一種淤泥堿渣無水泥混凝土抗壓強度試驗研究

吳以恒，宋陳燁（江蘇大學土木工程與力學學院 ，江蘇 鎮江 212013 ）

一種淤泥堿渣無水泥混凝土抗壓強度試驗研究

吳以恒，宋陳燁
（江蘇大學土木工程與力學學院 ，江蘇 鎮江 212013 ）

本試驗以淤泥（沿海港口工程中需要處理的淤泥）、粉煤灰、石子為主要原材料，配以少量活化劑，按照不同淤泥-水泥質量比，制成混凝土標準抗壓試塊，進行不同配合筆下抗壓實驗，根據試塊28d抗壓強度，分析不同配合比下淤泥堿渣混凝土的強度變化規律，從而提出比較合適的淤泥混凝土配合比設計實用方法。

淤泥；摻和料；抗壓強度；配合比設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.16.107

誠如里奇所言，我們已經進入數碼時代，數碼攝影“原作”與“副本”沒有區別，“原作”失去了意義。那么，攝影的魅力還存在嗎？數碼攝影代替傳統攝影的優勢在哪里？里奇在《攝影之后》中花費絕對占主導的篇幅（8章）討論數碼攝影的魅力和優勢。一言以蔽之——超文本。數碼攝影以超文本形式存在，是一種新觀念，一種全新的生命哲學，它更加綜合，更具融合性，更能制造多樣化副本并衍生出派生物。

1　前言

淤泥處理和利用是港口造價、工程質量和工期的主要影響因素之一。在淤泥的化學固結方面，當前主要采用水泥拌合，比如攪拌樁，但由于摻加量大、水泥對淤泥的加固效果不明顯以及質量差等原因，現在已經限制使用。在工程建設中使用的普通水泥混凝土，需要大量高耗能的水泥和砂石等自然資源，隨環保力度的加大，自然資源日趨緊張，砂石料供不應求。特別是水泥生產，需要大量的能源，并造成一定的環境污染。為此，人們更加重視對淤泥等材料進行二次開發，使其成為結構混凝土材料。

2　實驗材料

2.1淤泥（荷塘泥）

外業人員采集回的地籍和農房數據收集表，通過地籍調查信息系統，在局域網內，實現多人同時操作數據錄入數據庫，避免數據重復錄入，并具備數據修改和刪除基礎功能。實現了數據的快速電子化。

3.2抗壓強度測定

公共汽車上一女士拿著一石榴對坐著的男士說：“我用石榴換你的座位。”男士換了，剛要吃，女士又說：“別吃，下車時我還要換回來呢。”

2.2粉煤灰

在混凝土中摻加粉煤灰節約了大量的水泥和細骨料；改善了混凝土拌和物的和易性；減少了混凝土的徐變；減少水化熱、熱能膨脹性；提高混凝土抗滲能力。本實驗采用的粉煤灰為F類粉煤灰，屬于二級粉煤灰，本身不具有水硬性。主要化學成分CaO＜1%，SiO2含量50%；Al2O3含量29%，Fe2O3含量8.5%。

萬能試驗機加載率控制在20KN/s以下，分組測試其28d的抗壓強度并記錄分析。

歌詞中連續三處用典。一是開頭即暗用了“清明時節雨紛紛”典故。二是“吹綠”一詞出于“春風又綠江南岸”。三是出于易安居士的名句“勞勞燕子人千里，落落梨花雨一枝”的“梨花雨”典故。

3　實驗方法

設計意圖：通過有針對性的測評與實踐活動，學以致用，并將所學知識和生活實際緊密結合，應用到實踐中，并用于評價學生核心素養的養成。

4.1抗壓強度結果

本實驗利用淤泥代替部分水泥制作標準立方體混凝土試塊，并用粉煤灰作為摻合料，增強混凝土試塊的固化效果和凝結強度。

3.1試塊制作

標準試塊的混凝土配合比設計根據《普通混凝土配合比設計規程》（JGJ 55-2011）進行；混凝土強度試驗按照《普通混凝土力學性能試驗方法》（GB/T 50081-2002）進行。實驗先根據C30標準混凝土試塊配合比，按照水灰比不變原則，用淤泥含量由小到大逐級代替部分水泥，最高混入30%摻和料，并根據摻和料含量依次加入不同量的淤泥和粉煤灰，從而達到不同配合比下不同淤泥和粉煤灰含量的細部比較（具體配合比見表1。每組配合比澆筑3個試塊）。根據各組配合比進行實驗材料的稱量，并進行人工拌制混凝土，期間水泥、淤泥和砂先混合均勻，然后加入適當水進行拌合，充分拌合以后加入石子和剩下的水進行攪拌，從而使各成分之間充分接觸和結合。攪拌均勻后進行塌落度試驗，符合要求以后將拌合料裝入150mm*150mm*150mm的模具內放至振實臺進行振實，在常溫下靜置24h后拆模，進行編號后放入養護箱進行養護至28天。養護條件：溫度為20±2℃，相對濕度為95%。

試驗所用淤泥為含有有機質的荷塘泥。據測定，有機質含量達2.45%～5.28%、全氮0.20%～0、29%、全磷0.26%～0.36%、全鉀1.00%～1.82%，同時還含有較多的有機和無機膠體。

2.3水泥、砂、石

表1　混凝土配合比

4　實驗結果與分析

用乘法分配律釋義小數乘法的意義，有助于學生對其含義理解的初步認識.掌握方法后，任意小數都可按照此形式進行理解.如3×0.1，我們可以寫出10個3×0.1相加的形式：

定義標準混凝土試塊編號為BC，淤泥混凝土試塊編號為YC，數字為摻和料含量和不同配合比，如YC30-1：2表示摻和料占30%總量時淤泥和粉煤灰質量比1：2的淤泥混凝土。分別記錄并計算每組混凝土試塊的平均值，得出的混凝土立方體抗壓強度值見表2。

試驗采用普通硅酸鹽水泥，水泥強度等級32.5MPa，密度ρc=3.14g/cm3；砂子為中砂，細度模數2.55，2區級配，ρs=2.5g/cm3；碎石密度ρg=2.65g/cm3。

由表2可得標準混凝土試塊的28d抗壓強度達到了設計的C30強度指標，同時淤泥混凝土試塊的28d抗壓強度指標也基本滿足設計值，可見用淤泥取代部分水泥后其抗壓強度指標依舊滿足。從表格中可以看出，當淤泥、粉煤灰質量比為1：2和1：3時，其抗壓強度都大于標準C30混凝土，而質量比為1：2的淤泥混凝土抗壓強度相對更高，可以作為本試驗的最優配合比參考值。分析原因可以得出加入淤泥和粉煤灰等摻和料以后，能改善新拌混凝土的和易性和抗離析性，表現為混凝土抗壓強度的提高，從而減少水泥用量，降低生產成本。

4.2淤泥含量對抗壓強度影響分析（見圖1）

5　結論

本項目的最大特色是利用淤泥等材料開發出具有一定承載性能的無水泥混凝土。一方面，減少了水泥、礦石等高能耗資源的使用量，降低了該類物質對環境的污染；另一方面又能充分利用淤泥進行二次開發利用，減少該類物質對環境的負荷。普通混凝土是由水泥、砂、石、礦物摻合料、外加劑和水通過一定的比例澆筑、攪拌而成，其各成分之間的數量關系直接影響著混凝土拌合物的強度及耐久性能。研究淤泥堿渣混凝土的制備方法及設備，確定淤泥堿渣混凝土中材料組分及其配合比，獲得具有特定性能（如強度指標）的淤泥堿渣混凝土，是本項目能順利開展的主要內容。本項目以抗壓強度為主要指標，開展淤泥堿渣混凝土的配合比試驗，提出實用的配合比設計方法，同時，通過淤泥等基材的材性分析，得出其材性對淤泥堿渣混凝土硬化過程的影響特性，探討淤泥堿渣混凝土的粘結硬化機理。

表2　C30混凝土立方體試塊抗壓強度表