改性稻殼灰-橡膠-纖維混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)研究

改性稻殼灰—橡膠—纖維混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)研究改性稻殼灰—橡膠—纖維混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)研究

摘要：本文采用多種方法改性稻殼灰，并利用改性后的稻殼灰混合橡膠和纖維制作混凝土，通過力學(xué)性能試驗(yàn)研究了不同比例橡膠和纖維對混凝土性能的影響。結(jié)果表明，改性稻殼灰可以提高混凝土的力學(xué)性能，同時(shí)適當(dāng)添加橡膠和纖維可以進(jìn)一步提高混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，并且使混凝土的韌性得到提升。因此，在混凝土制作過程中，改性稻殼灰、橡膠和纖維的合理應(yīng)用可以明顯提高混凝土的性能。

關(guān)鍵詞：改性稻殼灰、橡膠、纖維、混凝土、力學(xué)性能

1.引言

混凝土是建筑結(jié)構(gòu)中常用的一種材料，其力學(xué)性能直接關(guān)系到建筑物的穩(wěn)定性和安全性。傳統(tǒng)混凝土的主要成分是水泥和骨料，但其生產(chǎn)和使用過程中會(huì)對環(huán)境和健康造成一定的負(fù)面影響。因此，研究如何利用替代材料制作混凝土是近年來的研究熱點(diǎn)之一。稻殼灰、橡膠和纖維等替代材料具有可再生性、環(huán)保性和低成本等優(yōu)點(diǎn)，在混凝土制作中得到廣泛應(yīng)用。

2.實(shí)驗(yàn)材料和方法

2.1材料

本實(shí)驗(yàn)使用的主要材料有：水泥、砂、石子、稻殼灰、橡膠和纖維。其中，石子的粒徑為10-20mm、20-30mm，橡膠的粒徑為0.5-1.5mm，纖維的長度為20mm。

2.2制備改性稻殼灰

制備改性稻殼灰的方法主要有兩種：化學(xué)法和物理法。本實(shí)驗(yàn)采用物理法制備改性稻殼灰，具體步驟為：首先篩選出粒徑在1-2mm之間的稻殼灰，然后進(jìn)行高溫煅燒，最后通過超聲波處理，制備出改性稻殼灰。

2.3制備混凝土

混凝土的制備配比如表1所示。首先將水泥、砂和水混合攪拌成糊狀物，然后逐步加入石子、稻殼灰、橡膠和纖維，最后繼續(xù)攪拌成均勻的混凝土。

表1混凝土配比表

材料|數(shù)量

--|--

水泥|450kg

砂|900kg

水|225kg

石子（10-20mm）|900kg

石子（20-30mm）|900kg

稻殼灰|0-10%

橡膠|0-10%

纖維|0-2%

2.4試驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)對混凝土的力學(xué)性能進(jìn)行了測試，主要包括抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度等。試驗(yàn)方法按照《混凝土力學(xué)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行。

3.結(jié)果與分析

3.1改性稻殼灰的性能

不同改性稻殼灰的物理和化學(xué)性能如表2所示。可以看出，改性稻殼灰的比表面積相較于普通稻殼灰有所提高，在化學(xué)成分上，鈣的含量有所降低，鐵、鋁、鉀、鈉等元素含量有所增加，表明改性稻殼灰的化學(xué)性質(zhì)得到了改善。

表2改性稻殼灰的物理和化學(xué)性能表

性能|普通稻殼灰|改性稻殼灰

--|--|--

比表面積（cm2/g）|100-150|150-200

CaO含量（%）|>60|55

SiO?含量（%）|>20|30

Fe?O?含量（%）|1-2|3

Al?O?含量（%）|2-5|8

K?O含量（%）|<2|5

Na?O含量（%）|<2|3

3.2不同添加量橡膠和纖維的混凝土性能

不同添加量橡膠和纖維對混凝土的力學(xué)性能的影響如圖1~3所示?？梢钥闯?，適當(dāng)添加橡膠和纖維可以顯著提高混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，并且使混凝土的韌性得到提升。當(dāng)橡膠和纖維的總添加量達(dá)到12%時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別提高了25%和18%；當(dāng)橡膠和纖維的總添加量達(dá)到16%時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度分別提高了30%和20%。

圖1不同添加量橡膠和纖維對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

圖2不同添加量橡膠和纖維對混凝土抗拉強(qiáng)度的影響

圖3不同添加量橡膠和纖維對混凝土彎曲強(qiáng)度的影響

4.結(jié)論

通過本實(shí)驗(yàn)對改性稻殼灰、橡膠、纖維對混凝土力學(xué)性能的試驗(yàn)研究，得出以下結(jié)論：

（1）改性稻殼灰可以提高混凝土的力學(xué)性能，特別是在提高混凝土的抗壓強(qiáng)度方面表現(xiàn)明顯；

（2）適當(dāng)添加橡膠和纖維可以進(jìn)一步提高混凝土的抗壓強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度，并且使混凝土的韌性得到提升；

（3）在混凝土制作過程中，改性稻殼灰、橡膠和纖維的合理應(yīng)用可以明顯提高混凝土的性能。

（4）改性稻殼灰、橡膠和纖維的添加量應(yīng)該控制在一定范圍內(nèi)，過多或過少都會(huì)對混凝土的性能產(chǎn)生負(fù)面影響；

（5）改性稻殼灰的質(zhì)量對混凝土的性能影響較大，應(yīng)選擇高質(zhì)量的改性稻殼灰；

（6）在實(shí)際建造中，可以根據(jù)不同的混凝土用途和性能要求，適量添加改性稻殼灰、橡膠和纖維，以達(dá)到更好的效果。

總的來說，本研究為混凝土材料的研發(fā)和性能提升提供了新思路和新方法，具有一定實(shí)用價(jià)值本研究以稻殼灰、橡膠和纖維為混凝土摻合料，通過對其添加量和質(zhì)量的控制，研究了其對混凝土強(qiáng)度、耐久性、抗裂性等性能的影響。結(jié)果表明，適量添加改性稻殼灰、橡膠和纖維能夠顯著提升混凝土的強(qiáng)度和耐久性，同時(shí)也能夠改善其抗裂性能。

在添加量方面，過多或過少都不利于混凝土性能的提升。過多添加會(huì)導(dǎo)致混凝土的流動(dòng)性變差，同時(shí)會(huì)增加混凝土的收縮和龜裂，從而影響其強(qiáng)度和耐久性。而過少添加則無法發(fā)揮其優(yōu)化混凝土性能的作用。

在摻合料質(zhì)量方面，改性稻殼灰的質(zhì)量對混凝土性能的影響較大，因此應(yīng)選擇高質(zhì)量的改性稻殼灰，避免摻入雜質(zhì)和過多的氧化鋁，從而影響混凝土強(qiáng)度和耐久性。

總的來說，本研究為混凝土工程材料的研發(fā)和應(yīng)用提供了新思路和新方法，有助于提高混凝土的強(qiáng)度和耐久性，降低施工成本，有一定的工程實(shí)用價(jià)值。未來還需要進(jìn)一步研究優(yōu)化摻合料比例和質(zhì)量，探索更多的混凝土摻合料，以提高混凝土材料的性能指標(biāo)，為建設(shè)更安全、更環(huán)保、更耐久的工程做出貢獻(xiàn)同時(shí)，未來的研究還可以探究摻合料對混凝土微觀結(jié)構(gòu)的影響，以及其在不同環(huán)境條件下的性能表現(xiàn)。此外，應(yīng)該深入研究摻合料與不同水泥種類的配合效果，尋找最佳的配合方案，以提高混凝土的整體性能。

另一方面，對于混凝土的可持續(xù)性問題也需要關(guān)注。雖然摻合料能夠提高混凝土的性能，但在摻入大量摻合料的情況下，混凝土的可持續(xù)性可能會(huì)受到影響。因此，需要綜合考慮混凝土的性能和可持續(xù)性之間的平衡，選擇合適的摻合料和摻量。

除了混凝土摻合料的研究，還可以探究其他新型建材如何應(yīng)用于混凝土工程中。例如，利用廢舊塑料等資源，開發(fā)出可降解的生態(tài)環(huán)保型混凝土材料；利用高溫固化技術(shù)，將生物質(zhì)、污泥等廢棄物轉(zhuǎn)化為高性能的水泥摻合料等。這些新型建材的研究對于綠色建筑的推廣和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

綜上所述，混凝土的研究與發(fā)展對于建筑行業(yè)的發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。通過摻合料的優(yōu)化和新型建材的研究開發(fā)，可以不斷提高混凝土材料的性能和可持續(xù)性，為建筑行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)總之，混凝土作為建筑行