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摘要：试验研究了在含有碱性激发剂及铝粉的条件下，用粒化高炉矿渣—粉煤灰制轻质保温砌块的配合比，试块经免蒸压标准养护28d抗压强度达到2.5MPa~8MPa，干密度500～800kg/m3。
关键词：粒化高炉矿渣；粉煤灰；轻质保温砌块；配合比；抗压强度
Abstract: The experiment studied the mix proportion of preparation of light thermal-insulating blocks using granulated furnace slag and fly ash, with the existence of alkali-activator and aluminum powder. Being in the standard curing for 28 days, the test blocks would reach the compressive strength of 2.5-8 MPa and dry density of 500-800 kg/m3.
Key words：granulated furnace slag; fly ash; Light thermal-insulating blocks; mix proportion; compressive strength
中圖分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：
前言
粒化高炉矿渣是炼铁厂在高炉冶炼生铁时所得到的以硅铝酸钙为主要成分的熔融物，经水淬成粒后所得的工业固体废渣，大部分为玻璃质，具有潜在水硬胶凝性。粉煤灰是火力发电厂燃煤粉锅炉排出的工业固体废渣，主要以玻璃质为主，具有火山灰特性，是水泥生产、混凝土制备及墙体材料生产的主要原料之一。
随着贵州省钢铁工业、煤炭工业的快速发展，带来大量经济利益的同时也带来因矿渣、粉煤灰等工业固体废弃物污染造成的环境问题。工业固体废弃物的综合开发利用直接关系到社会的可持续发展问题。根据省内在建筑行业中的优势资源，本试验研究了利用粒化高炉矿渣和粉煤灰在碱性激发剂和铝粉的作用下，制作轻质保温砌块的配合比，大掺量地利用矿渣和粉煤灰，并采用自然养护代替蒸压养护的生产方法，降低生产过程能源消耗，节约生产成本。实现资源综合利用、节能减排的目标。
原材料
矿渣粉
试验中矿渣粉采用水钢矿渣粉S75，比表面积400m2/kg。
粉煤灰
试验中粉煤灰采用黔北电厂名川粉煤灰，粉煤灰性能见表1。
发气剂
本试验采用发气剂为铝粉。
NaOH
本试验碱性激发剂采用贵州省遵义碱厂生产的片状碱，碱含量≥96%。
其他石灰
本试验所用的石灰、石膏以及水玻璃，均为市场上出售的产品。
水
本试验用水为自来水。
轻质加气混凝土砌块的试验方法和配合比设计思路
试验参照《加气混凝土性能试验方法》中GB/T 11971-1997《加气混凝土力学性能试验方法》中的要求对轻质保温砌块进行抗压强度的测试。试验参照GB11969-2006《蒸压加气混凝土性能试验》对轻质加气混凝土砌块进行性能检测。
由于轻质加气混凝土砌块对容重及强度的要求，在配合比设计时应考虑其发气的均匀性、发气速度、气孔孔径的大小及空隙的分布情况。因此，配合比设计应满足以下要求。
铝粉含量及碱性激发剂含量适宜，避免发气过快而导致后期坍塌，或者气体量不够而容重过大；
控制料浆凝结稠化速度，料浆凝结稠化速度应与铝粉发气速度相适应；
由于试验温度影响铝粉和碱反应的速度，从而影响发气效果以及砌块的性能，因此试验时应控制试验用水温度。经试验证明35℃左右为宜。
试验方法
试验分析：由表3试验结果可看出铝粉含量及碱性激发剂含量对砌块性能影响很大。随着铝粉及碱性激发剂的适量增加，砌块干密度和抗压强度变小。当铝粉含量或者碱性激发剂含量过多时，会因发气过快，发气量过大而导致砌块出现塌模现象而失去强度。只有当铝粉发气速度、发气量与料浆凝结稠化速度相适应时，才能保证砌块的浇注稳定性，从而得到符合设计要求的容重与抗压强度。
矿渣粉、粉煤灰及水泥含量对轻质保温砌块抗压强度的影响如表4所示：
试验分析：从表4试验结果可看出矿渣粉、粉煤灰及水泥含量对轻质保温砌块抗压强度的影响较大。A1—A4随着矿粉含量在粉料中的比例增加，矿渣粉—粉煤灰加气混凝土砌块的28d强度逐步增加达到设计要求。A4—B2在矿渣粉、粉煤灰比例不变的前提下，随着水泥含量的减少，矿渣粉—粉煤灰加气混凝土砌块的强度逐步下降。只有在含有适量的水泥、碱性激发剂及铝粉条件下，激发矿渣粉和粉煤灰潜在水硬性，才能制造符合设计要求的矿渣粉—粉煤灰轻质加气混凝土砌块。
生产中注意事项
（1）由于铝粉的密度小很容易漂浮在浆体表面，从而导致铝粉反应不完全影响发气效果。应先将铝粉与干粉料混合均匀再加入水及碱性激发剂，达到较为理想的发气效果。
（2）在发气过程中轻微的震动，有能够减少试模侧壁对发气中的料浆的约束作用，改善料浆的体积膨胀和稳定性。
结论
经试验得出在碱性激发剂含量与铝粉含量适宜、铝粉发气速度与料浆稠化速度相适应的条件下，调整矿渣粉、粉煤灰及水泥用量可以得到抗压强度2.5Mpa—8Mpa的粒化高炉矿渣—粉煤灰轻质保温砌块。该砌块的性能满足标准GB11969-2006《蒸压加气混凝土性能试验》的要求 。
参考文献
[1]黄煜镔、周小平水淬矿渣混合材在混凝土中应用的新发展．建筑技术开发，2001（8）：21-23.
[2]钱加增拌合水温在加气混凝土生产中的作用．新型建筑材料，1998（2）：23-23.
[3] 彭华, 沈文华. 用高钙低硅粉煤灰制作蒸压加气混凝土砌块的研究. 粉煤灰，2004（1）：21-24.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：粒化高炉矿渣；粉煤灰；轻质保温砌块；配合比；抗压强度
Abstract: The experiment studied the mix proportion of preparation of light thermal-insulating blocks using granulated furnace slag and fly ash, with the existence of alkali-activator and aluminum powder. Being in the standard curing for 28 days, the test blocks would reach the compressive strength of 2.5-8 MPa and dry density of 500-800 kg/m3.
Key words：granulated furnace slag; fly ash; Light thermal-insulating blocks; mix proportion; compressive strength
中圖分类号：O741+.2文献标识码：A 文章编号：
前言
粒化高炉矿渣是炼铁厂在高炉冶炼生铁时所得到的以硅铝酸钙为主要成分的熔融物，经水淬成粒后所得的工业固体废渣，大部分为玻璃质，具有潜在水硬胶凝性。粉煤灰是火力发电厂燃煤粉锅炉排出的工业固体废渣，主要以玻璃质为主，具有火山灰特性，是水泥生产、混凝土制备及墙体材料生产的主要原料之一。
随着贵州省钢铁工业、煤炭工业的快速发展，带来大量经济利益的同时也带来因矿渣、粉煤灰等工业固体废弃物污染造成的环境问题。工业固体废弃物的综合开发利用直接关系到社会的可持续发展问题。根据省内在建筑行业中的优势资源，本试验研究了利用粒化高炉矿渣和粉煤灰在碱性激发剂和铝粉的作用下，制作轻质保温砌块的配合比，大掺量地利用矿渣和粉煤灰，并采用自然养护代替蒸压养护的生产方法，降低生产过程能源消耗，节约生产成本。实现资源综合利用、节能减排的目标。
原材料
矿渣粉
试验中矿渣粉采用水钢矿渣粉S75，比表面积400m2/kg。
粉煤灰
试验中粉煤灰采用黔北电厂名川粉煤灰，粉煤灰性能见表1。
发气剂
本试验采用发气剂为铝粉。
NaOH
本试验碱性激发剂采用贵州省遵义碱厂生产的片状碱，碱含量≥96%。
其他石灰
本试验所用的石灰、石膏以及水玻璃，均为市场上出售的产品。
水
本试验用水为自来水。
轻质加气混凝土砌块的试验方法和配合比设计思路
试验参照《加气混凝土性能试验方法》中GB/T 11971-1997《加气混凝土力学性能试验方法》中的要求对轻质保温砌块进行抗压强度的测试。试验参照GB11969-2006《蒸压加气混凝土性能试验》对轻质加气混凝土砌块进行性能检测。
由于轻质加气混凝土砌块对容重及强度的要求，在配合比设计时应考虑其发气的均匀性、发气速度、气孔孔径的大小及空隙的分布情况。因此，配合比设计应满足以下要求。
铝粉含量及碱性激发剂含量适宜，避免发气过快而导致后期坍塌，或者气体量不够而容重过大；
控制料浆凝结稠化速度，料浆凝结稠化速度应与铝粉发气速度相适应；
由于试验温度影响铝粉和碱反应的速度，从而影响发气效果以及砌块的性能，因此试验时应控制试验用水温度。经试验证明35℃左右为宜。
试验方法
试验分析：由表3试验结果可看出铝粉含量及碱性激发剂含量对砌块性能影响很大。随着铝粉及碱性激发剂的适量增加，砌块干密度和抗压强度变小。当铝粉含量或者碱性激发剂含量过多时，会因发气过快，发气量过大而导致砌块出现塌模现象而失去强度。只有当铝粉发气速度、发气量与料浆凝结稠化速度相适应时，才能保证砌块的浇注稳定性，从而得到符合设计要求的容重与抗压强度。
矿渣粉、粉煤灰及水泥含量对轻质保温砌块抗压强度的影响如表4所示：
试验分析：从表4试验结果可看出矿渣粉、粉煤灰及水泥含量对轻质保温砌块抗压强度的影响较大。A1—A4随着矿粉含量在粉料中的比例增加，矿渣粉—粉煤灰加气混凝土砌块的28d强度逐步增加达到设计要求。A4—B2在矿渣粉、粉煤灰比例不变的前提下，随着水泥含量的减少，矿渣粉—粉煤灰加气混凝土砌块的强度逐步下降。只有在含有适量的水泥、碱性激发剂及铝粉条件下，激发矿渣粉和粉煤灰潜在水硬性，才能制造符合设计要求的矿渣粉—粉煤灰轻质加气混凝土砌块。
生产中注意事项
（1）由于铝粉的密度小很容易漂浮在浆体表面，从而导致铝粉反应不完全影响发气效果。应先将铝粉与干粉料混合均匀再加入水及碱性激发剂，达到较为理想的发气效果。
（2）在发气过程中轻微的震动，有能够减少试模侧壁对发气中的料浆的约束作用，改善料浆的体积膨胀和稳定性。
结论
经试验得出在碱性激发剂含量与铝粉含量适宜、铝粉发气速度与料浆稠化速度相适应的条件下，调整矿渣粉、粉煤灰及水泥用量可以得到抗压强度2.5Mpa—8Mpa的粒化高炉矿渣—粉煤灰轻质保温砌块。该砌块的性能满足标准GB11969-2006《蒸压加气混凝土性能试验》的要求 。
参考文献
[1]黄煜镔、周小平水淬矿渣混合材在混凝土中应用的新发展．建筑技术开发，2001（8）：21-23.
[2]钱加增拌合水温在加气混凝土生产中的作用．新型建筑材料，1998（2）：23-23.
[3] 彭华, 沈文华. 用高钙低硅粉煤灰制作蒸压加气混凝土砌块的研究. 粉煤灰，2004（1）：21-24.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。