人造輕集料混凝土試驗(yàn)研究

李宏興 甘 偉

（1 廣州立墻墻體材料有限公司；2 廣州大學(xué)）

0 前言

當(dāng)今，我國(guó)已進(jìn)入建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，綠色建筑，裝配式建筑，固廢資源化的新時(shí)期，對(duì)建筑的主體材料—混凝土提出了更高要求，既要有高的物理力學(xué)性能，輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能，又要節(jié)約天然資源，充分利用固廢材料。目前，我國(guó)建設(shè)用砂、石集料自然資源緊張，裝配式建筑市場(chǎng)需要大量的質(zhì)輕、高強(qiáng)、節(jié)能的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)部品。顯然，迫切需要解決的關(guān)鍵技術(shù)是，人造固廢資源化的輕集料混凝土的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和利用技術(shù)。隨著形勢(shì)的發(fā)展，我國(guó)高性能結(jié)構(gòu)用輕集料混凝土將進(jìn)入發(fā)展新軌道。

本文對(duì)以固廢人造輕集料——瓷渣球形陶粒為粗集料，配制出強(qiáng)度等級(jí)LC30～LC60，密度1600～1900kg/m3的結(jié)構(gòu)用輕集料混凝土，進(jìn)行不同配合比的強(qiáng)度、密度、坍落度試驗(yàn)，并與普通碎石混凝土進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)研究。

1 原材料及試驗(yàn)條件

⑴原材料：本試驗(yàn)采用原料，水泥：PO 42.5 硅酸鹽水泥；減水劑：高效減水劑FDN-2；粉煤灰：2 級(jí)；砂：中砂；陶粒：由廣州大學(xué)提供，球形瓷渣陶粒，粒徑5mm～15mm，筒壓強(qiáng)度9.6MPa，堆積密度800kg/m3，顆粒密度12.8kg/m3，空隙率38%，不同時(shí)間吸水率如表1。

⑵試驗(yàn)條件。

試件100mm 立方體試件。

試驗(yàn)儀器和方法：混凝土拌和物和硬化后混凝土的試驗(yàn)，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)；《普通混凝土拌合物性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50080、《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50081 進(jìn)行。

表1

輕集料處理：陶粒未進(jìn)行預(yù)濕處理（考慮陶粒24h吸水率較小）。

2 混凝土材料配比及試驗(yàn)結(jié)果

⑴試件第1、2、3、4 組，LC30～LC50 陶粒混凝土材料配比及相應(yīng)濕密度、初始坍落度、1.5 小時(shí)坍落度及7天、28 天抗壓強(qiáng)度，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2、表3。

⑵試件第5 組，LC 60 陶粒混凝土材料配比及相應(yīng)濕密度、初始坍落度、1.5h 坍落度及7 天、28 天抗壓強(qiáng)度，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4、表5。

⑶輕質(zhì)陶粒混凝土與普通碎石混凝土對(duì)比試驗(yàn)。

試件第6、7 組，陶粒混凝土與普通碎石混凝土配合比及相應(yīng)濕密度、初始和1h 的坍落度、擴(kuò)展度及3 天、7天、14 天、28 天抗壓強(qiáng)度，對(duì)比試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6、表7。

3 試驗(yàn)結(jié)果分析

⑴從表2～表7的數(shù)據(jù)可看出，采用工業(yè)化生產(chǎn)的人造輕集料--陶瓷廢渣球形陶粒具有較好的勻質(zhì)性、顆粒形狀，有較小的吸水性，配制的混凝土拌和物質(zhì)量穩(wěn)定、和易性較好，試驗(yàn)結(jié)果規(guī)律性較好。

表2 混凝土材料配合比

表3 混凝土性能測(cè)定結(jié)果

表4 混凝土材料配合比

表5 混凝土性能試驗(yàn)結(jié)果

表6 陶粒混凝土與普通碎石混凝土配合比

表7 陶粒混凝土與普通碎石混凝土性能試驗(yàn)結(jié)果

⑵從表2、表3 可以看出，相同密度等級(jí)時(shí)，陶粒混凝土抗壓強(qiáng)度，隨水泥的含量、減水劑的用量增加而增加。

⑶從表6、表7 可看出,與普通碎石混凝土進(jìn)行了對(duì)比，在相應(yīng)配比條件下，陶粒混凝土密度降低約25%。強(qiáng)度降低約20%。

⑷從表7 可看出,圓球形砂輕陶粒混凝土比普通混凝土，流動(dòng)性好，坍落度大，從而可減少水膠比（大約0.1 左右）。但在1h、1.5h 坍落度損失要大，因此掌控坍落度隨時(shí)間損失的規(guī)律很重要。當(dāng)陶粒吸水率大于7%，可考慮做預(yù)濕處理。

⑸瓷渣球型陶粒及混凝土斷面見(jiàn)圖1～圖6。

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

圖6

4 結(jié)論

通過(guò)本試驗(yàn)研究探明了，采用一種固廢人造輕集料——陶瓷廢渣球形陶粒為粗集料，能配制出強(qiáng)度等級(jí)LC30～LC60，干密度1600～1900kg/m3的結(jié)構(gòu)用輕集料混凝土。其坍落度、密度、強(qiáng)度性能可滿足裝配式建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)部品的要求。