輕骨料混凝土物理力學(xué)性能研究

孟剛，張凱峰，歐陽孟學(xué)，吳雄，李逸飛，王曉峰，令建

（中建商品混凝土西安有限公司，西安 710116）

輕骨料混凝土物理力學(xué)性能研究

孟剛，張凱峰，歐陽孟學(xué)，吳雄，李逸飛，王曉峰，令建

（中建商品混凝土西安有限公司，西安 710116）

試驗(yàn)研究分析了黏土陶粒輕骨料制備的輕骨料混凝土新拌狀態(tài)的工作性能和齡期力學(xué)強(qiáng)度，探討了不同品質(zhì)及處理工藝的黏土陶粒、膠材體系中粉煤灰及硅灰的變化及不同砂率等影響因素對(duì)其性能的影響，為輕骨料混凝土工程應(yīng)用提供了重要參考。

輕骨料；輕骨料混凝土；工作性能；力學(xué)強(qiáng)度

0 前言

輕骨料混凝土具有輕質(zhì)高強(qiáng)、隔熱保溫性能好、耐火性能好、抗震性能好、綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在工業(yè)與民用建筑、橋梁工程等土建工程中，已成為現(xiàn)代混凝土的一個(gè)重要發(fā)展方向[1-3]。本文針對(duì)西安地區(qū)生產(chǎn)的黏土陶粒開展了黏土制輕骨料混凝土物理力學(xué)性能研究，為輕骨料混凝土及其工程應(yīng)用提供重要參考。

1 試驗(yàn)原材料及方法

1.1 原材料

水泥：采用冀東水泥公司生產(chǎn)的冀東 P·O42.5 級(jí)普通硅酸鹽水泥，密度是 3.1g/cm3，主要性能指標(biāo)如表1 所示。

表1 水泥物理力學(xué)性能檢測結(jié)果

粉煤灰：陜西省韓城市大唐第二發(fā)電廠干排Ⅰ級(jí)粉煤灰與 Ⅱ 級(jí)粉煤灰。

硅灰：由北京某建材公司提供，硅含量為 92%。砂：渭河中砂，細(xì)度模數(shù)為 2.48。

外加劑：大連西卡建筑材料有限公司生產(chǎn)的高效聚羧酸減水劑，固含量為 18.1，減水率為 25%。

輕骨料：分別由西安恒陽陶粒節(jié)能建材有限公司和陜西大秦建材有限公司提供，其性能指標(biāo)如表2 所示，樣品如圖 1所示。

表2 黏土陶粒各項(xiàng)性能檢測結(jié)果

圖 1 試驗(yàn)用黏土陶粒

1.2 試驗(yàn)方法

依據(jù)試驗(yàn)基準(zhǔn)配合比（表3），依次考察不同性能骨料、摻合料及砂率對(duì)制備輕骨料新拌混凝土工作狀態(tài)以及硬化輕骨料混凝土力學(xué)性能的影響，試驗(yàn)用配合比如表4 所示。

表3 基準(zhǔn)配合比 kg/m3

表4 試驗(yàn)用配合比 kg/m3

2 結(jié)果與討論

2.1 輕骨料混凝土工作性能研究

不同性能與品質(zhì)骨料、摻合料及砂率對(duì)制備輕骨料新拌混凝土工作性能測試結(jié)果如圖 2、圖 3 所示。 對(duì)比編號(hào) 1～4試樣檢測結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，粒型為球型 a 種黏土制陶粒相對(duì) b種膠囊狀較多的陶粒具有較好的工作性能，通過浸水預(yù)處理的黏土陶粒制備的混凝土其工作性能均好于不進(jìn)行預(yù)濕處理的。摻加Ⅰ級(jí)粉煤灰與一定量的硅灰以及提高砂率同樣能使得新拌混凝土具有較好的流動(dòng)性與坍落度，改善輕骨料混凝土工作性能。

圖 2 輕骨料混凝土坍落度

圖 3 輕骨料混凝土擴(kuò)展度

2.2 輕骨料混凝土力學(xué)性能研究

不同性能與品質(zhì)骨料、摻合料及砂率對(duì)制備輕骨料新拌混凝土工作性能測試結(jié)果如圖 4 所示。從圖 4 可以看出，試驗(yàn)制備的試樣在 7d 齡期與 28d 齡期具有類似的發(fā)展趨勢，b種黏土制陶粒制備的輕骨料混凝土相對(duì)于 a 種輕骨料具有較高的力學(xué)強(qiáng)度，這是由于 b 中黏土陶粒筒壓強(qiáng)度較高。此外，經(jīng)過預(yù)濕處理制備的輕骨料混凝土大于沒有經(jīng)過預(yù)處理的。相對(duì)于編號(hào) 1 試樣，對(duì)比編號(hào) 5、編號(hào) 6 試樣可以看出，Ⅰ 級(jí)粉煤灰相對(duì)于 Ⅱ 級(jí)粉煤灰并沒有對(duì)齡期強(qiáng)度產(chǎn)生較大影響，摻加硅灰對(duì)力學(xué)性能的提高具有較大貢獻(xiàn)。適當(dāng)提高砂率可提高力學(xué)強(qiáng)度，但是過高的砂率反而使得試塊力學(xué)強(qiáng)度值有一定幅度的降低。

圖 4 輕骨料混凝土力學(xué)強(qiáng)度

3 結(jié)論

3.1 對(duì)于黏土陶粒輕骨料混凝土工作性能的研究結(jié)論：

粒型為球型的黏土陶粒制備的輕骨料混凝土具有較好的工作性能，通過浸水預(yù)處理的好于不預(yù)濕的。摻加Ⅰ級(jí)粉煤灰與一定量的硅灰及提高砂率使得新拌混凝土具有較好的流動(dòng)性與坍落度，改善了輕骨料混凝土工作性能。

3.2 對(duì)于黏土陶粒輕骨料混凝土力學(xué)性能的研究結(jié)論：

筒壓強(qiáng)度高的黏土陶粒制備的輕骨料混凝土力學(xué)性能更優(yōu)。在膠材體系方面，摻加Ⅰ級(jí)粉煤灰對(duì)力學(xué)強(qiáng)度影響不大，摻加硅灰能夠提高力學(xué)強(qiáng)度值。適當(dāng)?shù)纳奥誓芴岣咻p骨料混凝土力學(xué)強(qiáng)度。

[1]胡曙光，王發(fā)洲．輕骨料混凝土[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006．

[2]王發(fā)洲，周宇飛，王 軍，等．超輕骨料混凝土配合比設(shè)計(jì)與泵送施工技術(shù)[J]．施工技術(shù)，2008,37(9):109-111．

[3] 仇益梅，曾宗文，陽利君．頁巖陶粒輕骨料混凝土配合比設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J]．混凝土，2011,(5):97-98．

［通訊地址］西安市長安區(qū)王寺鎮(zhèn)西街中建商品混凝土西安有限公司技術(shù)科（7410116）

Research on physical and mechanical properties of lightweight aggregate concrete

Meng Gang, Zhang Kaifeng, Ouyang Mengxue, Wu Xiong, Li Yifei, Wang Xiaofeng, Ling Jian
(China Construction Ready-mixed Concrete CO. Ltd of Xi'an, Xi'an 710116)

The tests studied the working performance and mechanical strength of lightweight aggregate concrete which preparated with clay ceramsite. Different quality clay ceramsite, the change of the fl y ash and silica fume, and sand ratio on the properties of lightweight aggregate concrete. Experimental study for the engineering applicated of light aggregate concrete provides an important reference.

lightweight aggregate; lightweight aggregate concrete; working capability; mechanical properties

孟剛（1970－），男，大學(xué)本科，工程師，中建商品混凝土西安有限公司總工程師。