具氨氮吸附效能的沸石多孔混凝土配合比优化

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发布时间：2021-09-27

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具氨氮吸附效能的沸石多孔混凝土配合比优化
岳衡，虢清伟 2，王劲松，，龙焰。，张政科 41刘超 ’
(1．南华大学城市建设学院，河南衡阳 421001；2．环境保护部华南环境科学研究所，广东广州 510655
3．暨南大学环境工程系，广东广州 5 10632；4．湖南农业大学环境工程系，湖南长沙 410128)
摘要：为开发具氨氮吸附效能的沸石多孔混凝土功能材料，采用正交试验、综合表观验证分析等方法对其最优配合比进行研究。结果
表明：各因素对孔隙率的影响大小顺序为骨料粒径灰骨比>水灰比 >减水剂掺量，骨料粒径对孔隙率的影响显著，灰骨比次之，水灰比
与减水剂掺量影响较小；对氨氮吸附量的影响顺序是灰骨比水灰比 )，骨料粒径减水剂掺量，灰骨比对吸附量影响显著，水灰比次之，
粒径与减水剂掺量影响较小。通过表观分析验证性试验结果得出最优骨料粒径是 2O一30 mm，水、灰、骨料的最优的配合比是 O．28：1：8。
关键词：沸石多孑L混凝土；正交试验；配合比优化；吸附
中图分类号： TU528．062 文献标志码： A 文章编号： 1002—3550(2012)11一O139—03
O ptim ization of zeolite porous concrete proportion w ith am m onia nitrogen adsorption efficiency
YUEHeng ，GUO Qing-wei ，WANGJin一．song ，LONG Yah 3 ZHANGZheng-ke ，LIUChao
(1．City College，University ofSouth China，Hengyang 412001，China；2．South China Institute ofEnvironmental Sciences．MEP
Guangzhou 510655，China；3．DepartmentofEnvironmentalEngineering，JinanUniversity ，Guangzhou 510632，China；
4．DepartmentofEnvironmentalEngineering，HunanAgriculturalUniversity，Changsha410128，China)
Abstract： Adopted orthogonal test analysis，the intuitive comprehensive analysis and other m ethods to verilfy zeolite porous concrete optimal ra—
tio，the purpose was to develop the zeolite porous concrete proportion with ammonia nitrogen adsorption effi ciency．The results showed th at the in．-
fluence factors of the porosity size order was aggregate size>cement一．aggregate ratio>water cement ratio>water reducing agent，aggr egate size pro—
duces significan t effect to porosity，cem ent--aggregate ratio was the second sm allest，and water cement ratio an d water reducing agent content was
less effe ct．At the same time，the influence factors of the ammonia nitrogen adsorption capacity size order was cement-aggregate ratio>water ce．一
m ent ratio>aggr egate size>water reducing agent，cement-aggregate ratio produces sign ifican t effect to adsorption capaci~tty，water cem ent ratio had
som e impact，particle size an d water reducing agent content was less effect．In addition，the intuitive verification test analysis results indicated that
th eoptim um particle sizewas2O～30mm ．the optim al schem e ratioofwater．cem ent and aggr egatewas0．28：1：8．
Key w ords： zeolite porous concrete；orthogonal test；m atching optimization；adsorption
0 引言 1 材料与方法
多孔混凝土是由骨料、胶结材料、减水剂等按不同配合比混
合搅拌成型的多孑L型功能材料，多孔混凝土具有多孔性，故其透
水、透气性强。不同配合比的骨料、粒径、胶结材料用量可形成大
小不同的孔隙，可以满足不同用途的要求，如消音、吸收有害气
体、透水路面、植被生长、水质净化等_l_。因大量研究揭示沸石对
氨氮有很好的去除效果嗍，若以沸石为骨料制成的多孔混凝土
应具有良好的水质净化功能，在应用于河道滨水区护砌等情况
时，对净化富营养化水体应有广阔的工程应用前景。但由于沸石
多孔混凝土影响因素众多，既要满足孔隙率的结构要求，又要满
足其去除氨氮的净水功能，单凭普通混凝土的配合比经验已难
实现。这些技术欠缺在一定程度上阻碍了其工程应用。
本研究采用正交试验方法验证分析了骨料粒径、水灰比、
灰骨比、减水剂掺量等主要因素对多孔混凝土孔径、氨氮吸附
效能的影响，从而探求具氨氮吸附效能的沸石多孔混凝土的最
优配合比，并为其工程应用提供理论依据。
收稿日期：2012-05-02
1．1 原材料
本试验采用 P·O 42．5级水泥；骨料选用产自中国浙江省缙
云县的天然斜发沸石，该沸石的主要矿物是斜发沸石同时伴生
有丝光沸石、片沸石等。试验骨料选择了 10～2O mm、20—30 mm、
30—40 mill等 3种粒径。KS．JS聚羧酸减水剂(四川柯帅外加剂
有限公司)，减水率 35~／o；左右，CI-<0．05％，pH值 7．0。
1．2 试件制作
采用 +200 mm、高为 100 mm 的联塑 UPVC排水管段做外
模，台秤量取骨料、水泥、减水剂，加水人工搅拌后倒入外模内，
用铁棒捣实，平板压紧成型。多孔混凝土试件高 50 mnl左右，浇
水养护 7一,28 d待用。
1．3 试验测试方法
孔隙率测试方法采用排水法测定【5]，公式为：