高强再生轻骨料和玻璃微珠配制轻质高强混凝土的研究.pdf
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1、2 0 1 2年第 1 0期 1 O月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA C0NCRETE AND CEMENT PRODUC 2 01 2 No 1 0 Oc t o b e r 高强再生轻骨料和玻璃微珠配制 轻质高强混凝土的研究 陈雪梅 , 严 云 1 2 , 张 旭 , 胡志华 , ( 1 西南科技大学先进建筑材料 t ) l l 省重点实验室 , 绵 阳 6 2 1 0 1 0 ; 2 四川省非金属复合与功能材料 重点实验室一省部共建国家重点实验室培育基地 , 绵阳 6 2 1 0 1 0 ) 摘 要 : 采用高强再 生轻骨料和玻璃微珠 , 利 用体积法配制 出了性能满足预
2、 定控制要 求的轻质高强混凝土。通 过对 比试验研 究了玻璃微珠、 水泥品种、 骨料掺量对轻质 高强混凝土力学性能和工作 性能的影 响。 结果表明, 调节玻 璃微珠的粒度和掺 量可有效控制 混凝 土的表观 密度 , 使 用高强再 生轻骨料 可提 高混凝土 的强度和工作 性。 试验配制 出了表观 密度 1 5 2 0 k g m3 、 2 8 d抗压强度 5 8 9 MP a 、 比强度 1 0 6 6 7 、 工作性 能较好 的轻质 高强混凝土 。 关键 词 : 再生轻骨料 ; 玻璃微珠 ; 轻质 高强混凝土 ; 比强度 Ab s t r a c t : Ba s e d o n t h e
3、v o l u me mi x p r o p o r t i o n p r o c e d u r e , t h e h i g h s t r e n g t h l i g h t w e i g h t c o n c r e t e me e t i n g t h e c o n t r o l r e q u i r e me n t s o f s c h e d u l e d p e rf o r ma n c e s i s p r e p a r e d b y u s i n g h i g h- s t r e n g t h r e c y c l e d l
4、 i g h t we i s h t a g g r e g a t e s a n d g l a s s mi c r o s p h e r e s n1 e e f f e c t s o f g l a s s mi c r o s p h e r e s c e me n t v a r i e t i e s a n d c o n t e n t o f r e c y c l e d l i g h t w e i g h t a g g r e g a t e s o n t h e me c h a n i c a l p r o p e r t i e s a n d
5、 wo r k a b i l i t y o f h i g h - s t r e n gth l i g h t w e i g h t c o n c r e t e a r e s t u d i e d b y c o mp a r i s o n t e s t s T h e r e s u l t s s ho w t h a t va r y i ng e i t h e r t he p a rti c l e s i z e o r c o n t e n t o f g l a s s mi c r os p he r e s c a n e ffe c t i v
6、e l y c o nt r o l t h e s u r f a c e de n s i t y o f c o n c r e t e , a n d u s i n g h i g h s t r e n g t h r e c y c l e d l i g h t we i g h t a g gre g a t e s c a n i mp r o v e t h e c o mp r e s s i v e s t r e n gth a n d wo r k a b i l i t y o f c o n c r e t e At l a s t ,t h e h i g
7、h - s t r e n g t h l i g h t w e i t c o n c r e t e w i t h g o o d w o r k a b i l i t y , c o mp r e s s i v e s t r e n g t h a c h i e v i n g 5 8 9 MP a , s u r f a c e d e n s i t y o f 1 5 2 0 k g m , a n d r a t i o of s t r e n g t h t o d e n s i t y o f 1 0 6 6 7 c a n b e o b t a i n e
8、 d Ke y wo r d s :Re c y c l e d l i g h t w e i g h t a g g r e g a t e s ;Gl a s s mi c r o s p h e r e s ;Hi g h- s t r e n g t h l i g h t we i g h t c o n c r e t e ;Ra t i o o f s t r e n g t h t o d e n s i t y 中图分类号 : T U 5 2 8 2 文献标识码 A 文章编号 : 1 0 0 0 4 6 3 7( 2 0 1 2 ) 1 O 一 0 7 0 4 0前 言 随
9、着建筑物层数的增多 、 桥梁跨度 的增大和建 筑物环境的恶化 , 不仅要求混凝土强度高 , 而且要 求混凝土密度低。轻质高强混凝土具有重量轻 、 强 度高和耐久性好等特 点 ,具有 良好 的隔热保 温性 能, 是 目前世界混凝土技术的发展方向之一 1 】 。 美 国 、 日本 、 德国和加拿大等 国家十分重视轻 质高强混凝土的研究与应用 , Z h a n g t2 1 等配制了抗压 强度 1 0 0 MP a 、密度 为 1 8 6 5 k g m 。 的轻质高强混凝 土。B e r r a 3 J 等配制出抗压强度 6 0 MP a 、 密度 1 7 0 0 k g m。 以下用于海洋工程
10、的轻质混凝土。 Mo 等人对轻 质高强混凝 土的力学性能及硅灰对轻质高强混凝 土的粘结强度的影响等进行 了系统研究 , 并配制出 抗压强度为 6 9 MP a的轻质混凝土。在我国 , 轻质高 基金项目: “ 十二五” 国家科技支撑计划保温与结构一体 化墙 体及屋 面材料 制造与 应用技 术研究 ( 2 0 1 1 B A E 1 4 B 0 5 ) ; 西南科技大学研究生创新基金资助 ( 1 2 y c j j 1 5 ) 。 强混凝土近几年发展较快 , 张华英5 3 通过正交试 验 配制 出抗压强度超过 5 0 MP a 、表观密度 1 9 5 0 k g m 。 的 陶粒 轻质 高 强混
11、凝 土 。黄 昱霖 6 7 以低 成本 为 目标 配制 出 2 8 d抗 压强 度超 过 6 0 MP a 、表 观密度 为 2 0 2 5 k s m 的大 流动 度 陶粒 混凝 土 。 轻质高强混凝土的配制 , 关键在于轻骨料的选 取。常用的轻质集料有 : 天然轻质集料( 浮石) 、 烧结 天 然材 料 ( 陶粒 ) 、 热 处理 的工业 废渣 ( 膨胀 矿 渣 ) 及 有机材料 ( 塑料) 等 , 但这些轻骨料 的质量都有待提 高 , 配制的混凝土强度等级偏低且各组分密度差异 较大 , 新拌的混凝 土( 特别是大流动混凝土) 易出现 分层离析现象 , 导致匀 质性变差 , 进而影响施工质
12、 量 。 本文采用高强再生轻骨料和轻质玻璃微珠 , 基 于强度和密度的要求 , 采用体积法进行了高强轻质 混凝土配合 比设计 ,通过调整玻璃微珠 的粒度、 水 泥品种及再生轻骨料掺量 ,成功配制出流动性大 、 匀质性好且比强度高的轻质高强混凝土 。 一7一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 2年第 1 O期 混凝土与水泥制品 总第 1 9 8期 1 原 材料 与试 验方 法 1 1 原材料 水泥为北京某公 司生产的 P 0 4 2 5级普通硅 酸盐水泥 ; 硅灰为挪威埃肯硅灰 , 灰 白色球状粉末 , W ( S i O : ) 9 2 ,平均粒径为
13、0 2 1 x m,比表面积为 1 8 xl 0 4 mZ k g 。 轻骨料采用北京某公司生产的玻璃微珠 , 粒度 分别为 0 1 0 3 ra m、 0 2 5 0 5 mm、 0 5 1 0 mm; 粗骨料 由破型后的轻质高强混凝土试块经破碎 、筛分 、 烘 干后制得 。 减 水 剂 为 四川 某 外 加 剂 有 限 公 司 生 产 的 K J J S 5 0聚羧酸型高效减水剂 , 棕红色液体 , 固含量为 5 0 , 减水 率 3 0 。 1 2 试 验方法 以坍落度 、 表观密度和抗压强度为指标对轻质 高强混凝土的工作性能和物理力学性能进行评价 。 坍落度的测定按照 G B T 5
14、0 0 8 0 -2 0 0 2 ( 普通混凝土 拌合物性能试验方法标准 进行 ; 轻集料混凝土表 观密度的测定按照 J G J 5 1 2 0 0 2 轻集料混凝土 技 术规 程 的试 验 方 法进 行 ;试 验采 用 1 0 0 m m 1 0 0 m mx l O O mm的立方体模具成型, 手工振捣 , 静置 2 4 h后脱模 ,在 ( 2 0 2 ) 的水 中标养 2 8 d ,按 G B 5 0 0 8 1 -2 0 0 2 普通混凝土力学性能试验方法标准 进 行抗 压强 度测试 。 2控制指 标 流动性 : 要求新拌混凝土的坍落度在 l O O m m以 上 。 匀质性 : 无明
15、显的集料上浮、 泌水现象发生。 表观密度 : 控制在 2 0 0 0 k g m 以下。 抗压强度: 要求 2 8 d 抗压强度达 4 5 MP a以上。 混凝土比强度 : J( 4 5 2 4 0 0 _ V 。 ) ( 4 5 2 4 0 0 ) I, 其 中, 为 3个试样抗压强度 的算术平均值 , 。 为 3个试样表观密度 的算术平均值。 3试 验结 果与分 析 3 1 确定水灰比及减水剂掺量 玻璃微珠是碱石灰硼硅酸盐玻璃 , 内部为空心 网状结构 , 几乎没有强度 , 在混凝土中可视为缺陷 , 但其质轻的优势可降低混凝土密度 。由A b r a m s 水 灰 比定则7 1 可知 ,
16、 随着水灰 比的增 大 , 强度逐渐 降 低。因此 , 为保证配制的混凝土有较高的强度 , 水灰 比取 0 2 。 不同粒度的玻璃微珠需水量不同, 为获得较好 的流动性 , 便于成型 , 经试验确定使用 0 1 0 3 mm粒 度的玻璃微珠时 , 减水剂掺量取 1 6 ; 使用其它粒 度的玻璃微珠时 , 减水剂掺量取 1 2 。 一 R 一 3 2 高强再生轻骨料 高强再生轻骨料取 自破型后的玻璃微珠制备 的高强轻质混凝土试块 , 将破 型后的混凝土试块破 碎成集料。通过破碎、 筛分获得 5 2 0 mm的粗颗粒 , 作为高强轻质混凝土的粗骨料 。 再经 2 o 0 烘 1 d , 可 使颗粒
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