污泥陶粒次輕混凝土的制備與性能研究.pdf

1、次輕混凝土是在普通混凝土與輕集料混凝土的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種過渡性混凝土,兼具了普通混凝土和輕集料混凝土的優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)代大承載、大跨度、高預(yù)應(yīng)力混凝土工程中具有極高的應(yīng)用價值。
　　本文首先綜述了特種混凝土的應(yīng)用與發(fā)展,介紹了普通集料混凝土和輕集料混凝土的優(yōu)點(diǎn)和存在問題,以及次輕混凝土的特點(diǎn),并著重介紹了次輕混凝土的應(yīng)用情況和研究現(xiàn)狀,次輕混凝土可以將普通混凝土和輕混凝土兩種材料因集料不同而表現(xiàn)出的各自不同優(yōu)勢進(jìn)行互補(bǔ)。
　　

2、研究中采用污泥陶粒作為輕粗集料,和采用粉煤灰陶砂作為輕細(xì)集料,分別對普通集料碎石和河砂進(jìn)行部分取代,制備了系列集料組成的次輕混凝土試樣,并表征了它們的物理力學(xué)性能、體積穩(wěn)定性、熱學(xué)性能以及界面過渡區(qū)形貌,系統(tǒng)地探討了次輕混凝土的組成、結(jié)構(gòu)與性能之間的相互關(guān)系。研究結(jié)果表明,雖然污泥陶粒的自身強(qiáng)度不高,當(dāng)用污泥陶粒部分取代碎石制備污泥陶粒次輕混凝土?xí)r,摻入適量污泥陶粒(陶粒占粗集料的體積分?jǐn)?shù)φ=25％)的次輕混凝土樣品,其早期強(qiáng)度與普通混

3、凝土相比下降并不明顯,污泥陶粒次輕混凝土具有比同強(qiáng)度等級普通混凝土更好的延性,比一般輕集料混凝土更高的強(qiáng)度和抗變形能力。另外,對污泥陶粒次輕混凝土的微觀形貌研究表明,陶粒與水泥石界面的組織結(jié)構(gòu)較為致密,能形成牢固的“嵌鎖結(jié)構(gòu)”,使得陶粒取代普通集料后,減少了普通集料與水泥石界面區(qū)的疏松組織結(jié)構(gòu),從而使次輕混凝土中集料與水泥石界面區(qū)的微觀組織結(jié)構(gòu)得到增強(qiáng)。與普通混凝土和輕集料混凝土相比,污泥陶粒次輕混凝土的收縮率最小,體積穩(wěn)定性最佳。上述

4、現(xiàn)象主要?dú)w結(jié)于陶粒多孔結(jié)構(gòu)的“微泵”自養(yǎng)護(hù)作用和界面增強(qiáng)效應(yīng)。對污泥陶粒次輕混凝土的熱學(xué)性能研究結(jié)果表明,當(dāng)25%污泥陶粒替代普通集料后,所獲得次輕混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)比普通混凝土降低近一半。
　　對粉煤灰陶砂部分取代河砂所獲得的次輕混凝土試樣的性能表征結(jié)果表明,摻入適量粉煤灰陶砂的次輕混凝土試樣,與普通混凝土相比其抗壓強(qiáng)度和強(qiáng)質(zhì)比均得到顯著提高。陶砂占細(xì)集料的體積分?jǐn)?shù)為25%的試樣,其28d的抗壓強(qiáng)度為48.7MPa,強(qiáng)質(zhì)比達(dá)到22

5、.0kPa·m3/ kg,表現(xiàn)出了優(yōu)異的輕質(zhì)高強(qiáng)特性。
　　對(輕集料替代普通集料后的)次輕混凝土中集料組成與性能之間關(guān)系的多元線性回歸分析結(jié)果表明,復(fù)合摻入適量粗、細(xì)輕集料(輕集料體積分?jǐn)?shù)φ≤50%)將有助于改善次輕混凝土的性能,提高混凝土試樣的強(qiáng)度并降低其表觀密度,提高強(qiáng)質(zhì)比。當(dāng)次輕混凝土中粗、細(xì)輕集料體積分?jǐn)?shù)均為25%時,其28d抗壓強(qiáng)度為45.6MPa,強(qiáng)質(zhì)比為21.2 kPa·m3/ kg,導(dǎo)熱系數(shù)為0.56 W/(m·