生物发电厂秸秆灰应用于砌筑砂浆的实验研究
由于我国不可再生资源的过度消耗致使出现能源的大量短缺。使得大量新型的资源是我们现在不断寻找的目标。我国作为一个农业生产大国，其中农田土地面积占总数一半以上，产量最高的有水稻、小麦、玉米。在谷物成熟经过加工脱粒后剩余大量的秸秆，经磨制成秸秆灰代替水泥掺加入砌筑砂浆中。用以减少水泥的用量，获得“绿色砂浆”且减少环境的污染是作为本次研究的课题。本论文通过现有研究资料基础上尝试将秸秆灰代替部分水泥掺入水泥砂浆中。通过球磨机将秸秆磨制备成不同比表面积的秸秆灰，按照不同的比例代替部分水泥掺入水泥砂浆中。通过水泥正交试验，测试其流动度。通过搅拌、振实、养护测试该试件的抗压、抗折的强度，分析秸秆灰对水泥砂浆各种性能的影响。论证其作为水泥砂浆掺合料的可行性。通过实验数据的研究分析，秸秆灰在较低掺量时对水泥胶砂流动度和强度影响不大，对混凝土流动性影响不明显。通过胶砂实验发现掺量10%-30%适合。水泥砂浆的流变性能随秸秆灰掺量的增加而降低，抗压强度除25%比空白样都有提升。综合分析，掺25%最合适。关键字 秸秆灰 砌筑砂浆 掺合料 抗压强度 抗折试验中文摘要 I目 录
中文摘要 I
外文摘要 II
1 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 国外研究现状 2
1.2.2 国内研究现状 3
1.3 研究意义 4
1.4 研究的方法 4
1.5 秸秆灰的制备 5
1.6 研究内容 6
2 秸秆灰水泥胶砂正交试验 6
2.1 试验目的 6
2.2 原材料 6
2.2.1 砂 6
2.2.2 水泥 6
2.2.3 秸秆灰 7
2.2.4 外加剂 9
2.2.5 水 9
2.3球磨介质的参数优化试验 9
2.3.1球磨机简介 9
2.3.2球磨过程因素分析 12
2.4 正交试验设计 12
2.5 水泥胶砂试验主要仪器设备 12
2.6 实验室养护条件 13
2.7 水泥胶砂流动度及强度检验方
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
7
2.2.4 外加剂 9
2.2.5 水 9
2.3球磨介质的参数优化试验 9
2.3.1球磨机简介 9
2.3.2球磨过程因素分析 12
2.4 正交试验设计 12
2.5 水泥胶砂试验主要仪器设备 12
2.6 实验室养护条件 13
2.7 水泥胶砂流动度及强度检验方法 14
2.7.1 水泥胶砂流动度试验方法 14
2.7.2 抗压强度试验 15
2.7.3 坍落度 16
3 砌筑砂浆的性能 17
3.1 砌筑砂浆的强度 17
3.2 砂浆的工作性能 18
3.2.1流动性 18
3.2.2保水性 18
4 水泥胶砂实验 18
4.1 实验方法与仪器设备 19
4.1.1 水泥胶砂的制备 19
4.1.2 水泥胶砂的流动度测定 19
4.1.3 水泥胶砂强度测定 21
4.2 秸秆灰对水泥胶砂的影响 23
4.2.1实验方法及水泥胶砂配合比 23
4.2.2 实验数据及分析 23
5 砌筑砂浆工作性及强度研究 24
5.1 砌筑砂浆配合比设计 24
5.1.1 粉煤灰混凝土的配合比设计原则 25
5.1.2 砌筑砂浆配合比设计方法 26
5.1.3 砌筑砂浆基本配合比设计 29
5.2 实验中选用的工作性测试方法 29
5.3 实验结果分析 30
结 论 33
致 谢 34
参 考 文 献 35
1 绪论
1.1 课题背景
目前，我国的主要能源使用现状表现在两个方面。首先是不可再生资源的过度消耗致使出现能源的大量短缺。然则我国还存在大量的可再生资源没有被得到重视。我国作为一个农业生产大国，其中农田土地面积占总数一半以上。然则随着农业生产产量的大幅度逐年不断增加，也随之带来越来越多不可忽视的问题，大多的农作物收割完成后所丢弃的秸秆也带来更多的困扰。据统计，我国每年产出的水稻有数亿吨，产出的农作废弃物——秸秆更有数十亿吨 [1]。但是目前为止我国现阶段对这些大量的农作废弃物秸秆的开发使用率还很低,致使大量的秸秆被燃烧田间或直接丢弃。只有少部分的农作物秸秆被利用起来，用于工厂造纸使用或者一些普通板材的加工。不仅造成了一定程度上的大气污染和生态环境的破坏,而且浪费了大量的可再生资源，更有甚者会引发更大的山林火灾。大量秸秆的焚烧以致众多地区政府纷纷颁布禁止燃烧农作废弃物秸秆的条令来治理所引起的环境污染。然而所产生的PM2.5,是农作废弃物秸秆就地焚烧造成环境污染的主要“元凶”。所谓的PM2.5是指环境空气中直径小于或等于2.5um的颗粒物,其直径小、含有大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远,被人吸入人体中会引起不必要的疾病。尽管PM2.25在空气中含量很低，但是它对环境却造成了很大的影响 [24]。不仅占用土地资源，同时还造成大量肉眼可见的烟尘。即对生态环境和大气造成了严重的破坏，又对人的身体产生一定程度上的影响。随着社会经济发展和科技的飞速进步，农业秸秆因其巨大的潜力得到了各行各业专家的高度重视，并取得一系列的成果[3]。
其次,城市化建设速度的加快，促使各行业不得不加大不可再生资源的开采力度。尤其以建筑行业所造成的影响最为深远。在经济迅速发展的近几年中，我国每年城乡住房建设面积不低于百万平方米[24],约有超过4000万吨水泥砂浆材料投入到城乡用房的建设中去。其中,水泥的使用量为1.6亿吨左右,砂石等材料的消耗量更有数亿吨。这些不可再生资源现状使我国基本国情进一步恶化。
同时传统建筑材料的价格随着时间逐年上涨，使得利用廉价资金物资秸秆来代替水泥具有更大的意义，并且建筑材料的鼎新与建筑节能已成为我国的基本国策。研制出满足国家建筑材料节能规范的建筑材料，已经是材料科研工作人员的使命。由于我国的稻谷年生产量比较大，达到年产量2亿吨，产出4000多万吨的秸秆，大量的废弃秸秆使得研究开发秸秆灰用于砌筑砂浆成为当今的新型课题。
秸秆生长过程中通过生物矿化将土壤中稀薄的无定型二氧化硫富集起来，所以秸秆灰通过煅烧产生的主要矿物为二氧化硫[1]。秸秆中二氧化硫含量一般在15%～20%，保守估计在10%～20%。如此计算我国年产出的秸秆近4000万吨，每年从秸秆中理论上至少可以获得二氧化硫的含量应该接近有400万吨。而燃烧发电后的秸秆灰中二氧化硫的含量更是在90%以上,那么如何开发利用燃烧发电后的秸秆灰中的二氧化硫；己经成为近年来研究的主要目的。
在现如今的建筑业中,伴随着各行各业对混凝土需求量愈加的增加和强度要求的提高。混凝土作为最常用的建筑材料，通过外加剂和混合料的连续混合发展研究，从而进一步的提升混凝土的耐久性能及强度要求，同时坚持持续发展绿色节能环保的理念，使之成为制备高性能混凝土成为我们一贯的目标。秸秆粉煤灰作为一种低能耗的绿色建筑材料，与混凝土混合，可以显著降低
中文摘要 I
外文摘要 II
1 绪论 1
1.1 课题背景 1
1.2 国内外研究现状 2
1.2.1 国外研究现状 2
1.2.2 国内研究现状 3
1.3 研究意义 4
1.4 研究的方法 4
1.5 秸秆灰的制备 5
1.6 研究内容 6
2 秸秆灰水泥胶砂正交试验 6
2.1 试验目的 6
2.2 原材料 6
2.2.1 砂 6
2.2.2 水泥 6
2.2.3 秸秆灰 7
2.2.4 外加剂 9
2.2.5 水 9
2.3球磨介质的参数优化试验 9
2.3.1球磨机简介 9
2.3.2球磨过程因素分析 12
2.4 正交试验设计 12
2.5 水泥胶砂试验主要仪器设备 12
2.6 实验室养护条件 13
2.7 水泥胶砂流动度及强度检验方
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
7
2.2.4 外加剂 9
2.2.5 水 9
2.3球磨介质的参数优化试验 9
2.3.1球磨机简介 9
2.3.2球磨过程因素分析 12
2.4 正交试验设计 12
2.5 水泥胶砂试验主要仪器设备 12
2.6 实验室养护条件 13
2.7 水泥胶砂流动度及强度检验方法 14
2.7.1 水泥胶砂流动度试验方法 14
2.7.2 抗压强度试验 15
2.7.3 坍落度 16
3 砌筑砂浆的性能 17
3.1 砌筑砂浆的强度 17
3.2 砂浆的工作性能 18
3.2.1流动性 18
3.2.2保水性 18
4 水泥胶砂实验 18
4.1 实验方法与仪器设备 19
4.1.1 水泥胶砂的制备 19
4.1.2 水泥胶砂的流动度测定 19
4.1.3 水泥胶砂强度测定 21
4.2 秸秆灰对水泥胶砂的影响 23
4.2.1实验方法及水泥胶砂配合比 23
4.2.2 实验数据及分析 23
5 砌筑砂浆工作性及强度研究 24
5.1 砌筑砂浆配合比设计 24
5.1.1 粉煤灰混凝土的配合比设计原则 25
5.1.2 砌筑砂浆配合比设计方法 26
5.1.3 砌筑砂浆基本配合比设计 29
5.2 实验中选用的工作性测试方法 29
5.3 实验结果分析 30
结 论 33
致 谢 34
参 考 文 献 35
1 绪论
1.1 课题背景
目前，我国的主要能源使用现状表现在两个方面。首先是不可再生资源的过度消耗致使出现能源的大量短缺。然则我国还存在大量的可再生资源没有被得到重视。我国作为一个农业生产大国，其中农田土地面积占总数一半以上。然则随着农业生产产量的大幅度逐年不断增加，也随之带来越来越多不可忽视的问题，大多的农作物收割完成后所丢弃的秸秆也带来更多的困扰。据统计，我国每年产出的水稻有数亿吨，产出的农作废弃物——秸秆更有数十亿吨 [1]。但是目前为止我国现阶段对这些大量的农作废弃物秸秆的开发使用率还很低,致使大量的秸秆被燃烧田间或直接丢弃。只有少部分的农作物秸秆被利用起来，用于工厂造纸使用或者一些普通板材的加工。不仅造成了一定程度上的大气污染和生态环境的破坏,而且浪费了大量的可再生资源，更有甚者会引发更大的山林火灾。大量秸秆的焚烧以致众多地区政府纷纷颁布禁止燃烧农作废弃物秸秆的条令来治理所引起的环境污染。然而所产生的PM2.5,是农作废弃物秸秆就地焚烧造成环境污染的主要“元凶”。所谓的PM2.5是指环境空气中直径小于或等于2.5um的颗粒物,其直径小、含有大量的有毒、有害物质且在大气中的停留时间长、输送距离远,被人吸入人体中会引起不必要的疾病。尽管PM2.25在空气中含量很低，但是它对环境却造成了很大的影响 [24]。不仅占用土地资源，同时还造成大量肉眼可见的烟尘。即对生态环境和大气造成了严重的破坏，又对人的身体产生一定程度上的影响。随着社会经济发展和科技的飞速进步，农业秸秆因其巨大的潜力得到了各行各业专家的高度重视，并取得一系列的成果[3]。
其次,城市化建设速度的加快，促使各行业不得不加大不可再生资源的开采力度。尤其以建筑行业所造成的影响最为深远。在经济迅速发展的近几年中，我国每年城乡住房建设面积不低于百万平方米[24],约有超过4000万吨水泥砂浆材料投入到城乡用房的建设中去。其中,水泥的使用量为1.6亿吨左右,砂石等材料的消耗量更有数亿吨。这些不可再生资源现状使我国基本国情进一步恶化。
同时传统建筑材料的价格随着时间逐年上涨，使得利用廉价资金物资秸秆来代替水泥具有更大的意义，并且建筑材料的鼎新与建筑节能已成为我国的基本国策。研制出满足国家建筑材料节能规范的建筑材料，已经是材料科研工作人员的使命。由于我国的稻谷年生产量比较大，达到年产量2亿吨，产出4000多万吨的秸秆，大量的废弃秸秆使得研究开发秸秆灰用于砌筑砂浆成为当今的新型课题。
秸秆生长过程中通过生物矿化将土壤中稀薄的无定型二氧化硫富集起来，所以秸秆灰通过煅烧产生的主要矿物为二氧化硫[1]。秸秆中二氧化硫含量一般在15%～20%，保守估计在10%～20%。如此计算我国年产出的秸秆近4000万吨，每年从秸秆中理论上至少可以获得二氧化硫的含量应该接近有400万吨。而燃烧发电后的秸秆灰中二氧化硫的含量更是在90%以上,那么如何开发利用燃烧发电后的秸秆灰中的二氧化硫；己经成为近年来研究的主要目的。
在现如今的建筑业中,伴随着各行各业对混凝土需求量愈加的增加和强度要求的提高。混凝土作为最常用的建筑材料，通过外加剂和混合料的连续混合发展研究，从而进一步的提升混凝土的耐久性能及强度要求，同时坚持持续发展绿色节能环保的理念，使之成为制备高性能混凝土成为我们一贯的目标。秸秆粉煤灰作为一种低能耗的绿色建筑材料，与混凝土混合，可以显著降低
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