陶粒砂轻混凝土的制备及性能.pdf
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1、2 0 1 1 年第 6期 6月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PR0DUCTS 2 0ll N0 6 J u n e 陶粒砂轻混凝土的制备及性能 李 明利 ( 厦门路桥翔通股份有限公司研发 中心 , 3 6 1 1 0 1 ) 摘 要 : 陶粒砂轻 混凝 土是 一种 比较理 想的建 筑材料 , 具有轻质 、 保 温、 吸声 、 隔热等优点 , 已广泛应用于各种工 业与 民用建筑。 本文利用陶粒作为骨料 , 陶砂部分替代天然砂及其它常规材料 , 配制 出陶粒砂轻混凝土, 并对配制的 混凝土的物理力学性能进行 了测试。 结果表 明, 该混凝
2、土干密度较普通混凝 土低 , 物理力学性能优 越 , 能够满足工程 需要 。 关键词 : 轻骨料混凝土 ; 陶粒混凝土 ; 页岩 陶砂 ; 保温 Ab s t r a c t : C e r a mi s i t e c o n c r e t e i s a s o r t o f i d e a l b u i l d i n g ma t e r i a l wi t h t h e a d v a n t a g e s o f l i g h t we i g h t ,t h e r ma l i n s u l a t i o n ,s o u n d a b s o r p t
3、 i o n a n d h e a t i n s u l a t i o n ,wh i c h i s wi d e l y u s e d i n i n d u s t r i a l a n d c i v i l i a n c o n s t r u c t i o n s I n t h i s p a p e r ,u s i n g c e r a mi s i t e a s a g g r e g a t e a n d c e r a mi c s a n d i n s t e a d o f n a t u r e riv e r s a n d a n d o
4、 t h e r c o mmo n u s e d ma t e ria l s t o p r o d u c e c e r a mi c s a n d l i g h t we i g h t c o n c r e t e i s s t u d i e d An d t h e p h y s i c a l a n d me c h a n i c a l p e r f o r ma n c e s o f t h i s k i n d o f c o n c r e t e a r e t e s t e d T h e r e s u l t s s h o w t h
5、 a t t h e d r y d e n s i t y o f c e r a mi c s a n d l i g h t - we i g h t c o n c r e t e i s l o w e r t h a n g e n e r a l c o n c r e t e , a n d t h e p h y s i c a l a n d me c h a n i c a l p e rf o rm a n c e s o f t h i s k i n d o f c o n c r e t e a r e s u p e r i o r , w h i c h c
6、a n me e t t h e d e ma n d s o f p r a c t i c a l e ng i ne e rin g Ke y wor ds :Li g ht we i g h t a g g r e g a t e c on c r e t e ;Ce r ami s i t e c o nc r e t e ;S ha l e po t t e ry;The rm a l i n s ul a t i o n 中图分类号 : T U 5 2 8 0 1 文献标识码 : A 文章编号 : 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 1 ) 0 6 5 2 - 0 4
7、 0前 言 陶粒 的特 点 是 表 面粗 糙 , 内部 多 孔 , 具 有 一 定 吸水性 。在混凝土中加入一定量的饱水 陶粒 , 可以 从混凝土 内部释放水分对混凝土产生养护作用 , 称 作“ 内养护 ” , 这样可以有效降低混凝土的内部干燥 导致 的 自收缩 , 防止 混凝 土 发 生 收缩 裂缝 。 以天 然 河砂或加入部分陶砂为细骨料 , 陶粒作为粗骨料和 胶凝材料配制而成的混凝 土称为砂轻混凝土 , 是 轻 骨料混凝土 中的一种 , 既可用作保温材料 , 也 可用 于承重结构 , 应用领域广阔 1 l 。陶粒砂轻混凝土解决 了普通混凝土表干密度选择余地小 的缺陷 , 使混凝 土表干密
8、度选择范围更加完善。可广泛用于工业与 民用建筑和土木工程的承重结构 、 人防工程等闭 。 1 试 验 1 1 原 料 本实验所用原料见表 1 。 陶粒是轻骨料混凝土研究 的基础 , 作为混凝土 的主要组成部分 , 陶粒的技术指标在一定程度决定 混凝土的性能。陶粒的物理力学性能见表 2 。 从图 1 ( a ) 粘土陶粒断面结构可见 , 粘土陶粒 内 部为多孔结构 , 在粘土陶粒 的外表有一层厚度小于 1 m m, 较 内部更为致密的密实表层 , 其孔 隙的孔径 远远小于内部多孔发泡结构 的孔径。粘土陶粒的整 一 5 2一 表 1 试 验所用原料 表 2陶粒物理 力学性能 体结构均匀 , 内部的
9、多孔发泡结构赋予其具有轻质 的特性 , 而表层 的密实结构又使其具有较高的颗粒 2 0 1 1 年第 6期 混凝土与水泥制品 总第 1 8 2期 图 2 ( a ) 为粘土陶粒砂轻混凝土拌合物 , 和易性 好 , 骨料包裹好 。图 2 ( b ) 为页岩陶粒砂轻混凝土拌 合物, 和易性好 , 不存在骨料上浮情况。扩展度可达 6 0 c m以上, 可以泵送。图 2 ( c ) 为粘土陶粒砂轻混凝 土拌合物坍落度 , 在 1 2 1 4 c m之 间 , 可用于非 泵送 混凝土。图 2 ( d ) 为页岩陶粒砂轻混凝土拌合物坍落 度 , 超过 2 0 e m, 流动性好 。 1 4混凝土性能测试结
10、果 陶粒砂轻混凝土的物理力学性能见表 5 。 表 5 混凝 土力学性能测试结果 陶粒颗粒圆整 , 混凝土拌合物成型后水泥砂浆 能均匀地包裹在陶粒的周围,一旦混凝土受力 , 陶 粒在混凝土 中处于多向应力状态 ,受力比较均匀 , 应力局部集中的情况较少。并且由于陶粒能够较多 地 吸收水 泥砂浆 中的水分 , 具有真空作用 , 从而提 高了水泥砂浆与陶粒之间的粘度强度 , 增加了水泥 砂浆在混凝土 中的骨架作用。而且圆形颗粒在振动 成 型时 , 颗粒与颗粒间的摩擦力较小 , 在混凝土 中 容 易紧密而均匀地排列 , 提高混凝土密实度 , 从而 提高了混凝土的强度 q 。所 以, 虽然陶粒的强度低
11、于石子, 但仍能配制成相当高强度等级的混凝土。 2实验 结果 分析 2 1 砂和骨料 的影响 陶粒 砂轻混凝 土 中陶粒 所 占的体 积较 大 , 所 以, 为了配制较低容重的陶粒砂轻混凝土应尽可能 选择较低容重的陶粒。用 陶砂替代部分河砂 , 也可 进一步降低混凝土的干密度 , 但容重较低的陶粒其 一 5 4一 强度也较低 。通过试验表明, 对强度要求高的混凝 土不宜选择密度等级太小的陶粒 , 否则其 自身强度 过低 , 混凝土的强度很难达到设计要求 ; 反之 , 陶粒 密度增加的同时带来骨料强度的提高 , 在一定 范围 内可增加混凝土强度 , 超过范围却增加缓慢 。在陶 粒砂轻混凝土 中,
12、 含泥量 的增加会使陶粒与砂浆界 面的粘结力大大降低 , 因此需要 选用含泥量较低 的 砂作为细集料。 2 2 砂浆的影响 陶粒砂轻混凝土中 , 由于砂浆与陶粒两者的弹 性模量比较接 近 陶粒 的弹性模量一般 为( 0 5 3 ) 1 o 4 MP a 罔 , 影响混凝土强度的主要因素取决于砂浆 与陶粒两者刚度( 弹性模量) 大小的对比结果。砂浆 的刚度 ( 弹性模量) 随水灰 比的变化而变化 , 水灰 比 越小, 强度越高,刚度 ( 弹性模量) 也越大 , 当砂浆 的 刚度( 弹性模量 ) 高于陶粒 时 ,陶粒的刚度 ( 弹性模 量 ) 成为影响混凝土强度 的主要因素。 反之 , 砂浆 的刚
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