检测了复合掺加磨细

3、煤矸石粉和II粉煤灰的C30生产中不可或缺的原材料之一。随着国内预拌混凝土产业混凝土的各项性能。本研究所得的试验结果，可以为磨的飞速发展，粉煤灰和矿渣粉等常用的矿物掺合料在很多细煤矸石粉矿物掺合料的在预拌混凝土中的应用提供地区已经出现资源短缺、供应紧张、价格上涨的局面。将磨一定的借鉴和指导。细煤矸石粉用作混凝土矿物掺合料，不仅充分利用了固体1原材料和配合比设计废弃物、变废为宝，缓解粉煤灰、矿粉等掺合料供应不足、价格上涨的局面，还可以节约大量的水泥，大大降低了混1.1原材料[2]凝土成本，又可以解决煤矸石给环境带来的诸多问题。（1）煤矸石因此，研究煤矸石用作混凝土矿物掺合料的技术，对于煤

4、选用河北产煅烧煤矸石和内蒙古产自燃煤矸石矸石的资源化综合利用有着极其重要的意义。两种原状煤矸石。两种煤矸石的化学成分见表1。化学国内对于煤矸石用作水泥混合材的研究较为普遍分析表明：煅烧煤矸石的SiO2含量在40%～60%之间，124098-137外加剂与掺和料.indd1242014-5-300:37:142014年第12期（总第141期）江西建材外加剂与掺和料Al2O3含量在15%～30%之间，铝硅比（Al2O3/SiO2）小于水率29%。0.5，属于粘土岩类煤矸石；自燃煤矸石的SiO2含量大（6）拌合水于60%，铝硅比（Al2O3/SiO2）小于0.5，属于砂岩类煤矸自来水。石。另

5、外，两种煤矸石中有害、有毒及放射性元素很少，1.2混凝土配合比方案对健康和安全没有危害。（1）混凝土拌合物性能和抗压强度试验（2）水泥和粉煤灰使用HJW-60混凝土搅拌机进行混凝土的拌合试选用北京金隅PO42.5普通硅酸盐水泥，比表面积验。设计了C10、C30、C40和C60等四个强度等级的单掺2340m/kg，28天抗压强度为51MPa，化学成分见表1。磨细煤矸石粉或双掺磨细煤矸石粉和粉煤灰的混凝土选用河北产II粉煤灰，细度23%，烧失量6.3%，需的配合比方案，见表2。其中，C30和C40两个等级的单水量比101%，化学成分见表1。掺煤矸石粉配合比以及双掺煤矸石粉和粉煤灰配合比（3

6、）细集料用于混凝土拌合物坍落度性能试验。选用河北产Ⅱ区中砂河砂，细度模数2.7，含石量（2）单掺磨细煤矸石粉混凝土抗冻性能和抗氯离36%，含泥量2.2%，表观密度2670kg/m。子渗透性能试验（4）粗集料使用HJW-60混凝土搅拌机进行混凝土的拌合试选用北京产5mm～25mm矿山废石碎石，连续级配，验。选取C30等级的混凝土，试验研究在单掺磨细煤矸3含泥量1.2%，压碎指标4.5%，表观密度2630kg/m。石粉的条件下，不同煤矸石粉掺量对混凝土抗冻融性（5）外加剂能的影响，以及单掺30%煤矸石粉时混凝土的抗氯离子选用TGC-YS聚羧酸高性能减水剂，含固量12%，减渗透性能。配合比方

7、案见表3。表1原材料化学成分化学成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3K2ONa2O烧失量煅烧煤矸石53.7216.2810.076.763.490.074.412.150.44自然煤矸石65.4920.094.851.210.380.180.654.601.29水泥21.225.163.0461.194.243.311.040.262.73粉煤灰51.1233.513.52.460.510.030.870.636.3表2混凝土拌合