掺工业废渣水泥砂浆的力学性能及护筋特性研究

黄康华，林伟鑫，黄明辉，黄杰豪，庞雍晟，李庚英

（华南农业大学 水利土木学院，广东 广州 510642）

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利用具有火山灰活性的工业固体废渣代替消耗大、能耗高的水泥，不但节约资源能源、防止环境污染，还能提高混凝土的耐久性[1-2]，一直是国内外的研究热点。据统计，我国粉煤灰的利用率达75%、煤矸石的利用率为72.2%、废石膏的利用率为60%，而同样具有火山灰性质的陶瓷废渣在我国的利用率只有13%左右[3-8]。大量的陶瓷废渣采用直接丢弃填埋，占用大量土地资源，造成严重的环境污染和资源浪费。Turner[4]研究发现，陶瓷废料堆积的海滩污泥中的重金属Pb含量提高了13~35倍。我国是世界最大的陶瓷生产国，陶瓷年产量超过100亿m2[5]，每年天然矿物资源消耗量约2亿t，每年产生的陶瓷废料超过1800万~2000万t[6]。陶瓷废渣粉用于混凝土不但可以保护环境、节约资源，还能提高混凝土的耐久性、显著降低成本[7-8]。Mostafa Samadi等[9]的研究表明，当陶瓷废渣取代量为50%时，水泥砂浆的造价降低24.5%，因此有必要加大陶瓷废渣粉的利用率。

陶瓷废渣的主要成分为SiO2和Al2O3，具有一定的火山灰活性，可以代替少量水泥使用[10]。Mohit[8]研究了掺5%~25%陶瓷废渣粉的砂浆强度发展规律，发现陶瓷废渣粉的取代率为10%时，砂浆的28 d抗压和抗折强度较未掺分别提高了9.8%和17%；过多的陶瓷废渣粉将降低砂浆的力学性能，当废渣取代率为25%时，砂浆的28 d抗压和抗折强度较未掺分别降低12%和11%。同样，El-Dieb等[11]的研究表明当陶瓷废渣粉的取代量10%时，混凝土的7 d和28 d抗压强度较未掺分别提高了9.5%和6.5%；……