中國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)每年產(chǎn)生大量水稻殼。牛、羊、馬等動物不喜食稻殼，稻殼返田后也難以腐爛，堆存又會占用較多土地。目前，稻殼的處置方式主要是焚燒，焚燒后的稻殼灰利用率很低，一般直接排放到水渠里或農(nóng)田里，這不僅造成土地污染，同時焚燒過程中所產(chǎn)生的細小顆粒加劇了空氣污染，被專家看作霧霾“元兇”之一。
為此，許多專家學者致力于開發(fā)稻殼的資源化綜合利用技術。本文主要介紹稻殼灰的組成和結(jié)構，以及稻殼灰對混凝土性能的影響，并對稻殼灰的發(fā)展前景進行展望。
稻殼灰新應用
2 稻殼灰的組成結(jié)構與性能
稻殼灰主要由二氧化硅和未燃盡的碳組成，其中二氧化硅的含量一般都超過80%。稻殼灰具有巨大的比表面積(50000-100000)m2/Kg和超高的火山灰活性。研究發(fā)現(xiàn)，稻殼灰吸收Ca(OH)2的能力與硅灰相當，強于粉煤灰和石粉等。
3 稻殼灰對混凝土性能的影響
3.1 稻殼灰對水泥性能的影響
研究發(fā)現(xiàn)，摻稻殼灰的普通硅酸鹽水泥的初凝時間會顯著縮短，而終凝時間稍微延長。摻加稻殼灰會延長水泥初凝時間，縮短終凝時間。
稻殼灰作為調(diào)凝組分加入到聚合物/水泥復合膠凝材料中，稻殼灰可以加快丁苯聚合物水泥復合膠凝材料的水化進程，縮短水化誘導期、加速期，并提高早期水化程度。
3.2 稻殼灰對混凝土工作性能的影響
研究發(fā)現(xiàn)，稻殼灰對不同水灰比的混凝土工作性影響不同：當水灰比較小時，稻殼灰的摻入會嚴重影響混凝土的和易性；隨著水灰比增加，稻殼灰對混凝土的坍落度影響逐漸減小。當水灰比較大時，稻殼灰可以改善混凝土的和易性，減輕混凝土粘聚性和保水性差的情況。不同水灰比的混凝土都有一個相對應的稻殼灰的臨界摻量，達到該摻量時會使混凝土的坍落度急劇下降。
3.3 稻殼灰對混凝土力學性能的影響
大量研究表明：在混凝土中摻入一定量的低溫焚燒(600℃)稻殼灰以等量取代水泥，可以顯著提高混凝土的強度，而稻殼灰的最佳摻量因使用的水泥、稻殼灰及聚羧酸系減水劑等水泥外加劑有顯著差異，同時還受到養(yǎng)護齡期和水灰比的影響。
3.4 稻殼灰對混凝土耐久性的影響
混凝土的滲透性能對于處于不利環(huán)境下的混凝土耐久性是至關重要的，混凝土的滲透性能主要取決于孔隙結(jié)構特征，孔隙孔徑、分布和連通性。
相對于空白混凝土，稻殼灰混凝土的質(zhì)量變化率較低。稻殼灰的摻入可有效地改善了混凝土的內(nèi)部結(jié)構，使結(jié)構更密實。
在水灰比為0.45、0.55和0.65情況下，摻入10%、20%低溫稻殼灰的混凝土具有良好的抗凍融性，但是摻入30%稻殼灰時，混凝土的抗凍融性能下降，在其研究范圍內(nèi)，低溫稻殼灰的摻量上限為20%。
4 結(jié)語
當摻入的稻殼灰不是低溫焚燒稻殼灰時，它們對混凝土性能的影響并不確定。焚燒溫度更低的稻殼灰，由于氧化不完全，會有大量未焚燒的碳殘留，殘留的碳必然會影響到混凝土的性能；焚燒溫度更高的稻殼灰會將二氧化硅由無定型轉(zhuǎn)變?yōu)榫з|(zhì)型，使稻殼灰比表面積降低，孔隙率下降，活性降低。因此，稻殼灰要作為一種合格的摻合料加入到混凝土中，首先得解決其生產(chǎn)問題，需要開發(fā)合適的焚燒設備來控制其焚燒溫度，提高低溫焚燒稻殼灰的產(chǎn)量。
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