临沧华德实业有限公司677506
摘要：污泥是一种混凝土掺合料。本次研究通过实验分析搅拌站污泥，对于混凝土力学性能以及耐久性的影响，结果显示：污泥的活性低，当其取代粉煤灰比例≤30%时，不会对混凝土耐久性以及抗压强度产生影响。随着取代比例的增加，坍落度增大，混凝土凝结时间延长。
关键词：混凝土；抗压强度；耐久性；混凝土；活性
1实验方法
1.1原材料
本次试验所使用的原材料有六种，分别是水泥、粉煤灰、矿渣、砂、骨料、外加剂。试经过MASTERSIZER2000激光粒度分析仪将A、B两家搅拌站的污泥进行分析。A搅拌站污泥比较面积708m2/kg，表面积的平均粒径为8.417µm，中值粒径为18.053µm。B站的污泥具有976m2/kg的比表面积，表面积平均粒径为6.148µm，中值粒径12.627µm。分析检测结果发现，污泥具有的细度比粉煤灰更高，所以更加适合在混凝土掺合中，作为掺合料使用，而不是作为细集料使用。
1.2实验方法
试验参照GB/T12957—2005《用于水泥混合材的工业和废渣活性试验方法》。利用水泥胶砂28d抗压强度比对污泥的活性进行评定。对胶砂进行力学性能测定的时候要参照GB175—2007《通用硅酸盐水泥》进行测定。参照GB/T1346—2001《水泥标准稠度用水量、凝结时间、安定性检验方法》来进行水泥标准稠度、凝结时间的测定。参照GB/T50080—2002《混凝土拌合物性能检验方法》对混凝土拌合物的凝结时间以及坍落损失进行测定。对混凝土的力学性能测定，要参照GB/T50081—2002《混凝土物理力学性能检验方法》进行，采用100mm×100mm×100mm试件，标准养护至28d龄期[1-2]。
2实验结果分析
2.1污泥对混凝土力学性能的影响分析
2.1.1污泥活性分析
如果污泥能够在混凝土拌合的时候，替代粉煤灰成为掺合料，那么在进行混凝土拌合时，不仅能够省去部分粉煤灰的开销和用量，也可以减少污泥清理所需要的费用，对工程和搅拌站的经济效益，都能够得到显著的提升。所以本实验的目的就是为了研究污泥的活性，以确定污泥是否可以用作混凝土的掺合料。试验过程中，污泥在105-110℃的温度下进行烘干，烘干结束之后用80µm的筛子将污泥进行过筛，余留3%，将这些污泥按照P·O42.5级水泥质量进行取代，取代量在30%，水泥胶砂的流动度为180mm。然后对掺加了30%污泥的水泥胶砂试件与没有掺加污泥的水泥胶砂试件的28d抗压强度进行对比分析。最后取A、B、C三家搅拌站的污泥，测试这些污泥是否对水泥标准稠度、用水量以及凝结时间有所影响，并且对污泥的活性进行分析比较，并评价，结果如表1所示。
表1污泥活性评价结果
依照表1的结果可知，将30%的水泥用污泥取代之后，水泥胶砂试件的28d抗压强度比为60%-70%，这说明污泥没有太高的活性。污泥颗粒中，具有一定水化性的，在掺合到水泥中后会水化，而不具有水化性的则会沉淀在水中，不会有未水化的颗粒掺杂在水泥中，从而使水泥颗粒不能够水化。污泥中的Ca（OH）2的焊料较少，且含有少量的可溶性硫酸盐，所以污泥虽然活性较低，但是也具有活性，同样在混凝土中能够起到比较好的填充作用。
2.1.2污泥对于混凝土坍落度影响
利用基本配合比对混凝土进行配置，然后采用污泥代替粉煤灰来进行试验，试验结果如下：由于污泥具有比较低的活性，所以如果污泥取代粉煤灰的比例超过30%，就会使混凝土的28d抗压强度有所降低，虽然C20和C30混凝土的降低程度比较小，但是C60混凝土的降低程度则比较大，但是如果污泥取代粉煤灰的取代量小于20%，这时污泥对于混凝土的抗压强度有着提高的作用，但是也不会对混凝土的28d抗压强度有所影响，其具有很好的填充作用。由此可知对于低强度等级的混凝土，进行配置时污泥对粉煤灰的取代量达到30%不会对混凝土作用有所影响，而在配置高强度混凝土时，则污泥对粉煤灰的取代量不能超过20%，对混凝土力学性能不会产生不良影响。
试验对污泥取代粉煤灰20%和30%的取代量时，对混凝土坍落度以及坍落度的损失和保持相同坍落度时减水剂掺量的影响。根据试验结果可知当污泥取代粉煤灰的取代量超过30%之后，则需要用比较多的减水剂，才能够使混凝土的初始坍落度保持的比较高，而由于减水剂具有比较高的成本费用，所以，在对粉煤灰进行污泥取代时，取代量不宜超过30%，如表2所示。
表2污泥掺量与混凝土坍落的关系
2.2污泥对混凝耐久性的影响分析
2.2.1混凝土抗氯离子渗透性分析
通过参照GB/T50082—2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》和ASTMC1202—1997《混凝土氯离子渗透电量快速测定方法》对混凝土进行电通量试验，由表3可知，混凝土（未添加掺合料）在实际使用过程中没有对抗氯离子的相关属性造成明显作用，但污泥掺入后，混凝土密实度更高，出现明显的抗氯离子性。同时，污泥会对混凝土产生物理填充作用，提升其密实度，那么混凝土的抗渗能力也随之提高[3]。
表3混凝土的氯离子渗透性分析
2.2.2混凝土抗侵蚀性研究
由于混凝土本身特性，其与腐蚀性成分接触后，腐蚀性成分中的K+、Na+、SO42-等离子会改变CH溶解度，游离CH并转移，直到破坏硅酸盐成分，从而，混凝土的机械成分彻底被破坏，就容易出现开裂、碎裂等问题，因此可知，研究抗腐蚀性，能够了解污泥对混凝土耐久性的影响。本次实验将混凝土置于硫酸盐中浸泡30天后可知，加入掺合料后，混凝土的抗侵蚀效果更好，同时其抗压强度也明显提升；浸泡30天后，其强度有下降趋势，但污泥掺和量提升后，混凝土的材料级配比优化，因此其密实性更强，抗侵蚀效果提升，硫酸根离子侵蚀几率下降，混凝土本身的抗硫酸盐侵蚀效果有明显提升。
表4混凝土在硫酸盐中浸泡的抗压强度
3结论
综上所述，由以上的试验分析可知，污泥的活性以及污泥对粉煤灰的取代量对混凝土力学性能、坍落度、抗腐蚀性能均有明显的作用。对试验的结果进行比对分析可知，搅拌站可以使用污泥优化混凝土的综合性能，例如将其作为细集料使用。此外还可以将水泥采用以工业废渣为原料的掺和料代替使用，确保“以废治废”得以落实，其经济效益显著，同时还能够为污泥的回收再利用奠定较好的技术基础。
参考文献：
[1]HarunTANYILDIZI.温度、炭纤维和硅土粉对轻量混凝土力学性能的影响[J].新型炭材料，2008，23（4）：339-344.
[2]郭育霞，贡金鑫，李晶等.石粉掺量对混凝土力学性能及耐久性的影响[J].建筑材料学报，2009，12（3）：266-271.
[3]欧阳小伟，欧阳东，易承波等.污泥在水泥混凝土工业中的应用分析[J].混凝土，2011，（6）：81-83，87.