試配透水混凝土玻璃粉增強(qiáng)劑凈漿流動度實(shí)驗(yàn)

試配透水混凝土玻璃粉增強(qiáng)劑凈漿流動

度實(shí)驗(yàn)摘要：本文通過文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)，透水混凝土增強(qiáng)劑的主要成分為SO2,而玻璃粉中含有超過70%的SiO2。通過市場銷售增強(qiáng)劑檢驗(yàn)報告了解配置成分，選擇玻璃粉增強(qiáng)劑配置成分。根據(jù)其市場銷售增強(qiáng)劑透水混凝土凈漿流動度數(shù)據(jù)及合成數(shù)據(jù)，選擇試配玻璃粉增強(qiáng)劑凈漿流動度最優(yōu)，優(yōu)選玻璃粉增強(qiáng)劑配置摻量。試驗(yàn)證明玻璃粉105g，偏高嶺土30g，HSB脂肪族減水劑7.5g，甲基纖維素（MC）7.5g，凈漿流動度為203mm，與市場銷售RS生態(tài)增強(qiáng)劑凈漿流動度相同，和市場銷售樣品ST透水增強(qiáng)劑、TS生態(tài)砼增強(qiáng)劑的水泥凈漿流動度實(shí)際度接近。因此，玻璃粉用于制配玻璃粉增強(qiáng)劑可行度較高。經(jīng)市場分析玻璃粉價格最優(yōu)，用于玻璃粉增強(qiáng)劑的生產(chǎn)銷售空間較大。關(guān)鍵詞：透水混凝土、玻璃粉增強(qiáng)劑、凈漿流動度FlowdegreeexperimentofpermeableconcreteglasspowderenhancerHeYafengKrirkUniversity,Thailand,Bangkok10220Abstract:Inthispaper,wefoundthatthemaincomponentofthepermeableconcreteenhancerisSO2,whiletheglasspowdercontainsmorethan70%oftheSiO2.Throughthemarketingboosterinspectionreporttounderstandtheingredients,choosetheglasspowderenhanceringredients.Accordingtothenetslurryfluiditydataofitsmarketsalesenhancerpermeableconcreteandenhancersynthesisdata,choosetheoptimalnetslurryflowdegreeoftestglasspowderenhancer,andthemixingamountofglasspowderenhancerispreferred.Thetesthasprovedthattheglasspowderis105g,partialkaolin30g,HSBaliphaticwaterreducingagent7.5g,methylcellulose(MC)7.5g,thenetslurryflowdegreeis203mm,thesameasthemarketsalesofRSecologicalenhancer,andtheactualdegreeofthecementnetslurryflowdegreeofthemarketsalessampleSTpermeableenhancerandTSecologicalconcreteenhancer.Therefore,glasspowderformakingglasspowderenhancerismorefeasible.Throughthemarketanalysis,thepriceofglasspowderisoptimal,usedfortheglasspowderenhancerproductionandsalesspaceislarge.Keywords:perviousconcrete,cementpastefluidity,concreteadmixture,glasspowder1刖言中國為了緩解城市內(nèi)澇和城市熱島效應(yīng)，國務(wù)院及有關(guān)部門提出了建設(shè)海綿城市的一系列舉措［1］。本研究根據(jù)海綿城市建設(shè)中需要的建材出發(fā)，綜合透水混凝土增強(qiáng)劑研究成果及再生材料應(yīng)用，考慮節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)適用、工作性能較優(yōu)等因素，對再生玻璃粉應(yīng)用于透水混凝土增強(qiáng)劑中進(jìn)行配置摻量實(shí)驗(yàn)。國內(nèi)外研究成果Sharif等，研究發(fā)現(xiàn)棕櫚油燃料灰具有較大的比表面積(1.962m2/g)，可替代20%水泥的摻量，一定濃度的櫚油燃料灰減少了水泥漿體中大量的污染物。其灰中含有高濃度的Al2O3、Ca、K和SO2成分，可用于合成活性化合物，改善混凝土增強(qiáng)劑活性［2］。Baneviciene等，研究流體催化裝置產(chǎn)生的活性添加劑納米SO2對透水混凝土工作性能及耐久性的影響，將其SO2活性添加劑應(yīng)用到透水混凝土中有效減少了無機(jī)鹽的浸出提高了耐凍性，也顯著提高透水混凝土的抗壓強(qiáng)度、滲透系數(shù)等，減少了混凝土中熟料的使用量［3］。Sung等，研究粉末狀廢玻璃、碳酸鈣、回收建筑粗骨料和不飽和聚酯樹脂影響透水混凝土抗壓和彎曲強(qiáng)度、空隙比及滲透系數(shù)，設(shè)計(jì)出滲透聚合物混凝土的最佳混方案。試驗(yàn)粉狀廢玻璃路面滲透性聚合物混凝土的抗壓強(qiáng)度在16.8?19.7MPa之間，彎曲強(qiáng)度為4.7?6.1MPa之間，抗拉強(qiáng)度為4.5MPa?18MPa之間，滿足鋪裝面透水混凝土性能［4］。陳守開等，研究廢玻璃顆粒替代天然河砂，能夠促進(jìn)水泥水化作用，提高透水混凝土的工作性能，改善再生骨料透水混凝土的空隙結(jié)構(gòu)，并較大幅度提高其強(qiáng)度性能。在同條件下，廢玻璃顆粒80%替代率抗壓強(qiáng)度可達(dá)22.08MPa，比天然河砂提高抗壓強(qiáng)度約52%［5］。劉志艷等研究環(huán)氧樹脂摻拌玻璃粉，玻璃環(huán)氧樹脂透水混凝土密度和抗壓強(qiáng)度增加，透水系數(shù)降低。相同環(huán)氧樹脂用量4?8mm的玻璃砂制備透水混凝土，其透水性能、抗壓強(qiáng)度較優(yōu)，抗壓強(qiáng)度為31.7MPa,透水系數(shù)4.28mm/s，連續(xù)孔隙率13.5%,符合透水路面材料要求。在夜晚有明顯的發(fā)光效果⑹。吳淑偉等進(jìn)行正交試驗(yàn)，分別研究廢玻璃碎屑摻量、水灰比、骨料顆粒級配3個因素對透水混凝土的強(qiáng)度和透水性的影響，發(fā)現(xiàn)最優(yōu)配比廢玻璃碎屑摻量20%、水灰比為0.30，當(dāng)碎屑組成為5~10mm、10~15mm碎屑各占50%，該配比下制得的透水混凝土抗壓強(qiáng)度為21.1MPa,透水系數(shù)為2.5mm/s，其性能滿足透水路面要求［7］。綜上所述，玻璃再生品在透水混凝土中應(yīng)用可行度較高，且在工程實(shí)踐中效果顯著，對其開發(fā)應(yīng)用的價值較大，尤其在透水混凝土增強(qiáng)劑方面的研究值得探索。玻璃增強(qiáng)劑配比探討3.1增強(qiáng)劑材料分析及摻拌

根據(jù)市場銷售的RS生態(tài)增強(qiáng)劑、ST透水增強(qiáng)劑、TS生態(tài)砼增強(qiáng)劑產(chǎn)品檢測報告，將其配比擇優(yōu)用于本次實(shí)驗(yàn)的理論配比。見表3.1、表3.2、表3.3。表3.1RS生態(tài)增強(qiáng)劑報告參數(shù)節(jié)選Al2FCSCaO3e2O3 HaO-—其評iO2SiO3och^chohch3評他(%)(%)(% (((%)(%)定)%) %)8 0. 18. 0 2 5合0 16 3 .53 7.8 ^ .6格表3.2ST透水增強(qiáng)劑報告參數(shù)節(jié)選SiAl2 Ca Mg CH2 其H20O2O3 O O O 他 評(( ( ( ( ( (定%)%)%) %) %) %) %)1. 1. 4. 0. 8. 合86238 4 2 01 9 格表3.3TS生態(tài)砼增強(qiáng)劑報告參數(shù)截選羥丙 甲氧SiO2Al2O3 CaO 其他氧基含量基含量 評定(%)(%(% (%) (%) (%) ) )78.6 9.5 2.23 11.2 28.2 4.1合格根據(jù)以上成分含量可知透水混凝土增強(qiáng)劑主要成分為硅化物、高嶺土、偏高嶺土、膠結(jié)合成品等。增強(qiáng)劑的合成，需要對各成分材料進(jìn)行篩選，本實(shí)驗(yàn)從材料的作用原理出發(fā)選擇相對合適的材料，在選擇中考慮環(huán)保、資源的再利用，實(shí)現(xiàn)性能和可行性的有效平衡，制配玻璃粉增強(qiáng)劑。結(jié)合國內(nèi)外研究成果及材料分析后，制配玻璃粉增強(qiáng)劑成分，分別是玻璃粉、偏高嶺土、HSB脂肪族減水劑、甲基纖維素。3.2玻璃粉增強(qiáng)劑性摻量分析根據(jù)中國江蘇某公司生產(chǎn)的RS生態(tài)增強(qiáng)劑（圖3.1），中國浙江某公司生產(chǎn)的ST透水增強(qiáng)劑（圖3.2），中國廣東某公司生產(chǎn)的TS生態(tài)砼增強(qiáng)劑（圖3.3）成分含量及水泥凈漿流動度作為試驗(yàn)樣本。試配玻璃粉為主要成分的玻璃粉增強(qiáng)劑，固定水灰比為0.3及HSB脂肪族減水劑7.5g，設(shè)定玻璃粉、偏高嶺土、甲基纖維素?fù)搅繛樽兞俊Ｔ囼?yàn)10組玻璃粉為主的玻璃粉增強(qiáng)劑試樣，通過水泥凈漿流動度逼近商品銷售增強(qiáng)劑樣品性能數(shù)據(jù)優(yōu)選玻璃粉增強(qiáng)劑成分摻量，確定150g玻璃粉增強(qiáng)劑中各成分的最優(yōu)摻量。圖3.1試樣SR 圖3.2試樣TS 圖3.3試樣ST10組玻璃粉增強(qiáng)劑試樣每150g各成分含量見表3.4，10玻璃粉增強(qiáng)劑試樣和3組標(biāo)準(zhǔn)樣本的水泥凈漿流動度對比試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖3.4所示。圖表中BPH表示玻璃粉增強(qiáng)劑試樣編號，編號不同代表摻量不同。表3.4玻璃增強(qiáng)劑摻量數(shù)據(jù)（150/g）

試件編號玻璃偏高:（g）HSB脂肪族減水劑（g）甲基纖維素（MC）（g）粉（g）嶺土H-1BP102.7500028.57.50011.250H-2BP103.5000028.57.50010.500H-3BP103.5005029.27.5009.750H-4BP104.2505029.27.5009.000H-5BP104.2500030.07.5008.250H-6BP105.0000030.07.5007.500H-7BP105.0005030.77.5006.750H-8BP105.7505030.77.5006.000BP10531.57.5005.250

H-9.75000BP10631.57.500H-10H-9.75000BP10631.57.500H-10.500004.500圖3.4水泥凈漿流動度試驗(yàn)數(shù)據(jù)J通過玻璃粉增強(qiáng)劑摻量試驗(yàn)數(shù)據(jù)表及凈漿流動度數(shù)據(jù)表3.4、圖3.4可知，當(dāng)BPH-6組玻璃粉增強(qiáng)劑玻璃粉105g，偏高嶺土30g，HSB脂肪族減水劑7.5g,甲基纖維素7.5g,凈漿流動度為203，與ST透水增強(qiáng)劑凈漿流動度相同，和市場銷售樣品RS生態(tài)增強(qiáng)劑、TS生態(tài)砼增強(qiáng)劑的水泥凈漿流動度實(shí)際度接近，所以該組凈漿流動度最優(yōu)；在不斷增摻玻璃粉成分時水泥凈漿流動度隨之增大，玻璃粉為106.5g/150g時，漿流動度為258mm；玻璃粉為102.75g/150g時，漿流動度為160mm；其造成水泥凈漿流動度變化的原因還與偏高嶺土和甲基纖維素?fù)搅坑幸欢P(guān)系。市場分析本探討選擇玻璃粉、橡膠粉、陶瓷粉、硅粉、增強(qiáng)劑用礦物復(fù)合粉進(jìn)行市場銷售分析。見表4.1。表4.1材料信息表截選建材造價（元/T）產(chǎn)地廢棄玻璃粉800貴州黔東南廢棄橡膠粉1100海南三亞廢棄陶瓷粉900江西景德鎮(zhèn)硅粉1200貴州黔東南增強(qiáng)劑用礦物復(fù)合粉1000中國均價資料來源：百度搜索根據(jù)表4.1看出，再生建材和礦山加工材料價格不易，加工硅粉1200元/噸，再生建材廢棄橡膠粉1100元/噸，價格均高壓再生廢棄玻璃粉800元/噸。而且部分建材產(chǎn)地較遠(yuǎn)預(yù)算成較高，增大了生產(chǎn)增強(qiáng)劑的投資成本。中國因經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來的高度工業(yè)化，生活廢棄物逐年增加，因而出現(xiàn)廢棄物填埋場地不足和環(huán)境污染等方面的問題，玻璃制品廢棄物問題更為嚴(yán)重，廢玻璃也逐年增加。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國每年玻璃總產(chǎn)量約1860萬噸，約40%為平板玻璃，10%是玻璃纖維產(chǎn)品，50%的瓶子容器，其中年廢玻璃產(chǎn)生量約為430萬噸，其中50%被回收利用，剩余部分被填埋，造成環(huán)境污染［8］。玻璃粉增強(qiáng)劑在價格和原材料的獲取上有著較大的優(yōu)勢，產(chǎn)能優(yōu)勢和價格優(yōu)勢是其他建材無法比擬的，所以研制玻璃粉增強(qiáng)劑有較大市場空間。結(jié)論本文通過探討再生材料的應(yīng)用，檢驗(yàn)了市場銷售增強(qiáng)劑產(chǎn)品基本成分，提出了透水混凝土玻璃粉增強(qiáng)劑的摻拌成分。將市場銷售透水混凝土凈增強(qiáng)劑凈漿流動度值與玻璃增強(qiáng)劑漿流動度值進(jìn)行實(shí)驗(yàn)比較，獲得了玻璃增強(qiáng)劑最優(yōu)摻拌成分。再次對比了玻璃粉與透水混凝土再生產(chǎn)品及礦粉價格，發(fā)現(xiàn)玻璃粉價格更優(yōu)，具體結(jié)果如下：1、 通過文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)混凝土增強(qiáng)劑的主要成分為SiO2，而玻璃的主要成分為SiO2，可用于透水混凝土增強(qiáng)劑的制備。2、 檢驗(yàn)市場銷售透水混凝土增強(qiáng)劑成分，制配了玻璃粉為主要成分的玻璃粉增強(qiáng)劑，其成分中還含有HSB脂肪族減水劑，偏高嶺土，甲基纖維素。3、 參考市場銷售增強(qiáng)劑凈漿流動度實(shí)驗(yàn)，當(dāng)玻璃粉增強(qiáng)劑150g時，玻璃粉為105g，偏高嶺土30g，HSB脂肪族減水劑7.5g，甲基纖維素7.5g，試驗(yàn)凈漿流動度為203，與市場銷售ST透水增強(qiáng)劑凈漿流動度相同，和市場銷售樣品RS生態(tài)增強(qiáng)劑、TS生態(tài)砼增強(qiáng)劑的水泥凈漿流動度實(shí)際度接近，其成分最優(yōu)。4、 通過市場銷售再生產(chǎn)品和礦粉的價格對比，發(fā)現(xiàn)玻璃再生玻璃粉價格最優(yōu)。且玻璃廢棄物較多，回收空間大，獲取率高，比其他再生材料和礦粉更易購買，為玻璃粉增強(qiáng)劑的開發(fā)應(yīng)用提供了條件，為后期市場的競爭明確了方向。全球玻璃產(chǎn)能較大，廢棄玻璃產(chǎn)能也非常大。研究將玻璃的再生品應(yīng)用和循環(huán)再利用是人們的共識，全球在解決城市熱島效應(yīng)和城市內(nèi)澇方面投入較大，將玻璃再生產(chǎn)品應(yīng)用于此項(xiàng)工程中潛力較大。研究中還發(fā)現(xiàn)偏高嶺土和甲基纖維素?fù)搅繉λ鄡魸{流動度變化有一定影響，本次研究受實(shí)驗(yàn)條件的限制，希望有條件的研究人員開展更深入的研究。參考文獻(xiàn)田娟，趙彥，鞏再艷，等.海綿城市透水混凝土攪拌車技術(shù)研究與應(yīng)用.2014.A-A-MSharif,ShahidanS,KohH-B,etal.Strengthdevelopmentofperviousconcretecontainingengineeredbiomassaggregate[J].IOPConferenceSeries:MaterialsScienceandEngineering,2017,271.VilmaBaneviciene,MalaiskieneJurgita,BorisRenata,etal.