污泥生物炭的掺入对水泥浆体性能的影响

韩 通，郭建华，孙程万，王 杰

(河北工程大学 水利水电学院，河北 邯郸 056004)

1 概 述

生物炭[1]一般是指在低氧环境下，将生物质如木材、农作物产物、家畜粪便、污泥等进行高温裂解形成的固体高含碳量物质。它一般应用于土壤改良、土壤修复、吸附固定重金属和作为有机肥料。但是它丰富的孔隙结构、较大的比表面积以及独特的固炭性能，为改性水泥基材料提供了可能。由于生物炭原材料丰富，绿色可持续，如果可以成功应用于水泥基材料，不仅能固定空气中的二氧化碳[2]，减少温室气体保护环境，还可以生成巨大的经济效益。

关于生物炭在水泥基材料中的应用，很多学者展开研究。Gupta[3]将生物炭当做内部固化剂加入水泥基中，结果发现预浸生物炭在砂浆上的内部固化效率更高，并且能提高水泥砂浆的强度和耐久性能。Rodier[4]将甘蔗渣经过热化学转变生产出的生物炭用于改性水泥基材料，结果发现生物炭的加入明显改善了水泥浆体的水化性能，降低了导热性，而且少量生物炭的加入可以提高其物理性能。Wang等[5]将木材废料生物炭作为绿色外加剂掺入水泥基，结果发现生物炭的掺入会略微增强水泥水化反应，固定水泥中的有害物质。余景良[6]将少量生物炭稻壳灰掺入混凝土，发现稻壳灰的加入可以明显增强混凝土的耐久性能、抗渗性能、水化速率及密实度。姜晓雨、李俊鹏等[7-8]研究了小麦秸秆生物炭对水泥导热性能和抗压强度的影响，结果表明少量生物炭的掺入可以提高水泥浆体的强度，并且可以降低其导热系数，优化了水泥性能。……