1、1轻质骨料油棕榈壳在轻质混凝土中性能的提高摘要：为了改进混凝土的性能，本研究通过不同材料对油棕榈壳进行预处理，然后将其作为粗骨料来配制轻质混凝土。同时，本文还报道了预处理后的油棕榈壳对强碱性溶液，强酸性溶液以及高浓度硫酸盐溶液的抗侵蚀性。对油棕榈壳集料的检测包括吸收率和集料冲击值，对其配制混凝土的检测包括坍落度，试件脱模后的密度和抗压强度。对比不同的材料，用聚乙烯醇溶液预处理后的油棕榈壳表现的性能最佳，其配制的混凝土的性能也最好。 关键词 集料；混凝土；油棕榈壳 中图分类号：TU37 文献标识码：A 文章编号： 1、研究背景 油棕榈壳是一种农业固体废弃物，可被微生物降解，因此如果在适宜的环境下
2、，有足够的水分和充足的空气，它经过一段时间可以自然降解。虽然有 Mannan 等人关于油棕榈壳生产轻质混凝土的研究1，但如何通过预处理油棕榈壳来提高轻质混凝土的性能还没有相关研究。与其他可生物降解材料类似，如果不对油棕榈壳进行适当的防腐处理，那么它也有可能会被降解。 2、预处理工艺及材料 跟防腐处理木材相似，本文实验了六种类型的防腐剂，如表 1 所示。2相似的研究于文献中也有报道，例如 Santos 使用聚乙烯醇等等2。 在本试验中，将 H-2 和 A 两种类型的油棕榈壳集料暴露到非常苛刻的环境条件下侵蚀，即分别将其在强碱性（NaOH）溶液环境中，强酸性（H2SO4）溶液环境中和高浓度硫酸盐溶
3、液（MgSO4）中浸泡 7 天，侵蚀液的浓度分别为：（i）1mol/L 的氢氧化钠作为强碱侵蚀;（ii）0.1mol/L 的硫酸的强酸侵蚀；以及（iii）5.2的硫酸镁溶液作为硫酸盐侵蚀，详细数据于表 1 所示。 除了油棕榈壳作为粗骨料之外，在本试验中还使用了水泥（ASTM I型） ，河沙，磺化萘甲醛缩合物高效减水剂和水。调配的混凝土样品需要水泥 8.0 公斤，河砂 13.68 公斤，油棕榈壳 6.16 公斤，水 3.28 公斤和1的高效减水剂。 3、油棕榈壳的检测 3.1、吸水率 除了用聚乙烯醇预处理的之外，其他各实验组中并没有发现预处理过程会对油棕榈壳的吸水率产生明显影响。我们发现，用 2
4、0%聚乙烯醇溶液处理的油棕榈壳的吸水率只有未经任何预处理的油棕榈壳的 18.20%。其吸水率大幅降低的原因是，聚乙烯醇可以在油棕榈壳表面形成一层薄膜来阻挡水分的渗透。 3.2、集料冲击值 集料冲击值的测试结果跟吸水率相似，除了用聚乙烯醇溶液预处理的样品以外，其他实验组未发现预处理会对油棕榈壳集料冲击值产生明3显影响。20%的聚乙烯醇溶液预处理的油棕榈壳集料的集料冲击值只有未预处理油棕榈壳集料的 13.20%，实验结果显示聚乙烯醇可以通过包覆油棕榈壳表面来对其做很好的保护。 4、油棕榈壳配制的混凝土的检测 4.1.坍落度 坍落度的测定是为了分析预处理油棕榈壳的方法的不同对混凝土的影响。用硫酸铜溶
5、液预处理的油棕榈壳调配新鲜混凝土，其坍落度从180mm 至完全崩坍。由此表明硫酸铜会对混凝土的坍落度产生负面影响。用消石灰预处理的油棕榈壳吸水性较强，最终导致其所配制的新鲜混凝土坍落度为 0。经测定，除了使用硫酸铜和消石灰以外，用聚乙烯醇预处理的油棕榈壳以及其他方式预处理的油棕榈壳所配置的混凝土的坍落度均在可测范围之内。 4.2 抗压强度 所有的试块均在水中养护，并且在第 3 天，7 天和 28 天测定其抗压强度。经过测试，用所有经过不同预处理的油棕榈壳以及未经预处理的油棕榈壳配制成的混凝土，其抗压强度均在结构性轻质混凝土的正常范围之内。但是相对于其他预处理方式，聚乙烯醇预处理的油棕榈壳配制的
6、混凝土产生了最高的抗压强度。20%硫酸铜溶液预处理的油棕榈壳配制的混凝土产生的抗压强度最低 15%，其原因可能是过量的侵蚀液所残留离子引起的，经观察，最初混凝土试样的破坏在于油棕榈壳与水泥浆的附着层上。在聚乙烯醇预处理的试样中，从混凝土试块的破坏面可以发现，4油棕榈壳与水泥浆有较好的粘接，正是这种粘接提高了混凝土的抗压强度。 5、结论 本文讨论了不同的预处理工艺来增强油棕榈壳作为骨料所配制混凝土的性能。实验结果显示，最佳预处理方式是使用 20%的聚乙烯醇溶液，其配制的混凝土性能也是最佳的。由此可以得到的结论如下： 聚乙烯醇溶液可以在油棕榈壳上形成一层薄膜，并且可以阻止水分的渗透。 经过聚乙烯醇
7、溶液预处理的油棕榈壳的集料冲击值是未经处理的油棕榈壳的集料冲击值的 13.20%，这表明经过聚乙烯醇预处理以后，油棕榈壳对震动的吸收能力提高很多。 通过 20%聚乙烯醇溶液预处理油棕榈壳，其配制的轻质混凝土的抗压强度最高，同时聚乙烯醇可以使油棕榈壳更好的与水泥浆结合。 通过不通方式进行预处理的油棕榈壳配制成的混凝土，其脱模后的密度在 1860-1933kg/m3 之间，满足轻质混凝土在一般结构性构件中的应用3。 引用文献： 1 Mannan M. A. Mix design for oil palm shell concrete. Cement and Concrete Research 20
8、01;31(9):1323?5. 2 Santos R. S. Macro-defect free cements: influence of poly(vinyl alcohol), cement type, and silica fume. Cement and Concrete Research 1999;29:747?51. 53 Mannan M. A. Quality improvement of oil palm shell (OPS) as coarse aggregate in light weight concrete. Building and Environment 2006;41:1239?42. 附表： 表 1 油棕榈壳的不通预处理方式
