浮石及浮石輕骨料混凝土材料研究進(jìn)展

薛慧君，申向東，鄒春霞，董　偉

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院，呼和浩特　010018)

?

浮石及浮石輕骨料混凝土材料研究進(jìn)展

薛慧君，申向東，鄒春霞，董偉

(內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)水利與土木建筑工程學(xué)院，呼和浩特010018)

浮石是一種分布較為廣泛的天然非金屬礦藏，其具有非常發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)特征，利用其這一特征可以作為天然輕骨料配制浮石輕骨料混凝土。隨著工程建設(shè)的飛速發(fā)展，普通混凝土自重大、隔熱保溫性差等問題制約其在某些特定工程上的發(fā)展，而浮石混凝土與之相比具有比強(qiáng)度高、保溫隔熱、抗震耐久等優(yōu)點(diǎn)。本文概括了浮石的形成過程、特性與研究現(xiàn)狀，針對(duì)浮石混凝土做了進(jìn)一步分類，概述各類型浮石混凝土的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)，并闡述了國內(nèi)外浮石混凝土物理力學(xué)性能與耐久性的研究現(xiàn)狀，最后對(duì)浮石混凝土研究與應(yīng)用進(jìn)行展望。

浮石； 浮石混凝土； 輕骨料混凝土； 物理力學(xué)性能； 耐久性

1　引　言

浮石又稱為浮巖或輕石，屬于一種非金屬礦產(chǎn)資源，廣泛分布于東亞大陸、西非大陸、歐洲大部分地區(qū)以及環(huán)太平洋沿海及群島地區(qū)[1]；在我國，浮石資源分布非常豐富，主要集中在火山分布區(qū)，尤其是北方黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、山西及河北等省區(qū)較多且質(zhì)量較好，噴發(fā)年代比較新[2]。現(xiàn)階段我國正在開采的十多個(gè)火山群中已查明的浮石儲(chǔ)量估計(jì)超過20億m3，還有部分火山群的資源未經(jīng)統(tǒng)計(jì)，目前正在開發(fā)利用黑龍江省克東二克山浮石礦、吉林省安圖園池浮石礦、內(nèi)蒙古自治區(qū)烏蘭哈達(dá)浮石礦等[3]。一般普通碎石在開采過程中往往需要開山碎石、人工爆破等方式，在生產(chǎn)過程中極易產(chǎn)生噪聲和粉塵污染，不僅非常不環(huán)保且成本較高，然而浮石礦大部分為露天礦，相對(duì)開采較為方便且更為經(jīng)濟(jì)，除此之外，大部分浮石礦分布地區(qū)石灰石資源也相對(duì)較為缺乏。如何合理的利用天然浮石資源，同時(shí)減少工業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)對(duì)環(huán)境所造成的不可逆破壞具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

天然浮石輕骨料混凝土(簡(jiǎn)稱浮石混凝土)是指利用天然浮石作為其粗骨料，表觀密度為1800～1950 kg/m3，強(qiáng)度等級(jí)為LC10～LC50，具有一定力學(xué)性能及耐久性的混凝土材料，往往用于一些非承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件，較少用于承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件[4]。

浮石混凝土的研究與應(yīng)用由來已久，德國是世界上最早有關(guān)于浮石混凝土材料記載的國家，早在1845年，在埃菲爾山脈火山地區(qū)分布有大量的浮石礦藏，當(dāng)?shù)厝死锰烊桓∈炷疗鰤K材料來建造房屋，到了上世紀(jì)90年代，隨著工業(yè)的飛速發(fā)展，浮石資源進(jìn)一步得到開發(fā)，在萊茵蘭地區(qū)浮石產(chǎn)業(yè)已經(jīng)達(dá)到流水化生產(chǎn)[1]。此外，美國、前蘇聯(lián)、意大利、土耳其、日本等國家都開展了浮石混凝土的相關(guān)研究與應(yīng)用，如1949年前蘇聯(lián)格魯吉亞建造了一座三孔混凝土鐵路橋，其中一孔則采用浮石混凝土建造，與普通混凝土相比較能夠有效減少鋼筋和水泥用量、減輕自重、節(jié)約成本[5]；1976年意大利斐瑞利發(fā)生里氏9.0級(jí)強(qiáng)烈地震，各種建筑損壞嚴(yán)重，而浮石砌塊建筑結(jié)構(gòu)因?yàn)槠淞己玫目拐鹦阅軗p壞率僅為5%，遠(yuǎn)低于其他建筑結(jié)構(gòu)損壞率。我國對(duì)浮石研究應(yīng)用起步相對(duì)較晚，1959年夫凡最早公開出版關(guān)于浮石及浮石混凝土研究與應(yīng)用的文獻(xiàn)，概括性介紹了關(guān)于浮石及浮石混凝土的性能與用途[6]。現(xiàn)如今，我國北方浮石資源儲(chǔ)量豐富的地區(qū)已經(jīng)對(duì)于浮石混凝土的研究與應(yīng)用取得一定成果[2,3,6]。

2　浮石研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1浮石的形成過程及特性

大部分浮石存在于火山下風(fēng)側(cè)地帶，伴隨著火山噴發(fā)，熔融態(tài)的內(nèi)源性巖漿迅速噴射出來與外界空氣與水汽混合，在溫度和壓強(qiáng)急劇變化下空氣與水汽發(fā)生膨脹從而形成多孔狀玻璃質(zhì)巖石，部分體積較小、質(zhì)量較輕的海綿狀顆粒在重力及其他外力作用下轉(zhuǎn)移到較遠(yuǎn)處形成浮石層[1-3]，體積較大的在火山口附近堆積形成整體性更佳浮巖層[4-6]。

浮石大部分呈黑褐色、紅褐色，少部分呈現(xiàn)黃色、灰白色，表面粗糙，具有非常發(fā)達(dá)的孔隙結(jié)構(gòu)，孔隙分布不均勻，一般為球形或橢球形氣孔，內(nèi)壁較為光滑。一般浮石的化學(xué)組成為硅鋁酸鹽玻璃質(zhì)材料，其中SiO2和Al2O3為主要化學(xué)物質(zhì)，含量超過總量的3/4，分別為55%和22%左右，其余為Fe2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO以及TiO2等金屬氧化物。浮石具有質(zhì)輕、多孔、吸聲、容重小、導(dǎo)熱系數(shù)小、吸水率大、造價(jià)低、易開采及耐蟲害等特性[2-4]。

2.2浮石的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀

浮石由于其特殊的孔隙結(jié)構(gòu)、理化參數(shù)以及資源優(yōu)勢(shì)，被建筑、化工、紡織、醫(yī)藥、漁業(yè)等行業(yè)廣泛應(yīng)用，尤其在建筑行業(yè)中使用量最大，適用范圍最廣。

在建筑領(lǐng)域中，浮石顆粒可以作為浮石混凝土骨料、浮石空心磚砌塊骨料[7]、屋面保溫材料、煙囪內(nèi)襯材料等，浮石粉可以作為陶瓷釉原料、水泥熟料[4]、水泥土摻合料[8]、泡沫玻璃基料[9]、巖棉制品原料等；在環(huán)境領(lǐng)域中，TiO2/浮石可以降解環(huán)境中的有機(jī)污染物、吸附污水中污染物質(zhì)等[10]；在醫(yī)藥領(lǐng)域中，浮石又被稱作海浮石，是一味軟堅(jiān)散結(jié)、清熱化痰、通淋的傳統(tǒng)中藥，可以治療咳喘、瘡腫、癭瘤、疝氣、淋病等病癥[11]；在化工領(lǐng)域中，浮石可以作為塑料、肥皂、洗手液等化工用品的填料或原材料等[12]；在其他領(lǐng)域中，浮石還可以用作盆景、磨料、拋光劑、吸附材料、化肥及農(nóng)業(yè)載體等[4]。

3　浮石混凝土分類

3.1礦物摻合料浮石混凝土

眾所周知，水泥廠生產(chǎn)各類型水泥始終伴隨著嚴(yán)重的CO2、SO2、氮氧化物、大顆粒粉塵以及PM2.5等諸多污染問題，盡管如今采用負(fù)壓和密封等措施能夠一定程度上減少污染源，但仍然不能完全阻隔污染物質(zhì)出現(xiàn)。大力發(fā)展綠色環(huán)保浮石混凝土勢(shì)在必行，充分利用礦物摻合料，一方面能夠有效減少水泥的用量，從而減少生產(chǎn)水泥所產(chǎn)生的污染物質(zhì)；另一方面，適量的礦物摻合料能夠有效改善浮石混凝土的各項(xiàng)性能，從而達(dá)到變廢為寶的目的。現(xiàn)階段對(duì)于浮石混凝土常用到的礦物摻合料有粉煤灰、硅灰、石灰石粉以及偏高嶺土等等。

Yasar等[13]利用粉煤灰作為摻合料配制浮石混凝土，研究表明當(dāng)粉煤灰摻量為20%左右時(shí)能夠顯著改善浮石混凝土拌合物均勻性和黏聚性，保證浮石混凝土強(qiáng)度指標(biāo)，且具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；Demirboga等[14,15]利用粉煤灰、硅灰等多種復(fù)合礦物摻合料，對(duì)浮石混凝土各項(xiàng)性能進(jìn)行改性研究，研究表明復(fù)合礦物摻合料浮石混凝土的強(qiáng)度影響并非單純正效應(yīng)的疊加，粉煤灰與硅灰在一定比例下能夠最大程度上改善浮石混凝土的各項(xiàng)性能；Ramezanianpour等[16,17]利用偏高齡土替代部分水泥配制浮石混凝土，研究表明偏高嶺土能夠有效改善浮石混凝土早期強(qiáng)度以及抗凍性，一定程度上可以節(jié)約水泥用量從而降低成本。高矗、張通等[18-20]利用內(nèi)摻石灰石粉等量替代水泥和沙子配制浮石混凝土，研究表明在適量的替代量下，不同粒徑石灰石粉均能夠?qū)Ω∈炷翉?qiáng)度有所改善[20]，后期石灰石粉的水化活性效應(yīng)和填充效應(yīng)表現(xiàn)更為明顯。

3.2纖維增強(qiáng)浮石混凝土

由于浮石自身強(qiáng)度不高等原因限制，普通浮石混凝土不宜作為高強(qiáng)混凝土使用。利用纖維在復(fù)合材料中的阻裂、橋接和增韌作用，能夠有效增強(qiáng)浮石混凝土抗震能力、提高彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度且有效減少浮石混凝土后期裂縫發(fā)育，但過多的纖維摻入會(huì)使得纖維與纖維之間產(chǎn)生薄弱區(qū)，從而影響浮石混凝土相關(guān)性能。現(xiàn)階段常用于增強(qiáng)浮石混凝土的纖維有聚丙烯纖維、鋼纖維、碳纖維、玻璃纖維以及植物纖維等。

Kaffetzakis等[21,22]利用不同長度高彈性模量的鋼纖維和低彈性模量的聚丙烯纖維混雜，配制混雜纖維增強(qiáng)浮石混凝土，研究表明適量混雜纖維摻入能夠有效提升浮石混凝土彎曲韌性、抗折強(qiáng)度以及耐沖擊性；Bahar等[23]利用250～1000 ℃高溫試驗(yàn)對(duì)碳纖維硅灰增強(qiáng)浮石混凝土的力學(xué)性能進(jìn)行研究，研究表明在500～750 ℃間抗壓強(qiáng)度與孔隙度之間關(guān)聯(lián)度更高；張愛軍等[24]利用鋼纖維改善浮石混凝土力學(xué)性能和韌性進(jìn)行研究，研究表明鋼纖維的摻入能夠很大程度上改善復(fù)合混凝土的韌性，使得其在破壞時(shí)裂而不散；孫婧等[25]利用植物纖維(玉米秸稈)對(duì)浮石混凝土進(jìn)行改性研究，研究表明秸稈的加入降低浮石混凝土導(dǎo)熱系數(shù)和表觀密度，改善其保溫隔熱性能。

3.3其他類型浮石混凝土

隨著混凝土材料的日益發(fā)展，眾多研究者利用多種不同類型材料改善浮石混凝土性能，通過不同研究角度對(duì)多種類型浮石混凝土開展了深入研究,如橡膠浮石混凝土、引氣浮石混凝土、泡沫浮石混凝土、多相復(fù)合浮石混凝土等等。

Sari等[26]在浮石混凝土中加入高效減水劑，配制出密度為1300 kg/m3、抗壓強(qiáng)度為6.56 MPa浮石混凝土，研究表明高效減水劑的加入能夠有效提高浮石混凝土比強(qiáng)度，改善新拌浮石混凝土和易性；Sariisik等[27]在浮石混凝土中引入聚苯乙烯泡沫(EPS)，研究表明經(jīng)過長達(dá)2802 d齡期后仍具有良好的絕緣性、吸聲性和保溫性能，且經(jīng)濟(jì)成本相對(duì)較低；蔡煥琴等[28,29]在浮石混凝土中摻入不同粒徑橡膠粉，研究表明適當(dāng)橡膠粒徑在一定摻量下具有良好的和易性,并可有效降低浮石混凝土的脆性,增加混凝土的韌性；樊麗軍等[30]在浮石混凝土中加入玻化微珠，浮石混凝土的導(dǎo)熱性能得到明顯改善，導(dǎo)熱系數(shù)與加氣混凝土較為接近且遠(yuǎn)低于粘土磚；董偉等[31]采用風(fēng)積沙替代部分河砂作為浮石混凝土細(xì)骨料，風(fēng)積沙的摻入對(duì)浮石混凝土早期強(qiáng)度具有一定的促進(jìn)效應(yīng)，且替代量為普通河砂20%～30%為宜。隨著材料發(fā)展的日益更新，利用單一材料改性或增強(qiáng)浮石混凝土各項(xiàng)性能已經(jīng)不能滿足人們對(duì)其的使用要求，綠色環(huán)保且具有高性能的浮石混凝土更適合工程需求，所以人們開始對(duì)多相復(fù)合浮石混凝土材料進(jìn)行研究，如利用纖維、橡膠顆粒、聚苯顆粒、礦物摻合料等原材料，借助正交試驗(yàn)等試驗(yàn)手段對(duì)浮石混凝土性能進(jìn)行研究，以期望獲得性價(jià)比更高的浮石混凝土材料。

4　浮石混凝土物理力學(xué)性能

Onoue等[32]利用沖擊試驗(yàn)對(duì)浮石混凝土和石灰石混凝土抗震性能進(jìn)行研究，研究表明在1.5 m/s和4.5 m/s沖擊速度下，浮石混凝土抵抗沖擊的能力明顯優(yōu)于石灰石混凝土，說明浮石混凝土具有一定的抗震性能；Cavaleri等[33]對(duì)比浮石混凝土、膨脹土混凝土和普通混凝土三種墻板構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性荷載試驗(yàn)，研究表明對(duì)于水平荷載延展性要求不高的地區(qū)，浮石混凝土墻板構(gòu)件能夠滿足其適用性；朱聘儒[34]基于對(duì)浮石與水泥砂漿兩者應(yīng)力-應(yīng)變的對(duì)比研究,討論了在壓力作用下浮石骨料在混凝土中的工作情況，由于浮石的泊松比遠(yuǎn)大于砂漿,浮石受砂漿約束,故浮石混凝土強(qiáng)度得以提高；宋西戰(zhàn)等[7]通過恢復(fù)力特性試驗(yàn)對(duì)浮石混凝土砌塊墻體抗震性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，浮石混凝土空心砌塊各項(xiàng)恢復(fù)力指標(biāo)均優(yōu)于粘土磚，并提出抗震強(qiáng)度計(jì)算公式、恢復(fù)力簡(jiǎn)化模型以及骨架曲線剛度退化公式；王冰等[35]通過拉拔試驗(yàn)對(duì)浮石混凝土與變形鋼筋之間的錨固性能進(jìn)行研究，分析了拉拔試件的荷載-滑移曲線，提出特征粘結(jié)-滑移模式，并統(tǒng)計(jì)回歸出各種錨固條件的特征粘結(jié)強(qiáng)度公式。麻建鎖等[36]對(duì)浮石粗骨料進(jìn)行裹殼處理，從而得到硬殼浮石，利用其配制硬殼浮石骨料混凝土，從而降低浮石吸水率，改善浮石混凝土力學(xué)特性。

5　浮石混凝土耐久性

浮石混凝土由于其自身骨料孔隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)等特質(zhì)，其耐久性能與普通混凝土具有一定差別，最為顯著的是其具有較為良好的抗凍性與耐火性。

Hossain等[37,38]從不同方面對(duì)比浮石混凝土和普通混凝土，在實(shí)際生產(chǎn)中浮石混凝土在強(qiáng)度方面可以達(dá)到普通混凝土標(biāo)號(hào)滿足正常使用要求，在耐火性方面浮石混凝土則顯著性優(yōu)于普通混凝土；王蕭蕭等[39,40]針對(duì)寒冷地區(qū)鹽漬溶液環(huán)境多因素耦合作用下的浮石混凝土耐久性進(jìn)行研究，通過鹽漬溶液和清水兩種介質(zhì)對(duì)浮石混凝土進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn)，研究表明鹽漬溶液凍融下浮石混凝土質(zhì)量損失和相對(duì)動(dòng)彈模量損傷較清水凍融更為嚴(yán)重，核磁共振顯示信號(hào)較強(qiáng)、CT圖像顯示孔徑較大，從微觀層面驗(yàn)證鹽漬溶液凍融對(duì)浮石混凝土損傷更大；霍俊芳等[41]以室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)浮石混凝土抗凍性進(jìn)行深層次研究，得到了浮石混凝土凍融損傷模型，并對(duì)浮石混凝土壽命進(jìn)行預(yù)測(cè)；高矗等[42]通過對(duì)浮石混凝土進(jìn)行反復(fù)加載預(yù)制初始應(yīng)力損傷，然后進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn)，借助場(chǎng)發(fā)射ESEM對(duì)凍融后應(yīng)力損傷浮石混凝土微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，并對(duì)Loland混凝土損傷模型進(jìn)行修正，建立含有初始應(yīng)力損傷及凍融損傷的浮石混凝土損傷演化方程；韓俊濤等[43]對(duì)浮石混凝土進(jìn)行抗硫酸鹽試驗(yàn)研究，研究表明侵蝕初始階段硫酸鹽滲入其內(nèi)部析出結(jié)晶物從而產(chǎn)生的微集料效應(yīng)，使得整體更為密實(shí)強(qiáng)度增大，后期結(jié)晶物積累內(nèi)部膨脹產(chǎn)生裂隙，從而引起其破壞強(qiáng)度降低。

6　結(jié)　語

對(duì)于浮石混凝土宏觀力學(xué)及耐久性研究已經(jīng)擁有了一定的試驗(yàn)與理論基礎(chǔ)，基本能夠?qū)Ω∈炷恋南嚓P(guān)問題進(jìn)行宏觀方面的解釋，但是仍有一些問題值得人們進(jìn)行更深層次的探討。

(1)浮石混凝土微觀孔隙結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間的關(guān)系問題。對(duì)于浮石混凝土除了浮石粗骨料本身具有大小不一、分布不均的孔隙之外，在其拌合凝結(jié)硬化這一過程中同樣產(chǎn)生不同尺度的微小孔隙結(jié)構(gòu)，而這些孔隙又有有利孔和有害孔兩類之分，兩大類孔隙結(jié)構(gòu)容易受到環(huán)境因素的影響，同時(shí)這些孔隙又某種層面上決定各項(xiàng)宏觀性能。因此，對(duì)于浮石混凝土的微觀孔隙結(jié)構(gòu)一定程度上可以作為預(yù)測(cè)和衡量浮石混凝土宏觀性能的媒介，伴隨著越來越多微觀層面的研究手段的出現(xiàn)，日后對(duì)于浮石混凝土微觀孔隙結(jié)構(gòu)的研究應(yīng)該更為注重；

(2)浮石自身強(qiáng)度不高，導(dǎo)致浮石混凝土難以向高強(qiáng)高性能混凝土發(fā)展問題。現(xiàn)階段對(duì)于浮石混凝土強(qiáng)度等級(jí)最大僅為LC50，對(duì)于一些特殊工程人們往往需要高強(qiáng)高性能混凝土，這就造成浮石混凝土在有特殊要求的工程中應(yīng)用存在一定的局限性，如何對(duì)浮石進(jìn)行增強(qiáng)處理，使得其能夠滿足于高強(qiáng)高性能混凝土骨料的要求，日后還需人們進(jìn)行更為細(xì)致的研究；

(3)浮石的密度較水泥漿體密度小，在拌和成型過程中極易發(fā)生浮石上浮的問題。浮石上浮比較容易影響浮石混凝土的泵送性和均勻性，如何有效抑制浮石上浮，避免浮石混凝土出現(xiàn)浮石骨料堆積產(chǎn)生薄弱層，這也是日后人們需要重視和加強(qiáng)方面。尤其是現(xiàn)階段國家大力發(fā)展建筑產(chǎn)業(yè)化，浮石混凝土結(jié)構(gòu)有著非常巨大的發(fā)展?jié)摿Γ绾螌?duì)一系列相關(guān)研究與技術(shù)進(jìn)行模數(shù)化、產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)，也是廣大建筑從業(yè)人員值得深思的問題。

[1]Grasser K,Minke G. Building with Pumice[M]. Eschborn: Deutsche Deutsche Gesellschaft für Technische Zusammenarbeit (GTZ) GmbH, 1990.

[2]錢壯志. 浮石及其開發(fā)利用研究進(jìn)展[J]. 礦物巖石,1998,13(02):111-115.

[3]楊新磊. 浮石及其混凝土的性能與應(yīng)用研究[D].天津：河北工業(yè)大學(xué)學(xué)位論文,2004.

[4]王蕭蕭，申向東.礦物摻量對(duì)輕骨料混凝土物理性能的影響研究[M].北京：中國水利水電出版社，2015.

[5]夫凡. 蛭石和浮石的性能與用途[J]. 建筑材料工業(yè),1959,11:39-38.

[6]呂興軍. 浮石混凝土技術(shù)試驗(yàn)研究[D].大連：大連理工大學(xué)學(xué)位論文,2013.

[7]宋西戰(zhàn),唐岱新,趙考重. 浮石混凝土空心砌塊墻體抗震性能的試驗(yàn)研究[J]. 哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào), 1991,24(01):37-43.

[8]周麗萍,申向東,李學(xué)斌,等. 天然浮石粉水泥土力學(xué)性質(zhì)的試驗(yàn)研究[J]. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)：地球科學(xué)版, 2009,03(03):492-497.

[9]劉學(xué)慧,董長山,劉利鋒. 利用浮石生產(chǎn)泡沫玻璃[J]. 保溫材料與節(jié)能技術(shù), 1996,02:13-18.

[10]傳秀云, Michio I. TiO2/浮石復(fù)合材料降解有機(jī)污染物亞甲基藍(lán)的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 礦物巖石地球化學(xué)通報(bào), 2005, 24(02):110-113.

[11]祝之友,周勝建. 海浮石基原與性效辨析[J]. 時(shí)珍國醫(yī)國藥, 2000,11(08):739-740.

[12]韓成浚. 浮石潔手劑[J]. 蘭州科技情報(bào),1994,03:25.

[13]Yasar E, Atis C D, Kilic A, et al. Strength properties of lightweight concrete made with basaltic pumice and fly ash[J].MaterialsLetters,2003, 57(15):2267-2270.

[14]Demirboga R, Gul R. Durability of mineral admixtured lightweight aggregate concrete[J].IndianJournalofEngineering&Materialsences,2004, 11(3):201-206.

[15]Beycioglu A, Basyigit C. Effect of mineral admixtures on properties of lightweight pumice concrete[J].InternationalJournalofPhysicalSciences, 2011, (7):1591-1603.

[16]Ramezanianpour A A. Hybrid fiber reinforced concrete containing pumice and metakaolin[J].CivilEngineeringInfrastructuresJournal, 2014,47(2):229-238.

[17]秦淑芳,申向東. 偏高嶺土對(duì)天然輕骨料混凝土力學(xué)性能影響的研究[J]. 硅酸鹽通報(bào),2013,32(06):1187-1190.

[18]高矗,申向東,王蕭蕭,等. 石灰石粉對(duì)浮石混凝土力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)的影響[J]. 硅酸鹽通報(bào),2014,33(07):1583-1588.

[19]王蕭蕭,申向東,王海龍,等. 石粉摻量對(duì)輕骨料混凝土性能的影響[J]. 建筑材料學(xué)報(bào), 2015,18(01):49-53.

[20]張通,申向東,王蕭蕭,等. 石灰石粉對(duì)輕骨料混凝土力學(xué)性能的影響[J]. 中國科技論文, 2015,10(01):51-54.

[21]Kaffetzakis M I,Papanicolaou C G. Fiber-Reinforced Pumice Aggregate Self-Compacting Concrete[C]. Concrete Engineering for Excellence and Efficiency, At Prague, Chech Republic,2011.

[22]Rashiddadash P, Ramezanianpour A A, Mahdikhani M. Experimental investigation on flexural toughness of hybrid fiber reinforced concrete (HFRC) containing metakaolin and pumice[J].Construction&BuildingMaterials, 2014, 51(1):313-320.

[23]Bahar D, Tahir G. The effect of high temperature on the porosity and compressive strength on the carbon fiber reinforced lightweight concrete[J].PamukkaleUniversityJournalofEngineeringSciences, 2008, 14(2):223-228.

[24]張愛軍. 鋼纖維輕骨料混凝土物理力學(xué)性能及韌性的試驗(yàn)研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)位論文,2008.

[25]孫婧,麻建鎖,蔡煥琴,等. 利用玉米秸稈制備浮石復(fù)合混凝土的試驗(yàn)研究[J]. 混凝土,2013,14(07):138-140,143.

[26]Sari D, Pasamehmetoglu A G. The effects of gradation and admixture on the pumice lightweight aggregate concrete[J].Cement&ConcreteResearch, 2005, 35(5):936-942.

[27]Sariisik A, Sariisik G. New production process for insulation blocks composed of EPS and lightweight concrete containing pumice aggregate[J].Materials&Structures, 2012,45(9):1345-1357.

[28]王海龍,申向東,王蕭蕭,等. 橡膠輕骨料混凝土的物理力學(xué)性能[J]. 硅酸鹽通報(bào), 2015, 34(08):2267-2273,2280.

[29]蔡煥琴,孫婧. 新型浮石復(fù)合混凝土的性能研究[J]. 河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2013,31(01):4-6,13.

[30]樊麗軍,鞏天真. 玻化微珠浮石混凝土試驗(yàn)研究[J]. 混凝土,2014,15(02):79-81.

[31]董偉,申向東,林艷杰,等. 風(fēng)積沙的摻入對(duì)浮石輕骨料混凝土性能的影響[J]. 硅酸鹽通報(bào), 2015,34(08):2089-2094,2106.

[32]Onoue K,Tamai H,Suseno H.Shock-absorbing capability of lightweight concrete utilizing volcanic pumice aggregate[J].Construction&BuildingMaterials, 2015, 83:261-274.

[33]Cavaleri L,Miraglia N,Papia M.Pumice concrete for structural wall panels[J].EngineeringStructures, 2003, 25(02):115-125.

[34]朱聘儒. 浮石混凝土受壓破壞過程及其應(yīng)力—應(yīng)變曲線[J].哈爾濱建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),1985,02:44-57.

[35]王冰,李學(xué)章,計(jì)學(xué)閏. 浮石混凝土與變形鋼筋粘結(jié)錨固性能的研究[J].哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào), 1998, 06(06):30-37.

[36]白潤山,麻建鎖,張煜,等. 硬殼浮石輕骨料混凝土的制備及其力學(xué)性能研究[J].河北建筑工程學(xué)院學(xué)報(bào),2007,25(01):3-4.

[37]Hossain K M A,Ahmed S, Lachemi M. Lightweight concrete incorporating pumice based blended cement and aggregate: Mechanical and durability characteristics[J].Construction&BuildingMaterials, 2011,25(03):1186-1195.

[38]Hossain K M A.Macro and microstructural investigations on strength and durability of pumice concrete at high temperature[J].JournalofMaterialsinCivilEngineering,2006,18(04):527-536.

[39]Wang X,Shen X,Wang H,et al.Nuclear magnetic resonance analysis of concrete-lined channel freeze-thaw damage[J].JournaloftheCeramicSocietyofJapan,2015,123:43-51.

[40]王蕭蕭,申向東,王海龍,等.鹽蝕-凍融循環(huán)作用下天然浮石混凝土的抗凍性[J].硅酸鹽學(xué)報(bào), 2014,42(11):1414-1421.

[41]霍俊芳,于乃領(lǐng),王婷. 浮石混合骨料混凝土凍融損傷模型及剩余壽命預(yù)測(cè)[J].硅酸鹽通報(bào),2014,33(01):11-14.

[42]高矗,申向東,王蕭蕭,等.應(yīng)力損傷輕骨料混凝土抗凍融性能[J].硅酸鹽學(xué)報(bào),2014,42(10):1247-1252.

[43]韓俊濤,申向東.浮石混凝土力學(xué)性能及抗硫酸鹽侵蝕試驗(yàn)研究[J].新型建筑材料, 2013, 40(09):15-18.

Research Progress of Pumice and Pumice Lightweight Aggregate Concrete Materials

XUEHui-jun,SHENXiang-dong,ZOUChun-xia,DONGWei

(College of Water Conservancy and Civil Engineering,Inner Mongolia Agricultural University,Hohhot 010018,China)

Pumice is a widely distributed natural non-metallic minerals, which has a highly developed pore structure characteristic, it could be mixed as a natural lightweight aggregate of pumice concrete with this characteristic. With the rapid development of engineering construction, the problems of ordinary concrete such as larger weight, poor thermal insulation restrict its development in some specific engineering. However compared with ordinary concrete, pumice concrete has the advantages of high specific strength, good thermal insulation, great seismic and durability. This paper summarized the formation process, characteristics and research status of pumice. It further classified the pumice concrete, generalized the characteristics and advantages of the various types of pumice concrete, and described the research situation of pumice concrete in physical mechanical properties and durability aspects. In the end, it prospects the research and application of pumice concrete in the future.

pumice;pumice concrete;lightweight aggregate concrete;physical mechanical property;durability

國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(51569021)；高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研項(xiàng)目基金(20121515110002)；教育部創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(IRT13069) ；內(nèi)蒙古自治區(qū)自然科學(xué)基金項(xiàng)目(2013MS0122)

薛慧君(1989-)，男，博士研究生.主要從事工程新材料與混凝土耐久性研究.

申向東，教授，博導(dǎo).

TU528

A

1001-1625(2016)05-1536-05