新型承重保溫廢渣磚的試制
利用廢紙殼漿或植物纖維、膠凝材料、固體廢棄物為主要原料,經粉碎、混合,加入防腐劑、硬化劑,加水攪拌均勻后擠壓成型并經自然養(yǎng)護制成板材、磚及各種砌塊。在上述配方中加入發(fā)泡劑,可生產內墻砌塊。本文主要進行廢渣磚的研究。
1 原材料及配合比
1.1 膠凝材料
包括水泥、石灰等。水泥符合GB175《硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥》、GB1344《礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥》、GB12958《復合硅酸鹽水泥》的要求。
1.2 固體廢棄物
細集料采用粉煤灰、硅錳渣。
粗集料:自燃煤矸石應符合GB/T 127431.1《輕集料及其試驗方法第一部分:輕集料》的規(guī)定,硼泥陶粒要先破碎。
1.3 廢紙殼漿或植物纖維
在試制中加入廢紙殼漿或植物纖維(稻殼等),作為造紙廠的廢漿料,大部分是木漿和草漿的混合物,植物纖維的含量很大,其化學成分見表1。其可以提高基材的抗拉強度,防止基材中原有缺陷(微裂縫)的產生和擴展,延緩新裂縫的出現(xiàn),提高基材的變形能力。
表1 廢紙殼漿料化學成分 %
水分 | 灰分① | NaOH抽出物 | 果膠 | 木素 | 纖維素 |
30 | 15 | 6 | 0.25 | 10 | 56 |
注:①滑石粉、白云灰、硅藻土;②炭灰。
1.4 配合比
固體廢棄物30%~60%,膠凝材料10%~30%,廢紙殼漿或植物纖維0.5%~10%,防腐劑3%~5%、硬化劑3%~5%,減水劑為水泥質量的1%~2%,氧化鐵適量。根據需要,也可以在上述配方中加入占總質量2%~3%的防腐發(fā)泡劑。
2 拌合物技術要求與性能指標
2.1 技術要求
將水泥、廢紙殼漿或植物纖維、粉煤灰、氧化鐵、防腐劑、減水劑按一定比例拌和。加入粉煤灰,改善和易性。本研究主要利用水泥的凝結硬化時間,將上述拌和物初凝45 min后,再將其破壞成渣體,將渣體和硬化劑重新攪拌,并加入其它廢棄物(煤矸石粉、硅灰、錳渣、破碎的硼泥陶粒)和水,經過2~3 min的攪拌后壓制成型。然后置于自然環(huán)境中養(yǎng)護20 min左右,即為成品磚。磚坯強度較大,成品率高,且可直接碼垛堆放。另外,生產中可以使用發(fā)泡劑,但其不能和粉煤灰共用,否則會起渣。
2.2 產品技術性能指標
標準磚規(guī)格為240 mm×115 mm×53 mm,各項物理力學性能指標的檢驗由遼陽市建材產品質量監(jiān)督檢驗站依據標準JC 239—2001檢驗,結果見表2,其符合標準中MU10合格品的技術要求。由遼寧省工程質量檢測中心依據GB/T 2542—2003、GB/T 4111—1997檢驗,結果見表3。
把表2及表3中的檢測數(shù)據與現(xiàn)行混凝土多孔磚建筑技術規(guī)程(DBJ/CT 009—2001)及其它相關標準進行比較,所研制的廢渣磚既可作為承重墻體,又可保溫,據初步估算,在寒冷地區(qū)若要達到節(jié)能65%的標準,采用本磚砌筑的外墻僅需粘貼50 mm厚的苯板。
在試驗中,我們設計2種配方試制了承重和非承重砌塊,試驗了配方:一是水泥、粉煤灰、自燃煤矸石粉、錳渣、廢紙殼漿;二是水泥、石灰、植物纖維、硼泥陶粒、聚乙烯纖維。試驗表明:(1)添加聚乙烯纖維的試件強度較高。(2)我們在以往進行陶?;炷涟宓膶嶒炛?,在振搗過程中出現(xiàn)了陶粒上浮的現(xiàn)象,但本次試驗中加入了聚乙烯纖維,明顯地解決了陶?;炷琳駬v中陶粒上浮的問題,試塊中陶粒分布均勻。陶粒的加入,可以提高保溫隔熱效果,但造價相對提高,并且陶粒的燒制出現(xiàn)了二次污染問題。(3)配方中摻入自然煤矸石,可以減少水泥用量,而強度不降低。通過一系列實驗及性價比分析,配方一較好。通過選取不同的材料,調整配合比和振壓成型、養(yǎng)護等工藝參數(shù),按照建筑不同的部位、不同功能強度要求,磚的強度等級設計為MU7.0~MU20.0,可以滿足承重和非承重墻體材料的技術要求。
3 承重保溫廢渣磚規(guī)格
設計了2種規(guī)格的磚:
(1)標準磚:規(guī)格為240mm×115mm×53mm。其克服了混凝土砌塊存在著體形與開孔過大,增加了工人的勞動強度和施工難度,由于壁厚較小難以鋪漿、外壁破損難以修補,二次裝修難度較大,抗裂、抗剪、抗?jié)B能力差等缺點。本磚可延用紅磚的施工規(guī)范,具有質輕、可砍磚的特點,符合砌筑工人的施工習慣。
(2)三孔磚:按遼寧省地方標準(DB21/T 1414—2006,DBJ 10806—2006)生產的三孔磚其外形見圖1,磚的最小外壁厚為27 mm,最小肋厚為15 mm。磚的開孔設計為倒梯型,多排孔布置,排孔轉折采用內切圓過渡,保證了砌墻砂漿的滿鋪,并在座漿面和鋪漿面雙向孔洞的作用下,可以形成一皮灰縫,大大提高了砌體各方向的抗剪能力。磚的孔洞分布設計考慮了墻體的熱工技術,采用熱橋隔斷的原理,也可設計成薄壁多排孔,大大提高了砌體的熱絕緣性能。
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