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稻殼灰在各種混凝土中的應用

1. 輕混凝土

以往，將植物纖維破碎，與適量水泥拌合加工成型制成各種板材，如水泥刨花板、稻草板，作為隔熱、吸音板得以應用。根據稻殼的材性，以稻殼為骨料，加入107膠、水泥和水拌合制成稻殼水泥混凝土，按質量用料比例:稻殼∶水泥= (27-18)∶100，水∶水泥=49∶100; 107膠∶稻殼=30∶100，該混凝土容重0.8 kg/m3~1.3 kg/m3，抗壓強度8 MPa~15 MPa，抗折強度2 MPa~6 MPa，導熱系數0.23 W/mK左右，在-20℃經過25次凍融后，試樣無變化，具有良好的保溫隔熱性能和耐久性。

本混凝土的骨料不需要進行任何預處理，它與用砂石作骨料的混凝土具有完全相同的施工工藝，因此，便于現場拌和施工。稻殼含SiO2高，潤濕后易于壓實，干燥后體積不膨脹，也耐腐蝕，這種混凝土與金屬有較強的粘接力，可以用鋼絲網或鋼筋作骨架。由于以韌性很好的稻殼作骨料，因此，混凝土的材性與木材相近，有可鋸、可釘、防腐蝕、不易燃燒等特點，拼板可用水泥砂漿粘接，是一種比較理想的輕混凝土。

2. 稻殼灰水泥及稻殼灰水泥混凝土

稻殼經過專用的燒灰爐燒去有機物，殘留下無機物SiO2灰燼等，再經過磨機磨細，即可得到稻殼灰。就目前來說，稻殼灰在建筑上的應用主要在水泥、高性能混凝土方面。

2.1 稻殼灰水泥

用稻殼灰與不同比例的波特蘭水泥(普通硅酸鹽水泥)按0∶100; 30∶70; 50∶50; 70∶30的比例混合，發(fā)現含70%的稻殼灰的混合料在所有3、7、28、90天齡期均具有最高強度，抗壓強度值分別為: 3 d， 31.9/22.4; 7 d， 45.7/32.5; 28 d， 58.7/42.4; 90 d， 63.9/47.7 (分母代表0∶100時的水泥強度，單位MPa)。“稻殼灰砂漿及混凝土的一個重要性質是它的抗酸侵蝕耐久性特別好”。“稻殼灰作為一種高活性火山灰能減少含活性集料砂漿的堿集料膨脹”。在高強度大體積混凝土中，用稻殼灰可得到高強度而內部溫升不大，典型地稻殼灰混凝土28 d強度比普通波特蘭水泥混凝土高8%，而在7 d~28 d內部溫升卻低于21℃。

2.2 石灰稻殼灰水泥

用消石灰與稻殼灰或生石灰與稻殼灰混合制成消石灰稻殼灰水泥及生石灰稻殼灰水泥。兩種石灰稻殼灰水泥的安定性均合格。消石灰稻殼灰水泥的凝結時間較普通水泥略長，而生石灰稻殼灰水泥的凝結時間較快。兩種石灰稻殼灰水泥的標準稠度，較硅酸鹽水泥標準稠度(24%左右)大得多，這是稻殼灰有特大的比表面積，而引起標準稠度的增加。不摻減水劑用生石灰配制的配合比為0.76∶1∶1.53∶2.70的生石灰稻殼灰混凝土28 d物理力學性能是:塌落度2.5 cm~4.0 cm，抗壓強度14.81 MPa，劈拉強度1.54 MPa，靜壓彈模2.01×104MPa。如適當摻加一些減水劑強度會有所提高。

2.3 稻殼灰水泥混凝土

稻殼灰有以外摻或內摻形式摻入混凝土，在等量取代20%水泥的情況下摻稻殼灰試件， 3 d、7 d抗壓強度均小于未摻稻殼灰的空白組，但28 d抗壓強度較空白組增加20%，說明稻殼灰具有較高的火山灰活性，在超量取代水泥的情況下，稻殼灰的增強效果更顯著。稻殼灰以外摻形式摻入混凝土的技術條件及結果，力學性能見表1。從表1看出，摻稻殼灰的試驗組抗壓強度提高的幅度較大，且早期比后期強度高，表明稻殼灰有強烈的增強作用，與硅灰相似。摻入具有分散作用的減水劑，使稻殼灰增強作用得到充分發(fā)揮。這是由于稻殼灰摻入混凝土后，高活性的SiO2能較快地與水泥水化生成的氫氧化鈣起強烈的火山灰反應形成低鈣水化硅酸鈣凝膠，起到增加強度，改善骨料水泥石界面結構和填充毛細孔的作用，使混凝土密實性增加，強度大為提高，劈裂抗拉強度、粘結強度、軸心抗壓強度、靜壓彈模、抗氯離子滲透、防銹等性能都得到明顯提高和改善。試驗結果還表明，使用“雙摻”技術效果更佳。南京水利科學研究院所作的該系統研究得出的結論是:摻稻殼灰能制造高強、密實、耐鋼銹混凝土，可用來建造大型現代建筑物和高速公路。

3. 稻殼灰與綠色高性能混凝土(GHPC)

綠色高性能混凝土的提出，是基于世界人口膨脹、生產發(fā)達、地球承受的負擔劇增，環(huán)境破，壞資源枯竭，物種滅絕，極大地威脅著人類的生存與發(fā)展。在我國加速發(fā)展高性能混凝土(HPC)時，使大量的水泥成為可持續(xù)發(fā)展的綠色結構材料，具有十分重大的意義。

作為GHPC綠色材料應具有這幾個特征: (1) 更多地節(jié)約熟料水泥，減少環(huán)境污染。在GHPC中以磨細水淬礦渣等活性細摻料成為膠凝材料中的主要成分，使生產水泥時CO2排放量大大減少。

(2) 更多地摻加以工業(yè)廢渣為主的細摻料。摻加以工業(yè)廢渣為主的細摻料既可節(jié)代熟料，改善環(huán)境，減免二次污染，又可節(jié)省土地和石灰石等資源。過去使用的工業(yè)廢渣由于加工細度不足，潛在活性遠未發(fā)揮出來，實屬資源浪費。隨著技術發(fā)展和深入研究，適用GHPC的優(yōu)質價廉的細摻料被認識和大量生產，硅灰、稻殼灰等應用量逐漸增加。兩種以上細摻料的復合材料，及細摻料與高效減水劑的復合使用，將在GHPC中發(fā)揮更大作用。

(3) 更大地發(fā)揮高性能優(yōu)勢，從根本上節(jié)減水泥與混凝土的用量。稻殼灰的組成、細度、活性、資源和研究報道說明，大量使用稻殼灰作混凝土的活性細摻料，從技術上看是可行的，是完全符合綠色高性能，可持續(xù)發(fā)展材料的要求的。