全輕陶粒混凝土強度影響因素分析

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【摘 要】本文主要研究采用松散體積法進行全輕陶粒混凝土LC30基準配比試配時的調節凈水膠比、砂率、礦物摻合料類型及摻量、水泥強度等級等參數對混凝土強度的影響規律。

【關鍵詞】 混凝土；輕骨料；陶粒；強度

一、輕骨料混凝土

長期以來我國輕骨料混凝土的配制，一方面由于輕骨料的本身的強度影響，另一方由于設計方法不完善，致使其強度等級偏低，不能滿足工程的需要。影響普通混凝土強度的因素對輕集料混凝土強度的影響規律也有較多變化；故此我們選取普通混凝土配合比設計中的重要參數（凈水膠比、砂率、礦物外加劑組成），研究分析這些參數對輕骨料混凝土的影響規律，為輕骨料混凝土的設計與應用提供指導和建議，以使其能夠較大程度滿足現代建筑的需要。

二、試驗內容

1、根據輕集料混凝土技術規程，分別確定采用P.O42.5水泥及P.O32.5水泥的基準配合比，P.042.5水泥的配比確定為：水泥用量為400kg/m3，固定用水量為160 kg/m3，凈水膠比為0.4，陶粒和陶砂的用量為702.5kg/m3、544.17kg/m3（由松散體積法計算出），砂率為44%（由陶粒和陶砂的密度計算出）；P.032.5水泥的配比確定為：水泥用量為421kg/m3，固定用水量為160 kg/m3，凈水膠比為0.38，陶粒和陶砂的用量為644.17kg/m3、611.67kg/m3（由松散體積法計算出），砂率為48%（由陶粒和陶砂的密度計算出）。

2、試驗過程，根據上面算出的兩組基準配合比，研究凈水膠比、砂率、礦物摻合料類型和摻量對全輕陶粒混凝土強度的影響規律，期以指導全輕陶粒混凝土配比的進一步優化設計。

3、在固定用水量的情況下，調整凈水膠比，研究其對強度的影響，對于P.O42.5水泥，依次以0.4、0.39、0.38、0.37、0.36的順序調整凈水膠比；對于P.O32.5水泥，依次以0.4、0.38、0.36、0.34、0.32的順序調整凈水膠比。

4、在固定骨料總體積、漿體體積、漿體凈水膠比的情況下調整砂率（調整砂和陶粒的體積比），研究砂率對強度的影響，對于P.O42.5水泥，依次以44%、45.5%、47%、48.5%、50%的順序調整砂率；對于P.O32.5水泥，依次以44%、45%、46%、47%、48%的順序調整砂率。

5、在固定凈水膠比和膠凝材料質量的情況下，分別摻加粉煤灰或者礦粉，研究礦物外加劑組成對強度的影響。分別以占膠凝材料的5%、10%、15%、20%的順序調整單摻粉煤灰和單摻礦粉的摻量。

6、在實驗時需要先將陶粒和陶砂預濕一小時，然后將其濾干，然后才能使用。將原料在混凝土強制式攪拌機攪拌5分鐘左右，將漿體倒入100mm×100mm×100mm×3模具中進行震動成型，對成型后的試模進行標準養護，待齡期達到7d和28d時分別測定試塊的抗壓強度。

三、 試驗結果及分析

1、 P.O42.5水泥混凝土的試驗結果

用固定用水量，改變水泥量的方法來控制凈水膠比進行試驗，測得混凝土的7d和28d強度，對于P.O42.5強度等級的水泥，在降低凈水膠比的情況下，所配制的混凝土的7d強度和28d強度都是隨著凈水膠比的降低而增大的，并且呈近似的線性關系。

保持骨料總體積、漿體體積、漿體凈水膠比不變，調整陶砂和陶粒的體積比得到不同砂率進行試驗，測得混凝土的7d和28d強度，發現混凝土的強度隨著砂率的提高呈現出先逐漸升高，而后當增大到一定程度時，又開始降低的規律。砂率存在一個最優值，為48.5%。

保持凈水膠比和膠凝材料質量不變，摻入粉煤灰，并逐漸改變粉煤灰的摻量進行試驗，測得混凝土的7d和28d強度，發現混凝土的強度隨著粉煤灰摻量的增加，呈現出遞減的趨勢。

保持凈水膠比和膠凝材料質量不變，摻入礦粉，通過逐漸增加礦粉的摻量配制混凝土，測得混凝土的7d和28d強度，發現混凝土的強度都隨著礦粉摻量的增加呈現逐漸增長的趨勢，而且28d強度相對于7d強度增長的趨勢更加明顯。主要由于礦粉細度小，可以有效填充陶粒縫隙，相當于增強其強度，同時由于礦粉高度分散性，可以充分填充于水化后水泥顆粒之間，提高漿體密實度，也可以增加混凝土的抗壓強度。

2、P.O32.5水泥混凝土的試驗結果

用固定用水量，改變水泥量的方法來控制凈水膠比進行試驗，測得混凝土的7d和28d強度，對于P.O32.5強度等級的水泥，在降低凈水膠比的情況下，混凝土的7d強度和28d強度都隨著凈水膠比的降低而增大，但是混凝土的強度增長的幅度不是很大，可見固定用水量，其他情況不變時，全輕陶粒混凝土的強度隨著凈水膠比的降低呈逐漸增長，但是其強度增長的趨勢不太明顯，不同于普通混凝土的強度明顯增長趨勢。

保持骨料總體積、漿體體積、漿體凈水膠比不變，調整陶砂和陶粒的體積比得到不同砂率進行試驗，測得混凝土的7d和28d強度，發現混凝土的強度隨著砂率的提高呈現出先升高后降低的規律，砂率存在一個最優值，46%。因此，在實驗過程中，我們應該適當的提高砂率，以使混凝土的性能達到最優。

保持凈水膠比和膠凝材料質量不變，摻入粉煤灰，并逐漸改變粉煤灰的摻量進行試驗，測得混凝土的7d和28d強度，發現混凝土的強度隨著粉煤灰摻量的增加，都表現出遞減的趨勢。

保持凈水膠比和膠凝材料質量不變，摻入礦粉，通過逐漸增加礦粉的摻量配制混凝土，測得混凝土的7d和28d強度，發現混凝土的強度都隨著礦粉摻量的增加呈現逐漸增長的趨勢，而且其強度有超過普通混凝土的趨勢。因此在配制輕骨料混凝土時，適當摻入礦粉，不僅可以減少水泥的用量，節能減排，而且可以提高混凝土的強度。

3、匯總結果分析

針對兩種強度等級的水泥，P.O42.5和P.O32.5，在降低凈水膠比（固定用水量，增加水泥用量）的情況下，它們的7d強度和28d強度都隨著凈水膠比的降低呈逐漸增長的趨勢。

隨著砂率的提高，兩種強度等級水泥的混凝土的7d和28d強度呈現出先降低后升高，然后再降低的規律，我們發現，隨著砂率的調整，混凝土能達到的最高強度可能超過基準配合比的混凝土的強度，砂率都存在一個最佳取值。對于P.O42.5水泥，砂率存在一個最優值，即為48.5%，對于P.O32.5水泥，砂率存在一個最優值，即為46%。這主要是因為陶砂的粒徑比陶粒小得多，具有很大的比表面積，而且在拌合物中填充粗骨料的空隙，所以砂率在一定范圍內，混凝土的強度不斷增長。

四、結 論

1、，在降低凈水膠比（固定用水量，增加水泥用量）的情況下，輕集料混凝土的7d和28d強度都逐漸增長，與其對普通混凝土強度的影響比較相似，但是影響趨勢不如普通混凝土表現的明顯。

2、保持骨料總體積、漿體體積、漿體凈水膠比不變，調整陶砂和陶粒的體積比得到不同砂率，7d和28d兩個齡期的混凝土強度都存在一個最大值，試驗發現對于P.O42.5水泥配制的混凝土砂率最優值為48.5%；對于P.O32.5水泥配制的混凝土砂率最優值為46%。

3、對于P.O32.5和P.O42.5水泥，膠凝材料確定在一定范圍內，摻加粉煤灰和礦粉。隨著粉煤灰摻量的增加，輕集料混凝土的強度逐漸降低，盡管摻加粉煤灰可以節約水泥，但是亦要在確保混凝土強度滿足要求的前提下適量摻加；隨著礦粉摻量的增加，輕集料混凝土的強度都逐漸增長，而且其強度發展較快，7天強度可以達到28強度的50%以上，因此可以適當摻加。

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