水灰比對無砂大孔陶粒混凝土抗壓強度影響的研究

吳浩浩

(合肥工業大學 土木與水利工程學院，安徽 合肥　 230009)

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水灰比對無砂大孔陶粒混凝土抗壓強度影響的研究

吳浩浩

(合肥工業大學 土木與水利工程學院，安徽 合肥 230009)

摘要：以水泥、陶粒和水為原材料，單一改變水的摻量進行試驗，研究水灰比對無砂大孔陶粒混凝土抗壓強度的影響。研究表明：隨著水灰比的提高，抗壓強度呈先增大后減小趨勢。水灰比為0.4時，28 d強度最大，達到1.65 MPa，干密度550 kg/m3。

關鍵詞：無砂大孔陶粒混凝土；水灰比；抗壓強度

0引言

無砂大孔陶粒混凝土是由陶粒、水泥和水拌制而成的一種多孔輕質混凝土。它不含細骨料，由粗骨料表面包裹一層水泥漿相互粘結而形成孔穴均勻分布的蜂窩狀結構。具有輕質、保溫、隔音、抗震性能好等優點。其可用于輕質墻板或其它建筑構件中，也可用于填充、現澆等施工作業。使用無砂大孔陶粒混凝土節約了很大部分水泥用量，降低了成本，減少對環境的污染，符合綠色、低碳的科學發展道路[1-2]。

無砂大孔陶粒混凝土的強度影響因素主要有陶粒本身強度、水泥用量和水灰比三個方面[3-4]。與水泥漿粘結陶粒的截面積、粘結點數量以及水泥漿強度有密切關系[5-6]。陶粒種類固定的話，水泥用量對強度影響最大，但膠凝材料大時，混凝土容重會明顯增大，為了配制出輕質、高強型大孔混凝土，需要在水灰比上做進一步的研究。本文主要通過試驗，研究水灰比對無砂大孔陶粒混凝土強度的影響規律，并得到合適的水灰比。

1試驗材料、設備及方案設計

1.1原材料

水泥：長豐海螺生產的P.O42.5級普通硅酸鹽水泥。

陶粒：淮南金瑞陶粒廠生產的粒徑為0.5～2 cm的輕質陶粒。

水：建材實驗室自來水。

設備：電液式壓力試驗機、小型砂漿攪拌機、電子秤和試件模具等。

1.2試驗方案

根據不同水灰比，進行混凝土攪拌試驗，配制成150 mm×150 mm×150 mm的立方體試件，每組均為3個，試件脫模后放入標準養護室養護28 d，用壓力試驗機測出立方體抗壓強度，取平均值。試驗具體材料配合比見表1所列。

表1　材料配合比

2試驗結果及分析

2.1試驗結果

試驗結果見表2所列。

表2　試驗結果

2.2結果分析

(1) 由圖1知，隨著水灰比的增大，混凝土抗壓強度呈先增大后減小的趨勢。當水灰比由0.25增加到0.4時，強度由0.6 MPa增加到1.65 MPa，提高了175%；當水灰比由0.4增加到0.55時，強度由1.65 MPa下降到1.19 MPa，降低了27.9%。由試驗得知水灰比0.4較為合適，強度最高，混合料攪拌均勻，且無漿體下淌，表面有金屬光澤。

圖1　水灰比對抗壓強度的影響

(2) 水灰比小時，大孔陶粒混凝土抗壓強度較低。主要原因有兩個方面：① 水灰比低，水泥漿體和易性差，不僅和陶粒混合攪拌不均勻，而且骨料之間粘結性差，從而導致強度降低[7]。② 雖然水灰比低，水泥石強度提高，但其強度的大小對混凝土整體強度的影響并不大，這是因為輕質陶粒本身的強度很低，在大孔陶粒混凝土被壓破壞時一般均為陶粒先被壓碎而破壞。陶粒本身的強度對陶粒混凝土強度起的作用近似定值[8]。但這個定值往往決定了混凝土整體的強度。由試驗得知，水灰比為0.3及以下時，混合料干稠，難以攪拌均勻，成型困難。

(3) 水灰比較大時，大孔陶粒混凝土抗壓強度降低。主要原因是一方面水灰比大，水泥石強度降低；另一方面由于水泥漿體流動性大大增加，漿體下淌現象嚴重，骨料之間粘結性變差，影響強度。由圖1可以看出，水灰比大時，強度下降的幅度明顯減小，這主要是由于水泥漿下淌沉積在底部形成了強度大的水泥石，在壓力試驗機上測試抗壓強度時，這部分水泥石會“提高”混凝土整體的強度。由試驗得知，水灰比大于0.45后，水泥漿體下淌嚴重，養護成型后試件底部有較厚的水泥石。

3結束語

由試驗得知：無砂大孔陶粒混凝土水灰比0.4比較合適，混合料攪拌均勻，整體性好，抗壓強度最高，達到1.65 MPa，水灰比過小或過大，會導致混合料不均勻，骨料之間粘結性差，降低混凝土的強度。此外，水泥石的強度對大孔陶粒混凝土整體的強度影響不大。無砂大孔陶粒混凝土具有良好的物理力學性能，其容重輕、導熱系數小，保溫隔熱效果好，廣泛應用于復合夾心墻板及砌塊中[8-9]，可現場澆注，也可在工廠預制。由于不需要細骨料，并且節約了大量水泥，其成本遠低于普通建筑材料。隨著我國建筑節能和墻體改革工作的逐步發展，無砂大孔陶粒混凝土必然在更多的領域得到應用。

〔參考文獻〕

[1]王瑞．無砂大孔混凝土墻體保溫性能的試驗研究[J]．新型建筑材料，2008(1)：50-51.

[2]曾培玲．無砂大孔生態混凝土試驗研究[J]．混凝土，2012(10)：103-105.

[3]范本善．粉煤灰陶粒無砂混凝土及其墻板的試驗研究[J]．混凝土及建筑構件，1980(2)：35-38.

[4]趙傳文，趙杰，房秀文，等．無砂頁巖陶粒混凝土砌塊的研究[J]．哈爾濱建筑工程學院學報，1988(S1)：120-129.

[5]劉佑廳．無砂大孔陶粒混凝土及其在外墻板中的應用[J]．混凝土及建筑構件，1981(6)：21-25，52.

[6]董金道，胡文毅．大孔陶粒混凝土若干性能及影響因素的分析[J]．混凝土，1992(6)：36-40.

[7]陶新明．無砂大孔混凝土配合比設計、成型及養護[J]．混凝土，2010(10)：136-138，141.

[8]劉佑聽，孔祥溶．無砂大孔陶粒混凝土夾層復合板的應用[J]．硅酸鹽建筑制品，1984(1):7-9.

[9]沈朝福．陶粒無砂大孔混凝土空心小砌塊[J]．建筑知識，1989(2)：9.

收稿日期：2016-03-15；修改日期：2016-03-18

作者簡介：吳浩浩(1989-)，男，安徽淮南人，合肥工業大學碩士生．

中圖分類號：TU528.2

文獻標識碼：A

文章編號：1673-5781(2016)02-0225-02