輕集料—基體協同作用對混凝土性能的影響.pdf

1、輕集料可以改善混凝土的輕質、抗?jié)B、抗震等性能，飽水輕集料的“內養(yǎng)護”作用還可以有效地降低高性能混凝土的自收縮，但是輕集料密度較小、強度較低、吸水性較大的特點，使輕集料與基體間的作用方式與普通集料明顯不同，可能會對混凝土的工作性、均勻性、強度、收縮等產生不利影響。因此，從輕集料與基體之間協同作用的角度出發(fā)，研究輕集料-基體之間的水分傳輸、強度協調和密度協調的作用規(guī)律與對混凝土性能的影響，有利于充分發(fā)揮輕集料在混凝土中的作用。課題主要從輕集

2、料-基體間的水分傳輸、強度協調和密度協調三方面研究了對混凝土性能的影響，并針對一些不利影響提出了相應的解決技術途徑。
　　首先，研究了混凝土拌合過程中輕集料-基體之間，特別是在壓力作用時，水分傳輸特性及混凝土工作性。試驗采用壓力泌水儀對混凝土拌合物施加壓力作用，然后將混凝土拌合物中的輕集料和水泥漿體分離出來，測試了輕集料的含水率和水泥漿體的水灰比，通過輕集料和水泥漿體的含水變化反映輕集料-基體水分傳輸作用，并測試了壓力下的混凝土拌

3、合物的體積變化情況。結果顯示，壓力作用下輕集料-基體的水分傳輸更明顯，同時會使混凝土拌合物存在較明顯的體積壓縮現象，輕集料飽水處理后，壓力作用下水分傳輸量和體積壓縮量都明顯減少；壓力作用后混凝土的工作性會顯著降低。
　　試驗還研究了混凝土水化硬化中輕集料-基體水分傳輸對收縮性能的影響。在低水灰比條件下，采用飽水輕集料和膨脹劑復合使用，對比了與單獨使用時的減縮效果，并結合混凝土內部相對濕度和XRD圖譜分析復合使用時的減縮機理。結果表

4、明，單獨使用飽水輕集料或膨脹劑對干燥收縮的減縮效果不明顯，甚至干燥收縮還會增加，通過飽水輕集料與膨脹劑復合使用，可以顯著提升減縮效果；飽水輕集料和膨脹劑復合使用時，混凝土內部濕度相對較高，膨脹劑的反應程度提高。
　　其次，研究了輕集料-基體的強度與密度協調作用對混凝土強度的影響。試驗通過調整基體的水灰比控制基體強度，然后采用不同強度輕集料和不同強度基體搭配配制混凝土。結果表明，采用強度較低的輕集料時，通過提高基體強度來提高混凝土強

5、度的方法并不可行。同時，試驗在相同水灰比條件下，通過調整不同類型陶粒和陶砂的搭配，發(fā)現在基本保持混凝土同等密度下，合理協調搭配陶粒和陶砂，混凝土強度可較為明顯地提高。試驗還研究了輕集料-基體的密度協調作用對混凝土強度的影響，發(fā)現輕集料-基體間的密度差值越大，輕集料的上浮分層會使混凝土強度明顯降低，并且在垂直方向比側向強度降低程度更大。
　　另外，針對超輕輕集料混凝土中輕集料-基體間的水分傳輸作用更明顯，強度、密度差異更大，對混凝土

6、的工作性、強度的不利影響較突出的問題，考慮輕集料-基體之間的水分傳輸、強度和密度的協同作用，提出高水灰比配制超輕輕集料混凝土的技術途徑。試驗采用不同密度的陶粒和陶砂配制超輕輕集料混凝土，研究隨水灰比增加輕集料混凝土坍落度損失、輕集料分層度以及強度與密度關系的變化，并研究高水灰比對輕集料混凝土收縮和吸水性的影響。結果顯示，提高水灰比能明顯降低輕集料混凝土的坍落度損失與輕集料分層度；采用表觀密度738kg/m3的陶粒以及破碎后制備的陶砂，水

7、灰比0.75時，配制了干密度低于900kg/m3，28d抗壓強度為14MPa左右的超輕輕集料混凝土；高水灰比輕集料混凝土收縮和吸水性可控制在相對較低范圍內。結果還表明，采用的輕集料越輕，水灰比增加幅度應越大，不僅可以顯著降低輕集料混凝土的坍落度損失和輕集料上浮，還能較大幅度降低混凝土密度下保持較高強度。實際工程應用也表明，高水灰比方法生產超輕輕集料混凝土用于樓面保溫工程有較好的技術經濟優(yōu)勢。
　　研究結果顯示，輕集料應用于混凝土時