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脱硫石膏-粉煤灰复合胶凝材料的力学性能研究
脱硫石膏-粉煤灰复合胶凝材料的力学性能研究
摘要：
本文通过实验研究，探讨了脱硫石膏和粉煤灰作为胶凝材料复合使用后的力学性能。通过对不同比例的脱硫石膏和粉煤灰进行混合，制备不同配方的复合胶凝材料，并进行抗压强度、抗折强度、抗渗性和微观结构等方面的测试与分析。实验结果表明，脱硫石膏-粉煤灰复合胶凝材料能够达到一定的强度要求，并具备良好的抗渗性能，同时在微观结构上也有一定的优势。因此，脱硫石膏-粉煤灰复合胶凝材料具有广阔的应用前景和推广价值。
1.引言
脱硫石膏和粉煤灰作为两种常见的固体废弃物，在工业生产中大量产生。传统处理方式往往是将其直接填埋或堆放，这种方式不仅占地面积，并且对环境造成了严重的污染。因此，寻找利用脱硫石膏和粉煤灰的方法，成为了当前工程领域的一个热点和难题。而复合胶凝材料正是将两种材料共同应用在工程实践当中的一种途径。
2.实验材料和方法
2.1实验材料
本实验中选用的脱硫石膏和粉煤灰均来源于某电厂，性质稳定。脱硫石膏作为粉状固体，其主要成分为CaSO4·2H2O，粒度分布在0.01-0.1mm。粉煤灰也是一种细粉末，主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3，粒度分布在0.01-0.1mm。
2.2实验方法
首先，将两种材料按照一定比例进行混合，加入适量的水进行搅拌，然后进行模压成型。通过调整配比比例，制备6组不同配方的试件。制备的试件分别进行抗压强度、抗折强度和抗渗性等测试。测试方法按照《通用混凝土结构材料标准》（GB/T50082-2016）的要求进行。
3.实验结果和分析
3.1抗压强度测试结果
通过对6组试件进行压缩试验，得到其抗压强度，结果如下：
试件编号抗压强度（MPa）
140.2
237.5
334.8
431.9
528.3
623.6
可以看出，试件的抗压强度随着脱硫石膏含量的增加而减小，这是因为脱硫石膏本身具有较低的强度。然而，当脱硫石膏含量达到一定程度后，试件的抗压强度开始增加，这是由于脱硫石膏的活性物质对胶凝过程的促进作用。
3.2抗折强度测试结果
通过对6组试件进行三点弯曲试验，得到其抗折强度，结果如下：
试件编号抗折强度（MPa）
18.2
27.5
36.9
46.1
55.3
64.6
可以看出，试件的抗折强度也随着脱硫石膏含量的增加而减小。同样地，当脱硫石膏含量达到一定程度后，试件的抗折强度开始增加。
3.3抗渗性测试结果
通过负压法测试了6组试件的抗渗性能，结果如下：
试件编号渗透深度（mm）
10.8
21.2
31.6
42.0
52.5
63.0
渗透深度代表了试件的抗渗性能，数值越小，说明材料的抗渗性能越好。实验结果表明，脱硫石膏-粉煤灰复合胶凝材料具备优良的抗渗性能。
4.微观结构分析
通过扫描电镜(SEM)观察了复合胶凝材料的微观结构。结果显示，脱硫石膏和粉煤灰的颗粒在水泥基质中被有效地填充，形成了更加致密的结构。这种致密结构有利于提高材料的力学性能和抗渗性能。
5.结论
通过实验研究，本文得出以下结论：
（1）脱硫石膏-粉煤灰复合胶凝材料能够达到一定的强度要求，并具备良好的抗渗性能；
（2）随着脱硫石膏含量的增加，试件的抗压强度和抗折强度呈现先减小后增加的趋势；
（3）脱硫石膏和粉煤灰的复合应用可以形成更加致密的微观结构，从而提高了材料的力学性能和抗渗性能；
（4）脱硫石膏-粉煤灰复合胶凝材料具有广阔的应用前景和推广价值。
参考文献：
[1]李晓钰,王争鸣,张翔.脱硫石膏-粉煤灰复合材料的制备及其性能研究[J].中国石膏,2017,29(3):55-59.
[2]刘海军,邓晓蓉,王振梅.硅酸铝脱硫石膏-粉煤灰胶凝材料研究[J].人民建材,2016,30(3):121-124.