一 概述 砌体结构是我国房屋建筑的主要结构形式之一，粘土砖是一般工业与民用建筑中应用较广泛的传统承重墙体材料，目前，粘土砖因为毁坏耕地、耗能高、效益低等问题已越来越不适应我国建筑发展的需要。 我国电力构成以煤电为主，约占80％左右，随着电力工业的飞速发展，粉煤灰排量急剧增加，但生产的粉煤灰灰质差，给综合利用造成困难，平均利用率不到40％。因此利用粉煤灰生产品质优良，价格可与粘土砖竞争的自然养护承重粉煤灰转来代替粘土砖可减少毁田烧砖节约耕地，又可减少粉煤灰造成的环境污染变废为宝，社会效益和经济效益都十分显著。 本研究以湿排粉煤灰为主要原料，利用普通硅酸盐水泥作为粘合剂和激发剂，并适当使用外加剂，激发粉煤灰的活性，通过测定砌块的抗压强度和冻融试验等力学指标，利用正交设计的方法，研制出抗压强度、吸水率等各项指标均能达到要求的自然养护承重粉煤灰砖的最佳配比，使生产的新型粉煤灰承重砌块的强度达到MU15，超过目前的粘土砖，从而从性能上完全取代粘土砖，并在以上研究的基础上进一步进行工业化生产的研究和开发，广泛推广该种粉煤灰砖，为编写初步的设计施工技术标准及规程积累数据。探讨了粉煤灰的活性激发、粉煤灰砖反应机理及粉煤灰砖的强度取值、抗压强度和抗剪强度公式等。 二 试验研究 正交设计是一种安排多种因素试验的数学方法，正交设计中的因素指对考核指标有影响的因素，正交设计中的水平是指各因素在试验中要比较的具体条件。本课题中的考核指标即是粉煤灰砖的抗压强度和冻融性能，因此，从众多的建筑材料中选出对粉煤灰砖具有主要影响作用的粉煤灰、水泥、石渣、水、外加剂五种材料作为此试验中的主要因素，每个因素取3个水平。 本次试验每一个正交设计共9组，A组抗压强度共6个，冻融性能共3～4个，B组抗压强度3个，冻融性能6个，C组28d抗压强度6个，60d抗压强度3个。所以，每一组试块或试件共9～10个。 郑州大学硕士学位论文摘要 三 试验结果分析 通过A、B组的正交设计分析，找到了粉煤灰砖中各材料对粉煤灰砖的抗压 强度、吸水率、冻融性能等的影响大小，对抗压强度影响最大的是水泥，对吸水 率影响最大的是水掺量，冻融后的强度和冻融前基本相同。找到了配制双免粉煤。灰砖的最佳配合比。下面图1和图2是各材料各水平和抗压强度和吸水率的关系。 ”d 17．0—— SS． M，，。sl 5 15．0‘——－－－－—— p“””” e－·I－－－－－ al3．0；——－－－－－－u－c＊＊x＊＊＊xra 11．0—— AI AZ A3 BI BZ B3“CI CZ C3 DI DZ D3 图1 各水平和强度的关系 9 23．0＿ ：22．0 卜一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一7二一一一一一一一一一一一一一一一 芒““““：．／ t。。。 f ／ o 一 21．0 h－－－－－－－－tyry－－－－－－－－－－ ZO．0 广一一一一一二三鱼一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一一二＼7一／二一一一一一一一一一一一一一一一一刀—— 19．0—— AI AZ A3 BI BZ B3 CI CZ C3 C4 DI DZ D3 图2各水平和吸水率的关系 从抗压强度看：水泥是影响粉煤灰砖强度的最主要因素，粉煤灰砖强度随水 泥掺量呈线性增加。其他几种材料的影响没有水泥大，并且离散性也较大，随着 粉煤灰掺量的增大，粉煤灰砖的强度呈下降趋势。水掺量和粉煤灰砖抗压强度的 关系呈二次曲线，但水掺量为0二时，粉煤灰砖的强度最大。最佳外加剂种类为 2＃外加剂。随着体积质量增大，抗压强度也增大。 从吸水率看：水是影响最大的因素。当水掺量为0二时，粉煤灰的掺量为70 ％时，粉煤灰砖的吸水率最小，水泥和外加剂对吸水率的影响比较小。 冻融后强度和冻融前的变化趋势基本相同，只是变化的幅度不同。 11 I 郑州大学硕士学位论文摘要 四 粉煤灰砖的活性激发及反应机理 粉煤灰砖的反应分为两个部分，第一部分为水泥、石灰及石膏和水之间的水化作用，第二部分为水泥水化生成的水化产物和粉煤灰之间的反应，主要是活性的a。和 AI。O。和水泥的水化产物的反应。粉煤灰中玻璃相含量