沸石粉是天然沸石巖經(jīng)磨細(xì)后形成的一種火山灰質(zhì)材料。天然沸石的骨架結(jié)構(gòu)是由4個(gè)氧和1個(gè)硅(或鋁)構(gòu)成的四面體基礎(chǔ)單元在三維空間組成的,因此沸石結(jié)構(gòu)中形成了很多孔道和孔穴,使沸石具有一定的吸附性,但這些孔道和孔穴中常被鈣、鎂等雜質(zhì)陽離子和有機(jī)物分子所占據(jù),相互連通程度也較差,將天然沸石直接加以利用,其吸附能力往往達(dá)不到要求,對天然沸石粉進(jìn)行改性處理后,可使其具有較大的比表面積和孔隙率,從而提高沸石粉的吸放濕性能。另外沸石具有較高的火山灰活性,可作為混凝土礦物摻合料代替部分水泥參與水化反應(yīng)。
隨著人們生活水平的逐步提高,人們開始追求更加舒適的生產(chǎn)生活環(huán)境,室內(nèi)空氣濕度是重要的環(huán)境參數(shù)之一。目前室內(nèi)調(diào)濕方法分為主動式調(diào)濕和被動式調(diào)濕,主動式調(diào)濕即采用空調(diào)技術(shù);被動式調(diào)濕是基于被動式調(diào)濕材料來進(jìn)行室內(nèi)的調(diào)濕,調(diào)濕材料是依靠自身的吸、放濕特性,感應(yīng)所調(diào)空間空氣的濕度變化,自動調(diào)節(jié)空氣相對濕度,從而保持環(huán)境空間濕度相對恒定的功能材料,它克服了現(xiàn)行空調(diào)技術(shù)能耗高、污染環(huán)境、破壞生態(tài)的缺點(diǎn)。
沸石粉的吸濕率隨著H2SO4濃度的增加呈現(xiàn)先上升后降低的變化趨勢,放濕率與吸濕率變化規(guī)律一致。當(dāng)H2SO4質(zhì)量摩爾濃度為1mol/L、1.5mol/L、2mol/L時(shí),改性沸石粉的吸放濕率均高于未改性沸石粉,在H2SO4濃度為2mol/L時(shí),沸石粉的吸放濕率最高,分別為8.17%和6.53%,吸放濕滯后率為20.07%;在H2SO4濃度為3mol/L時(shí),改性沸石粉的吸放濕率底于未改性沸石粉,主要是由于酸濃度的提高,使得沸石結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化及其微孔結(jié)構(gòu)被破壞,影響了沸石的吸附性。因此后續(xù)混凝土調(diào)濕試驗(yàn)采用的改性沸石粉的改性條件為H2SO4質(zhì)量摩爾濃度為2mol/L,改性時(shí)間2h。
試驗(yàn)選擇C30強(qiáng)度等級的混凝土,C30基本混凝土配合比為:水泥370kg,砂792kg,石1093kg,水145kg。分別將天然沸石粉和改性沸石粉以內(nèi)摻的方式代替水泥摻入混凝土,摻入比例為5%、10%、15%、20%。
上述改性沸石粉混凝土抗壓強(qiáng)度和調(diào)濕性能試驗(yàn)表明,酸改性沸石粉代替量為15%時(shí),混凝土抗壓強(qiáng)度最優(yōu),酸改性沸石粉代替量為20%時(shí),混凝土調(diào)濕性能最優(yōu)。在優(yōu)先考慮混凝土強(qiáng)度的前提下,混凝土的最佳酸改性沸石粉代替量應(yīng)取15%。在優(yōu)先考慮混凝土強(qiáng)度的前提下,混凝土的最佳酸改性沸石粉代替量應(yīng)取15%,此時(shí)改性沸石粉混凝土與基本配比混凝土相比,混凝土吸濕量增加了42.1%,吸放濕滯后率為16.5%。