轻型骨料混凝土

轻型骨料混凝土（精选4篇）

轻型骨料混凝土 篇1

摘要：混凝土结构具有很多的优点, 应用广泛, 但是其本身密度大, 重量大, 这是限制混凝土使用的一个致命缺点。发展轻骨料混凝土, 减轻混凝土结构的自重, 这是混凝土结构能在高层建筑和大跨度结构等工程中得到更广泛的应用的必然的发展趋势。

关键词：轻骨料混凝土,定义,特点,工程,问题

一、轻骨料混凝土的定义

轻骨料混凝土就是用轻粗骨料、轻细骨料、水泥和水配制而成的密度不大于1950kg/m3的混凝土。轻骨料混凝土有很多种分类方式。轻骨料混凝土按细骨料品种分为全轻混凝土和砂轻混凝土两类;全部粗细骨料均采用轻骨料着称为全轻混凝土;粗骨料为轻骨料, 而细骨料部分或者全部采用普通砂为砂轻混凝土。轻骨料混凝土按用途分为保温轻骨料混凝土、结构保温轻骨料混凝土和结构轻骨料混凝土三类。轻骨料混凝土还可以用轻骨料的种类命名。

轻骨料混凝土的轻骨料分轻粗骨料和轻细骨料。

二、轻骨料混凝土的主要特点

1.表观密度小。一般普通混凝土的容重为2400kg/m3, 而轻骨料混凝土容重一般为1600-1950kg/m3, 轻混凝土与普通混凝土相比, 其表观密度一般可减小1/4~3/4, 使上部结构的自重明显减轻, 从而显著地减少地基处理费用, 并且可减小柱子的截面尺寸。又由于构件自重产生的恒载减小, 因此可减少梁板的钢筋用量。此外, 还可降低材料运输费用, 加快施工进度。

2.保温性能良好。一般普通混凝土在干燥情况下的导热系数为1.22—1.45w/ (m·k) , 而在潮湿情况下可达1.62-1.74W/ (m·L) , 轻骨料混凝土的导热系数一般比苦通混凝土要低1/3-1/2, 因此轻混凝土通常具有良好的保温性能, 降低建筑物使用能耗。

3.耐火性能良好。轻混凝土具有保温性能好、热膨胀系数小等特点, 遇火强度损失小, 故特别适用于耐火等级要求高的高层建筑和工业建筑。

4.力学性能良好。轻混凝土的弹性模量较小、受力变形较大, 抗裂性较好, 能有效吸收地震能, 提高建筑物的抗震能力, 故适用于有抗震要求的建筑。

5.易于加工。轻混凝土中, 尤其是多孔混凝土, 易于打入钉子和进行锯切加工。这对于施工中固定门窗框、安装管道和电线等带来很大方便。

6.隔音性能好。这主要是由于轻骨料混凝土孔隙率较大, 所以其隔音效果优于普通混凝土。

三、工程应用主要问题

国外轻骨料混凝土在建筑工程上的应用, 尤其是在桥梁方面的应用已经有了很成熟的经验。而在我国作为一种新型建筑材料研究相对较少, 不管从应用研究水平还是生产规模, 与发达国家相比都有较大差距。目前, 在工程应用中还存在着以下几个主要的问题。

(一) 强度问题

轻骨料混凝土达到一定强度后, 当继续增加水泥用量时, 轻骨料混凝土的强度增加并不明显。同时, 与轻骨料混凝土中水泥石的强度相比, 轻骨料的强度偏低, 这也限制了轻骨料混凝土强度的提高。总之, 不可能与同类正常混凝土相比。

(二) 收缩和徐变

轻骨料的含水率直接影响轻骨料混凝土收缩的发展速度, 对徐变影响则较小。高含水率的轻骨料混凝土早期收缩小于相同强度的普通混凝土, 但最终收缩大于普通混凝土;低含水率的轻骨料混凝土收缩始终大于普通混凝土。轻骨料混凝土的徐变随混凝土强度增加而降低, 徐变系数小于普通混凝土, 但由于轻骨料混凝土的弹性模量低于普通混凝土, 徐变应力仍可能大于普通混凝土。

(三) 吸水问题

在当前人造轻骨料的生产工艺条件下制造出来的陶粒 (含高强陶粒) , 其孔隙结构较差, 不仅球状孔直径大, 且开孔率高, 分布不均匀, 裂缝缺陷也较多, 因而吸水率较大。这种吸水率高的陶粒, 既不能适应现代泵送混凝土施工的要求;也因为施工前须泡水饱和预湿, 给施工带来很大麻烦。因此, 我们现在急需生产出一种具有更低吸水率, 施工时不需预湿的人造轻骨料, 即高强、低吸水率的轻骨料。

(四) 泵送施工

目前, 高强轻骨料混凝土已开始在工程上应用, 但对轻骨料混凝土中骨料与胶凝材料易离析而影响泵送施工的问题并没有根本解决。泵送施工时, 部分水泥浆中的水在压力作用下渗入轻骨料中, 降低了混凝土的工作性能。当水分由水泥浆渗入轻骨料中, 混凝土的体积将轻微降低。因此, 泵送轻骨料混凝土具有可压缩性, 在泵压下表现为塑性。当增加泵压时, 混凝土中的空气被压缩到轻骨料中, 这也是泵送轻骨料混凝土具有可压缩性的原因。然而, 当泵压降低和消失后, 存在于轻骨料孔中的被压缩空气又会将轻骨料孔中的水分挤出。如果这种情况发生在泵管中, 会导致混凝土拌和物泌水并会堵塞泵。

参考文献

[1]新型轻骨料混凝土忻鸣和砖瓦世界1988年

[2]轻骨料混凝土应用及效益分析苑金生河北省保定市建材局1996年

[3]土木工程材料周士琼谢友均中南大学2004年

[4]轻骨料混凝土的研究现状与发展霍俊芳内蒙古工业大学2009年

再生骨料混凝土实验研究 篇2

随着人口的快速增长和城市化的高速发展, 建筑业在快速发展。每天都有大量的建筑物被拆除, 这些拆除的建筑废弃物要么被抛弃产生环境污染, 要么简单地用于一些道路或基础的填充。如此同时, 在很多地方生产制备混凝土时缺乏足够的质量好的骨料, 不得不从较远的地方运送过来, 这样极大地提高了工程造价成本。因此, 无论是从环境、经济和能源角度考虑, 将废弃混凝土作为骨料进行再生利用具有十分重要的意义。

再生混凝土骨料通过破碎和碾磨可以分别生产出用于制备混凝土的粗骨料和细骨料。最早将废弃混凝土破碎后用于混凝土骨料的应用可以追溯到二战结束时的欧洲, 到今天已经有很长一段历史了。然而, 再生骨料的利用大多限于一些低级的应用, 如道路基础或者填充料, 仅有6%可用于一些较高等级的工程, 如新建的混凝土结构, 但依然限于一些低强度混凝土配制。将再生混凝土用于制备一些高强度混凝土具有广阔的空间, 尤其是那些由于地震或者某些特殊改造工程产生的高质量的混凝土大量出现。

利用再生骨料制备混凝土已有大量的实验研究和生产实践, 其研究内容涉及到再生骨料物理特性、再生骨料混凝土的新拌性能、硬化后的力学性能、耐久性以及配比设计方法和影响因素等。可以看出, 利用再生骨料可以制备出性能较好的混凝土。然而, 用于生产再生骨料的混凝土通常由于其来源比较复杂, 混凝土本身强度等级差异较大以及还含有大量的一些其它杂质, 如石灰浆、瓦砾等。此外, 再生骨料表面通常还附着一些灰浆, 使得所制备的混凝土性能出现劣化。因此, 利用再生骨料制备混凝土还存在许多尚未解决的技术问题, 这些也制约了再生骨料混凝土大范围的工程应用。如再生骨料混凝土的低强度、质量波动较大、高干缩率、徐变较大以及弹性模量较低等不足。在以前的研究文献中[1,2,3,4,5], 再生骨料混凝土的获得大都是通过实验室专门制备的试块破碎, 其性能是有保障的。然而, 这很难反应那些直接从施工现场获取的再生骨料混凝土特性。此外, 以往的研究中大都是利用再生骨料部分取代进行试验的, 这也限制了再生骨料最大限度的应用。

本文通过试验重点讨论了利用施工现场的再生骨料完全取代粗骨料制备高强混凝土的可行性。在试验的基础上研究了再生骨料混凝土新拌性能和硬化后的力学性能及干缩特性, 讨论了再生骨料混凝土性能影响因素的机理, 提出了可以通过掺加微细硅粉和高效减水剂制备高强再生骨料混凝土。

1试验

1.1 试验原材料与配比

(1) 骨料。

本文采用的废弃混凝土块为上海某一被拆除的建筑物, 通过对拆除的建筑物混凝土块进行钻心取样, 测得其强度为40～60 MPa。为获得较高强度的再生骨料, 我们对破碎的混凝土再生骨料进行了机械方式的活化处理, 并进行了筛分, 获得粒径为5～16.5 mm的连续级配粗集料和0.08～5 mm的细集料。作为对比, 另选取5～16.5 mm的天然破碎石英石和细度模数为2.6的河砂。

(2) 水泥。

上海海螺水泥有限公司生产的海螺牌42.5级普通硅酸盐, 其28 d抗压强度为53.5 MPa, 矿物组成见表1。

(3) 微硅灰。

Elken公司提供, 颗粒粒径约0.01～0.1μm, 矿物组成见表1。

(4) 高效减水剂。

Mighty-150。

(5) 拌和水。

市政自来水。

本研究主要探讨利用再生骨料制备高强度混凝土。因此, 作为对比研究, 本文共设计了六组试验, 其详细配比见表2。

1.2 试件制作

采用30l的搅拌机进行拌和, 对于掺有再生骨料的拌和物, 首先将再生骨料与30%的拌和水进行预湿搅拌1 min, 随后依次加入微硅粉、水泥、砂并搅拌1 min, 最后将剩余的水和减水剂加入并进行搅拌, 直到搅拌均匀, 将均匀的再生骨料混凝土装入试模并进行振动成型。

1.3 试件养护与测试

选用不同标准尺寸的试件测试不同的性能参数, 抗压强度测试选用150×150×150 (mm) 立方体试模, 劈裂抗拉强度选用100×100×100 (mm) 立方体试模, 干缩试验选用100×100×515 (mm) 棱柱体试模, 分别测试了3 d、7 d、14 d、28 d和56 d的强度和干缩变形, 以上每组3组试件进行测试, 取平均值。

试件成型24 h后脱模, 然后将试件置于标准养护室养护至规定龄期。抗压强度测试在2 000 kN的压力试验机上进行, 加荷速度为03～0.5 MPa/s, 劈裂抗拉强度测试以0.04～0.06 MPa/s速度进行加荷, 测试方法分别依据JGJ 55-1981和GBJ 82-1985。

2试验结果

2.1 工作性

图1给出了再生骨料所制备的混凝土拌合物的坍落度, 从图中可见, 再生骨料对混凝土拌合物坍落度有较大影响。与天然骨料相比, 尽管添加了较多的减水剂, 但其坍落度依然较小。如第三组拌合物 (同时采用再生粗骨料与细骨料) 的坍落度较第一组 (掺加天然骨料) 和第二组 (掺加再生粗骨料和天然细骨料) 要小。同时我们发现, 掺加了微硅粉也大幅度降低了拌合物的坍落度。一般来说, 再生骨料周围都附有一定量的水泥灰浆, 最高达到40%, 这大幅度提高了其需水量, 因此出现坍落度的降低[6]。这一现象与其他研究者相同[7,8,9,10]。

2.2 抗压强度

图2给出了天然骨料与再生骨料混凝土在不同养护龄期时的抗压强度变化规律。从图中可以看出:对于所有拌合物, 抗压强度均随龄期增长而增大。在没有掺加微细硅粉与高效减水剂时, 部分使用再生骨料取代天然骨料, 其早期抗压强度 (即28 d之前) 与基准混凝土相比, 基本无明显差异, 而后期 (即28天之后) 抗压强度均有部分提高, 而全部使用再生骨料混凝土, 其抗压强度较天然骨料混凝土有较大幅度下降, 达8%左右。当同时掺加微硅粉与高效减水剂时, 其抗压强度均有较大幅度的提高。与天然骨料混凝土相比, 尽管再生骨料混凝土抗压强度低, 但仍能配制出C70～80左右的高强混凝土, 尤其是在再生粗骨料与天然河砂搭配情况下, 能显著改善再生骨料混凝土后期抗压强度性能。可见, 利用优质的再生骨料能配制出工程结构中所需要的高强混凝土。

2.3 劈裂抗拉强度

图3给出了不同养护龄期再生骨料和天然骨料的劈裂抗拉强度。从图中可看出:与抗压强度相同, 对于所有拌合物, 其劈裂抗拉强度随龄期的增长而提高。同时发现:掺加微硅粉和高效减水剂能显著提高其劈裂抗拉强度, 尤其在龄期为28 d之后的劈裂抗拉强度。对于再生骨料混凝土, 这种微硅粉与高效减水剂的改性作用表现得愈加明显, 与未掺微硅粉和高效减水剂的天然骨料混凝土相比, 其劈裂抗拉强度提高了24.0%左右。同样也发现, 再生粗骨料与天然河砂共同使用, 其配制的再生骨料混凝土劈裂抗拉强度较高。

2.4 收缩性能

图4给出了天然骨料与再生骨料混凝土在不同龄期下测试的收缩性能。从图中可看出:再生骨料对其收缩性能影响较为显著。与同配比的天然骨料混凝土相比, 其56 d收缩值增大了10%左右。这主要由于再生骨料本身固有的一些缺陷而致, 而掺加了微硅粉有效地改善了这方面的性能。

3讨论

以上测试结果显示, 与天然骨料拌合物 (第一组拌合物) 相比, 掺加再生粗骨料与天然细骨料复合的拌合物 (第二组拌合物) , 其早期强度无明显变化而后期强度却有少量提高。此外, 掺加再生粗骨料与天然细骨料复合的拌合物 (第五组拌合物) 甚至可以制备出28 d抗压强度达到80 MPa的高强混凝土。在本研究中, 能取得如此效果的主要原因包括:①再生粗骨料本身的性能;②制备方法的改善;③微硅粉的掺加。

混凝土是一种三相复合材料, 由粗骨料、水泥砂浆以及粗骨料与水泥砂浆组成的界面过渡区组成。粗骨料对混凝土的强度贡献主要依赖于粗骨料本身的性能以及它与水泥浆体界面的性能, 相比于普通混凝土, 骨料本身性能特点对于高强混凝土的强度贡献影响要更大。然而, 对于再生骨料, 由于现场混凝土的性能差异很大, 其品质很难得以保证, 因此, 再生骨料对于界面过渡区性能的影响非常大。一般而言, 界面过渡区是混凝土中性能最为薄弱的环节。与普通混凝土相比, 再生骨料混凝土界面过渡区并不是单纯的粗骨料与水泥砂浆之间界面过渡区而是一个较为复杂的多层结构:其一是再生骨料与新拌的水泥砂浆之间产生的界面;其二是再生骨料原有存在的骨料与浆体之间的界面。以前有研究通过干拌的方法部分消除再生骨料表面粘附的水泥灰浆。 然而, 我们认为原来粘附在再生骨料表面的灰浆可以作为新拌混凝土界面过渡区层中的一个新相, 可以发挥提高强度的作用。此外, 再生骨料由于粘附一些水泥灰浆具有更大的比表面积, 也利用提高其与新的水泥砂浆之间的界面粘结。另外, 拆除的这些混凝土构件, 其中还有一些未水化的水泥, 在拌合水作用下, 重新水化以提高混凝土后期的强度。

本研究中, 我们采用了二次拌合方法, 即裹砂工艺。通过降低粗骨料与水泥砂浆界面过渡区的水灰比, 一方面减少了其可能出现的泌水, 更重要的是由于水灰比的降低而提高界面过渡区水泥浆体的强度。这方面的作用效果也已在其他研究中得到了验证[11,12,13]。

采用矿物添加剂微硅粉来增强混凝土强度已有很多的研究, 且技术相当成熟。这些研究结果表明, 微硅粉的掺入能大幅度提高界面强度, 其界面能可以提高100%。微硅粉由于其超细的颗粒和较高的活性, 其能有效消除粗骨料表面吸附的一层水膜, 从而使得混凝土结构更加密实, 其界面过渡区强度更高。本文的测试结果, 如抗压强度、劈裂抗拉强度和干缩率随微硅粉掺量的变化 (如第五和第六组) 规律也证明了这一点。

4结论

本文通过试验研究, 探讨了利用再生骨料完全取代天然粗骨料制备高强混凝土, 得到了以下主要研究结论:

(1) 再生骨料对于混凝土拌合物工作性产生较大影响, 其大幅度地降低了混凝土拌合物的坍落度。

(2) 同时掺加再生粗骨料和细骨料, 严重影响降低了混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度。

(3) 与采用普通骨料配制混凝土相比, 在不掺加微硅粉条件下, 采用再生粗骨料与河沙混杂配制混凝土, 其抗压强度性能相差不大, 但劈裂抗拉强度较低。

(4) 同时采用再生粗骨料和细骨料配制混凝土, 大幅度加大了其干缩变形。

(5) 采用二次搅拌工艺和微硅粉进行改性, 利用再生粗骨料完全取代粗骨料和河沙混杂配制混凝土, 可以制备出28d抗压强度达到80MPa的高强混凝土。

摘要：随着市政建设的进展, 大量的建筑物被拆迁而产生的建筑垃圾对城市的环境造成严重的污染。这些废弃的混凝土作为混凝土的骨料得以重新利用, 然而目前大都受限于其强度。本文探讨了用废弃混凝土块再生骨料完全代替天然骨料配制高强再生混凝土技术, 并研究了掺合料对其新拌物理性能及力学性能的影响, 研究表明通过制备方法的改进和掺加微硅粉可以利用废弃混凝土制备出28d抗压强度达到80MPa的高强混凝土。本研究提出的用再生骨料配制高强混凝土的技术途径对于推动废弃混凝土再生利用具有积极的意义。

再生混凝土骨料强化方法探究 篇3

在建筑业中, 混凝土是世界上用量最大的材料, 随着近年来建筑业的高速发展, 混凝土用量增加迅速, 作为混凝土骨料的沙石被大量开采, 造成资源枯竭;同时, 每年拆除的废旧混凝土的数量惊人, 对环境造成了巨大的负面影响。将废旧混凝土回收加工后获得再生骨料, 用于生产再生混凝土, 一方面解决资源枯竭的问题, 另一方面解决了建筑垃圾的问题;因此, 对再生混凝土的研究具有十分重要的意义。

1 再生骨料的性质

再生混凝土骨料是指废旧混凝土经破碎加工后所得粒径在40 mm以下的骨料。由于再生混凝土骨料是由废旧混凝土破碎加工所得, 相对于天然骨料, 再生混凝土表面通常附有砂浆, 也就是说, 是由天然骨料和附着砂浆组成, 这就导致再生骨料与天然骨料存在一定差异。

近年来, 国内外关于再生骨料基本性能做了一些研究, 普遍认为, 相对于天然骨料, 再生骨料粒形较差, 带有较多棱角, 同时密度低, 吸水率高, 空隙率高, 压碎指标高, 实验室测得数据见表1。

这些缺陷导致用再生骨料配制的再生混凝土性能有大程度的降低, 使得再生混凝土大范围推广使用受到限制, 必须寻找措施修复再生骨料缺陷, 强化再生骨料, 从而提高再生混凝土的性能。

注:RA为再生骨料;NA为天然骨料。

2 再生混凝土骨料强化

由于再生骨料存在诸多缺陷, 限制了再生混凝土的大范围使用, 采取措施强化再生混凝土骨料尤为必要。国内外许多专家学者在关于再生骨料强化做了大量研究, 取得了许多成绩, 但仍然没有一种成熟的方法强化再生骨料。目前采取的方法主要分为物理方法和化学方法。

2.1 化学方法

化学强化方法就是使用化学浆液对再生骨料进行浸渍、淋洗、干燥等处理, 或直接填充再生骨料的空隙;或与再生骨料中某些成分反应, 生成物能够填充再生骨料的空隙;或浆液能将再生骨料本身的微细裂纹粘合等, 从而提高再生骨料的密度、降低吸水率和空隙率, 达到强化再生骨料的目的。

2.2 物理方法

物理强化方法的实质是减少再生骨料表面附着砂浆含量, 从而达到强化再生骨料的目的。目前, 物理强化方法有立式偏心装置研磨法、卧式回转研磨法、球式研磨法、棒磨研磨法、加热研磨法等。物理强化方法耗能较多, 工艺复杂, 很难推广使用。在此基础上, 李秋义等提出颗粒整形法对再生骨料进行强化, 其实质就是将经过颚式破碎机破碎后的骨料再次冲击, 高速运动的颗粒相互撞击, 从而减少再生骨料附着砂浆的含量以达到再生骨料强化的目的。

经过物理强化后的再生骨料颗粒棱角减少, 表面附着砂浆含量降低, 密度有所提高, 吸水率、孔隙率、压碎指标都有所降低。但是物理强化方法耗能较多, 并且可能会使骨料本身产生微裂缝, 所以其适应性有待于进一步研究。

3 再生骨料改性试验

3.1 试验概况

本试验分为4组, 每组处理方法见表2。

具体操作如下。

MAR-1:取适量盐酸, 将浓度稀释至3%, 再把再生骨料倒入稀释后的盐酸溶液中, 浸泡1 h后, 捞出晾干。

MAR-2:将1%的PVA溶液稀释约3倍, 搅拌均匀, 然后把再生骨料倒入其中浸泡48 h, 捞出晾干。

MAR-3:按照水∶水泥∶粉煤灰=1∶0.7∶0.3配制溶液, 搅拌均匀, 然后把再生骨料倒入其中浸泡48 h, 捞出晾干。

MAR-4: (1) 取适量再生骨料放入水中至吸水饱和; (2) 擦干后放于微波炉中微波加热5 min; (3) 将骨料取出倒入冷水中冷却; (4) 重复步骤 (2) 和 (3) 20次; (5) 将处理后的再生骨料晾干。

3.2 实验结果及分析

3.2.1 试验结果

按照JCJ 53-92《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》测量上述再生骨料的各项基本性能, 结果见表3。

3.2.2 结果分析

从表3可以看出, 经过化学强化或微波加热处理, 再生骨料的基本性能都比未经过强化的有明显改善。对于化学强化, 其中表观密度指标, PVA改性后提高了5.4%, 最为明显;孔隙率指标, PVA溶液改性后下降了12.5%, 效果最好;吸水率指标, PVA改性后下降了56.8%, 水泥浆外掺粉煤灰处理后反而上升了20.7%, 这是由于水泥浆处理后增加了再生骨料附着砂浆的含量;压碎指标, 盐酸改性效果最好, 下降了19.8%;微波加热循环20次改性再生骨料后效果比上述化学强化方法偏好, 这是由于影响再生骨料基本性能的最主要因素是再生骨料表面的附着砂浆, 石子和表面的附着砂浆有着不同的衰减系数, 当对再生骨料微波加热时, 衰减系数大的附着砂浆吸收的热量比石子高得多, 两者之间形成很高的温度应力, 降低了两者之间的界面强度, 从而导致表面附着砂浆脱落, 微波加热循环20次可有效去除再生骨料表面的附着砂浆50%左右。具体改性效果见表4。

%

注:+表示提高, -表示下降。

4 结论

1) 再生混凝土骨料的表观密度和堆积密度都比天然骨料低, 孔隙率、吸水率、含水率、压碎指标都比天然骨料高。一方面, 再生骨料是由石子与其表面附着砂浆构成, 而附着砂浆相对于石子而言, 结构松散, 抗压强度低;另一方面, 破碎而得的再生骨料, 其内部存在大量的微裂缝。

2) 经化学物理强化后, 再生骨料的基本物理性能都有所改善, 但仍劣于天然骨料, 有效措施需进一步研究。

3) 将废旧混凝土加工成再生骨料, 并经过强化用作生产再生混凝土, 不但解决资源枯竭的问题, 而且解决了建筑垃圾的问题, 对节能环保具有十分重要的意义。

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参考文献

[1]杜婷, 李惠强, 吴贤国.混凝土再生骨料强化技术研究[J].新型建筑材料, 2000, 27 (3) :6-8.

[2]肖建庄.再生混凝土[M].北京:中国建筑工业出版社, 2008.

[3]李清嗨, 姚燕, 孙蓓, 等.高温对水泥砂浆强度的影响及机理分析[J].建筑材料学报, 2008, 11 (6) :73-77.

[4]肖建庄, 吴磊, 范玉辉.微波加热再生骨料改性实验[J.]混凝土, 2012, 34 (7) :55-57.

[5]陈德玉, 袁伟, 刘欢.再生骨料改性的试验研究[J].新型建筑材料, 2009, 36 (2) :20-23.

硼泥陶粒轻骨料混凝土 篇4

轻骨料混凝土具有自重轻、强度高、保温、隔热、耐火性和抗震性能好等优点, 用于建造业与民用建筑和其他构筑物, 可大大减轻结构自重, 减少地基荷载, 节约材料和运输量。同普通混凝土相比, 它具有良好的技术经济指标。利用硼泥作为主要原料, 研制开发了一种新型人造轻骨料———硼泥陶粒[1], “硼泥陶粒及异块的制法及用途”于2000年获国家专利。2001年“人造轻骨料———硼泥陶粒开发应用”被批准为建设部立项, 于2004年结题, 并获得辽宁省科技进步三等奖, 本论文是其子课题硼泥陶粒轻骨料混凝土中的一些内容。利用普通硅酸盐水泥, 掺入自加工的植物纤维, 加入工业废渣 (粉煤灰、硅渣、锰渣) 、硼泥陶粒等为主要原料, 经过称量、配比、混合, 加水机械搅拌均匀后, 施工现场支模, 浇注混凝土, 其利用工业废渣占60%以上。

2 原材料

2.1 普通硅酸盐水泥

采用辽阳市小屯水泥厂生产的42.5级普通硅酸盐水泥。水泥的检验按照国家标准《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》 (GBl75-1999) 和GBl767l-1999《水泥胶砂强度检验方法 (ISO法) 》的相关规定执行。

2.2 粉煤灰

硼泥陶粒混凝土研究时所用粉煤灰选自辽阳市第二热电厂, 为Ⅱ级粉煤灰, 其化学成分见表1。试验测得粉煤灰的表观密度为2.2×103kg/m3。

2.3 硼泥陶粒

我们研制的硼泥陶粒由灯塔市昌明墙体材料厂生产, 普通型, 粒径10～16mm。根据国家标准《轻集料及其实验方法》 (GB/T17421.1-2) 和《轻骨料混凝土技术规程》 (JGJ 51-2002) 的要求进行检验。

2.4 普通砂

砂为太子河河砂, 中砂, 级配良好, 按照《建筑用砂》GB/T14688-2001检验。砂的技术指标如表2所示。

2.5 硅锰渣

采用辽阳市铁合金厂生产硅锰钢的废渣———硅锰渣作为细轻骨料掺和料。硅锰渣的化学成分如表3所示。

2.6 UNF-5萘系高效减水剂

采用的减水剂是鞍山市三合外加剂有限公司生产的UNF-5萘系高效减水剂, 外观为棕黄色粉末状, 厂家推荐掺量为胶凝材料质量的0.3～1.5%, 减水率为12～28%;常用掺量为0.75～1.5%。

2.7水

水是自来水, 符合《混凝土拌合用水标准》JGJ63-89的要求。

2.8 配比及生产工艺

2.8.1 原材料配制中的比例

水泥的掺量根据外墙实际需要的强度调整可以取10～30%;植物纤维自加工 (如稻草、麦草、玉米高粱秸杆、谷壳等, 占5%～10%) ;粉煤灰、硅渣、锰渣等, 占10%～20%;硼泥陶粒占30%～40%。加入水泥重量1～2%的减水剂。

实验室中选用硼泥陶粒混凝土试拌量15L, 各种材料试拌量如表4所示。

2.8.2 试件性能

拌制混凝土和制作试块 (每组各制作6块100mm×100mm×100mm的试块) , 其试验数据见表4。

由表3、表4试验结果及试验过程中表明用硼泥陶粒作粗骨料可以配制出强度等级为CL30的结构轻骨料混凝土。采用综合平衡法进行参数优化选择, 可确定水泥用量为 (480kg/m3) , 定能保证28天抗压强度满足CL30要求;粉煤灰掺量以占胶凝材料的10%为宜;硅锰渣的掺量可为细骨料体积的60%, 这样即环保得废, 又能保证在高强的基础上实现“轻质”。确定基本配合比后, 需按《轻骨料混凝土技术规程》JGJ51-2002计算具体的每立方米材料用量;水泥用量对硼泥陶粒混凝土7天抗压强度、28天抗压强度的影响特别显著, 对28天干表观密度的影响显著;粉煤灰的掺量对硼泥陶粒混凝土7天抗压强度、28天抗压强度的影响显著, 对28天干表观密度的影响较小;硅锰碴的掺量对硼泥陶粒混凝土28天干表观密度的影响特别显著, 对7天抗压强度的影响显著、对28天抗压强度的影响较小。

2.8.3 生产工艺流程

生产中第一次混合搅拌, 是将各种植物纤维与固体废弃物粉煤灰、珍珠岩、硅渣、锰渣等加入部分水泥, 通过配比称量, 加水拌合, 时间为5分钟左右, 水泥料浆将各种掺料表面形成包裹粘层, 再静停到初凝, 进行再次搅拌, 搅拌中加入水和剩余的水泥, 将预湿后的硼泥陶粒加入搅拌机中再拌合5分钟, 观察料浆至粘稠状, 坍落度在60㎜～80㎜左右, 进行灌模, 浇注中掌握落浆流入速度, 观察陶粒是否顺利流入模中, 如果出现吊斗受堵, 陶粒分布不均应及时调整。轻骨料混凝土拌合物主要是由轻粗骨料、细骨料、胶结材料和水四部分组成。这四种组成部分的比重各不相同, 在混凝土拌和后会产生分层现象, 比重较小的轻骨料、水等上浮, 水泥浆和细骨料却下沉, 造成混凝土整体的不均匀, 形成了混凝土的分层结构。

由于生产过程中采用了拌和物的二次拌和, 第一次拌和凝结后内部形成了由胶凝材料包裹的封闭纤维, 即纤维包裹层, 提高了混凝土的保温隔热效果, 并减轻了自重, 其保温导热系数多次检测结果都在0.3～0.5 W/m2·k, 并可节省水泥15%～30%。轻骨料混凝土在拌制过程中, 轻骨料吸收水分, 故在施工中宜用坍落度值来控制混凝土的用水量, 并控制水灰比, 这样更切合实际且便于掌握。

浇筑应连续施工, 不留或少留施工缝, 浇筑混凝土应分层进行, 对大模板工程, 每层浇筑高度第一层不应超过50cm, 以后每次不超过1m, 若留施工缝应垂直留在内外墙交接处及流水段分界处, 设铅丝网或堵头模板, 继续施工前, 必须将接合处清理干净, 浇水湿润, 然后再浇筑混凝土。

3 结束语

可以减少墙体占用面积, 提高建筑的使用面积, 减轻结构荷载, 提高建筑物抗震性能以及安全性能, 降低综合造价。可减少墙体的收缩、温度等产生的应力。以至减少墙板裂缝的产生。硼泥陶粒混凝土克服了一些板材的使用中出现的开裂、收缩、黏结力差、隔热保温差的不利因素。

轻骨料混凝土具有和普通混凝土具有不同的分层特点。普通密度混凝土中天然石子的密度比砂浆大, 因此石子会沉入拌和物下部;对于轻骨料混凝土, 由于轻骨料比砂浆的密度小, 因而会易于漂浮在拌和物表面, 产生分层离析。混合料中加入纤维有效地控制了分层现象。

摘要：利用废渣生产的硼泥陶粒作为粗骨料, 河砂、硅锰渣为细集料, 以粉煤灰作活性混合材, 掺入一定量的水泥、植物纤维, 生产轻骨料混凝土。

关键词：抗裂,纤维,工业固体废弃物

参考文献

[1]黄丽华, 周大伟。新型承重保温废渣砖的试制。新型建筑材料。2007, (8) 。

[2]黄丽华, 周大伟。掺多种工业废渣的陶粒混凝土轻质隔墙板。新型建筑材料。2006, (2) :52~53。