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浅谈页岩陶粒混凝土的性能

浏览次数:816   更新时间:2017/8/2 11:50:23
 

 

一、 页岩陶粒混凝土

页岩陶粒混凝土是轻集料混疑土的一种,其具有强度高、容重轻、吸水率低、保温、隔热、所配里的;易疑土抗震性好等特点,与普通混凝土相比,约轻20%50%,用做结构构件,可降低自重约20%25%,是改革墙体结构的重要材料之一。

页岩陶粒的特征及选择:页岩是一种沉积岩,成分复杂,但都具有薄页状或薄片层状节理,主要是由勒土沉积经压力和温度形成的岩石,但其中混杂有石英、长石的碎屑以及其他化学物质是烧制膨胀页岩陶粒的重要原料。

二、页岩陶粒混凝土性能研究

1. 页岩陶粒混凝土配合比的选择

本次试验轻集料混凝土配合比总共设计了9个配合比,对28d抗压强度的实验,入表1所示:

19组不同配合比的28d抗压强度

编号     1     2     3     4     5     6     7     8     9

强度(Mpa      14.3       13.5       15.6       12.6       18.3       17.9       15.6       11.6       19.5

设计表观密度(kg/m3     1724      1750      1730      1670      1680      1700      1680      1730      1750

实测表观密度(kg/m3     1700      1710      1710      1697      1715      1719      1713      1698      1718

2. CL15.0页岩陶粒混凝土的物理性能

2.1 CL15.0页岩陶粒混凝土的强度

国外的些资料表明。充分捣实的轻集料棍凝土的抗压强度与水泥用量和总水灰比有关,而且对于每种集料都有各自的关系曲线。对于一种集料,固定一个水泥用熨,强度就有约100kg/m3的差别,这主要是由于拌合料需要不同的工作度而要求采用不同的水灰比的缘故;而抗压强度与总水灰比间的关系减少了结果的分散性。不同集料的这种关系上的差异可能是由吸水率和表面特征的不同所造成的。在水灰比低而水泥用量很大时,这种情况是少有的。对于某一特定的拌合料,水泥的强度和轻集料混凝土的强度之间呈线性关系

不过对丁不同的轻集料会有不同的关系。其他试验还表明,改变轻集料的级配,混凝土的抗压强度就会改变,这主要是因为仍要满足一定的工作度要求,水灰比改变了。

2.2 软化系数和饱和吸水率

经过计算得CL15.0页岩陶粒混凝土的软化系数为0.878,大于所要求的软化系数值0.85,其饱和吸水率为5.93%,远远小于要求的吸水率15%,表明这种混凝土浸水前后强度变化不大,具有良好的耐水性能。轻集料混凝土的吸水率在最初的几个小时吸水特别快,在24小时后其吸水率基本达到饱和,茧然相对于普通混凝土来说,轻集料混凝仁的吸水率比较大,但是其伉渗性却并不比普通混接土差,这主耍是由于轻集料的微泵作用,提高了集料周围砂浆的密实性和锚固作用,从而提高了轻集料混凝土的抗渗能力。

2.3 轻集料混凝土的抗冻性实验

轻集料混凝土的抗冻性同普通混凝土一样,是以其抗冻等级来表示的,即以28d龄期标准试件,按GBJ-85规定的标准试验方法快冻法或慢冻法测得的混凝土能够经受的最大冻融循环次数确定的。在本试验中,由于条件的限制,采用的是慢冻法,要求质量损少不超过5%,强度损失不超过25%

有实验数据可见,CL15.0页岩陶粒混凝土的强度与质量经过25次和50次冻触循环后都没有损失,也就是说其抗冻等级均为F50。强度和质量都没有损失反而有所增加,其原因可分析如下。

1)轻集料的多孔性是保证轻集料混凝土具有良好抗冻性的毛要原因。因为这些不易被水饱和的轻集料的内部孔隙,可以容纳混凝土受冻时被水膨胀压力排挤的部分未冻结的水分.从而减少膨胀压力及混凝上的内应力,避免混凝土受损坏。因此采用未预湿的干轻集料配成的混凝土,即使不加引气剂也可以获得良好的抗冻性。本试验就是采用未预湿的干轻集料,一旦经过预湿,则因集料部分孔隙充水,其抗冻性将降低,如图532所示。轻集料的孔隙结构和它的烧成程度对轻集料混凝土的杭冻性也有很大的影响,如具有敞开和连通孔隙较多的膨胀矿渣和烧结性陶粒,其混凝土的抗冻性都较差以某些生烧的(未锻烧透的)陶粒或风化的天然轻集料配制的混凝土,其抗冻性也较差。

2)在配合比的配制过程中,掺加了50%含量的粉煤灰,同时也掺加了具有减水和引气效果的由大连理下大学建材教研室研制的DG型粉煤灰高效活化剂,这些都能够提高混凝土的抗冻性。引气剂能增加混凝土的含气量且使气泡均匀分布减水剂则能降低混凝土的水灰比,从而减少孔隙率,提高水泥石的密实性粉煤灰的掺加则能改善混凝土的和易性及其他一系列物理力学性能,三者综合作用,共同提高了混凝土的抗冻性。

3)在陶粒混凝仁中,由于陶粒表面粗糙多孔,且具有一定的火山灰活性,再加上陶粒的吸水作用使其界面上的水泥砂浆水灰比降低,使陶粒的界面强度大大提高,从而增强了陶粒混凝上抵抗受冻破坏的能力。

4)由十陶粒与水泥砂浆为一种弹性较协调、较匀质的材料,其弹性模量差值仅为3.43MPa,,因此在冻融循环作用下,陶粒混授土内部不易产生较大的应力集中,从而使其具有较大的伉冻能力。

 以上四个方面综合作用,使陶粒混授土在经受25次和50次循环后强度不但没有减少,反而有所增加。

2.4 轻集料混凝土的收缩性能

试验中所用试件尺过为100mm x100mm x 515mm,试验龄期分别为1d 3d 7d 14d

28d 45d 60d 90d,从试验结果可以看出:轻集料混凝土的收缩在初始30d内比较大,90d以后试件尺寸基本没有变化,即收缩基本完成。影响轻集料混凝土的收缩因素就本试验而言主要有以下几个方面:

1)材料方面的因素

这主耍是指水泥用量、水灰比、集料的品质以及外加剂和掺合料的影响,水泥的用量越大轻集料棍凝土的收缩就越大,在此试验中。水泥用量比较少,因此,其收缩值也比较。

2)环境方面的因素

在正常的大气条件下,环境介质的相对湿度对混凝生的收缩值有很大的影响,因为介质的相对湿度直接彬响水分的蒸发。介质的起度越小,混凝上与周围介质的湿交换就越剧烈水分的蒸发就越快,收缩也就越大

三、 小结

 轻集料混凝土配合比设计的任务在于确定能获得预期性能而又最经济的混凝土各组成材料的用量。它和普通混凝土配合比设计的目的是相同的,即在保证结构安全使用的前提下,力求达到便于施工和经济节约的要求。

 (1) 在轻集料混混凝土中完全可以用50%甚至更高的粉煤灰来替代水泥用量,社会效益比较显著。

(2) 采用轻集料配制混凝土,可以提高混凝l:的抗冻性,(经过25次或50次冻融循环

后强度不减反增)节同时也降低r混凝土的收缩,导热系数比较小,若采用全轻轻集料混凝

土,其导热系数更小,经济效益更为显著。

参考文献

[1] 龚洛书. 轻集料混凝土[M]. 北京:中国铁道出版社,1996.

[2] 科学院研究所等译,外轻集料[M]. 北京:中国建筑工程版社,1982.

[3] 建筑科学研究院建筑结构研究所编,轻集料棍凝上的研究和文集[M]. 北京:建筑工

业出版社,19

[4] 杨晓光, 张学亮, 潘慧松. 煤灰超轻陶粒的研制!妇粉煤灰综合利用[J]2003 (2).