陶粒對(duì)陶?；炷廖⒂^結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的影響

1、<p>　　陶粒對(duì)陶?；炷廖⒂^結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的影響</p><p>　　摘要：在參考輕集料混凝土配合比設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)研究陶粒的結(jié)構(gòu)、陶粒預(yù)處理、陶粒種類對(duì)陶粒混凝土微觀結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度的影響，得出采用碎石形頁(yè)巖陶粒，陶粒預(yù)濕處理2h時(shí)，可配制出輕質(zhì)高強(qiáng)的陶?；炷痢?</p><p>　　關(guān)鍵詞：陶?；炷粒惶樟?；強(qiáng)度；微觀結(jié)構(gòu) </p><p>　　中圖分類

2、號(hào)：TU37 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p><b>　　前言 </b></p><p>　　陶粒由于其本身結(jié)構(gòu)的特殊性，和水泥石的界面結(jié)構(gòu)與普通混凝土的不同,這已得到證實(shí)[1-3]。陶粒的結(jié)構(gòu)以及其與水泥石的界面區(qū)結(jié)構(gòu)對(duì)輕集料混凝土的物理力學(xué)性能有重要影響,因此研究陶粒結(jié)構(gòu)及其對(duì)的混凝土性能的影響對(duì)輕質(zhì)高強(qiáng)輕集料混凝土的研究具有重要意義。 </p>

3、<p>　　1原材料及技術(shù)性質(zhì) </p><p>　　試驗(yàn)主要用原材料為陶粒、陶砂、水泥、粉煤灰、減水劑。 </p><p><b>　　1.1 陶粒 </b></p><p>　　本實(shí)驗(yàn)所用陶粒為主要為粘土陶粒和頁(yè)巖陶粒，初選宜昌500級(jí)碎石形頁(yè)巖、宜昌600級(jí)碎石形頁(yè)巖、華穗500級(jí)球形粘土、華穗600級(jí)球形頁(yè)巖四種陶粒配制混凝

4、土。 </p><p><b>　　1.2 陶砂 </b></p><p>　　陶砂為宜昌頁(yè)巖球形陶砂,級(jí)配符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 2839- 81《頁(yè)巖陶粒與陶砂》的規(guī)定。 </p><p><b>　　1.3 其他材料 </b></p><p>　　水泥： “粵秀牌”P.II42.5水泥。 </

5、p><p>　　粉煤灰：Ⅱ級(jí)粉煤灰。 </p><p>　　外加劑： N-1型萘系減水劑。 </p><p><b>　　1.4試驗(yàn)方法 </b></p><p>　　(l)輕集料的基本性能試驗(yàn)按照GB/T17431.2-1998《輕集料及其試驗(yàn)方法》進(jìn)行。 </p><p>　　(2)輕集料混凝土的

6、抗壓強(qiáng)度按照GB/T5O081-2002《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試。 </p><p><b>　　2結(jié)果與討論 </b></p><p>　　采用松散體積法設(shè)計(jì)全輕輕集料混凝土配合比[4]。進(jìn)行混凝土試配，調(diào)整，得到全輕輕集料混凝土的基準(zhǔn)配合比。 </p><p>　　2.1陶粒預(yù)處理對(duì)混凝土性能的影響 </p>&

7、lt;p>　　本實(shí)驗(yàn)采用浸泡的預(yù)濕方法，測(cè)定輕集料的吸水率與飽水時(shí)間之間的關(guān)系。 </p><p>　　圖1 陶粒保水時(shí)間與吸水率的關(guān)系 </p><p>　　如圖1，隨飽水時(shí)間的延長(zhǎng)，陶粒的吸水率不斷增加，飽水1 d以后，其吸水率仍有所增長(zhǎng)，但增長(zhǎng)速度明顯減慢，漸漸趨于某一定值。 </p><p>　?。?）在相同時(shí)間內(nèi)，粘土陶粒的吸水率遠(yuǎn)大于頁(yè)巖陶粒吸水率

8、。這是由于粘土陶粒表面疏松（圖3），沒(méi)有明顯外殼，內(nèi)外結(jié)構(gòu)區(qū)別不明顯，都含有較大的孔隙，容易吸水。頁(yè)巖陶粒具有明顯的外殼(圖2)，外殼表面結(jié)構(gòu)致密，內(nèi)部空隙小，連通率低。水沿陶粒表面毛細(xì)孔擴(kuò)散較慢，吸水率低。 </p><p>　　圖2宜昌頁(yè)巖陶粒截面圖3華穗粘土陶粒截面 </p><p>　　（2）粘土陶粒吸水率在保水120min之后增加非常緩慢；頁(yè)巖陶粒在保水時(shí)間超過(guò)120min以后，

9、吸水率變化也明顯減小。 </p><p>　　由此可知，陶粒在飽水的前120min內(nèi)，吸水能力較強(qiáng)，超過(guò)120min，吸水率顯著減小，因此選擇陶粒的預(yù)濕處理時(shí)間為2h。 </p><p>　　采用相同的凈用水量，對(duì)陶粒做預(yù)濕2h處理與不預(yù)濕處理，對(duì)比預(yù)濕與否對(duì)陶?；炷恋挠绊?，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1。 </p><p>　　表1 陶粒預(yù)濕前后混凝土試驗(yàn)結(jié)果 </p&g

10、t;<p>　　組別 抗壓強(qiáng)度（MPa） 坍落度（mm） 濕容重（kg/m3） </p><p><b>　　3d 28d </b></p><p>　　預(yù)濕 18.9 22.6 73 1360 </p><p>　　不預(yù)濕 25.9 30.5 54 1350 </p><p>　?。?）陶粒不預(yù)濕的輕集料

11、混凝土和預(yù)濕的相比，在容重略有減小的情況下，3d、28d強(qiáng)度均有較大幅度的增長(zhǎng)，這是因?yàn)椴活A(yù)濕的陶粒表面的微孔會(huì)吸收周圍漿體的水，減少了貼近輕集料與水泥石界面處水膜的厚度，使界面由于局部水灰比的降低而得到了強(qiáng)化，即增加了集料表面附近水泥石的密實(shí)性，明顯的微泵效應(yīng)使界面強(qiáng)度得到提高。因此，不預(yù)濕的陶粒能使混凝土的強(qiáng)度得到提高。 </p><p>　?。?）陶粒預(yù)濕處理的輕集料混凝土的坍落度比不預(yù)濕的增加約19mm，

12、有效地提高了混凝土的工作性能。 </p><p>　　由于不預(yù)濕的陶粒會(huì)在拌合過(guò)程中消耗拌合水，導(dǎo)致整個(gè)用水量和工作性能的不可控；不預(yù)濕陶粒表面大的開口孔，在混凝土攪拌過(guò)程中易吸附外加劑，而影響減水劑等外加劑的作用效果，故采取預(yù)濕陶粒的方法制備輕集料混凝土。 </p><p>　　2.2陶粒種類對(duì)混凝土性能的影響 </p><p>　　在相同配合比下，分別采用等體積

13、同級(jí)配的宜昌500級(jí)碎石形頁(yè)巖陶粒（第1組）、宜昌600級(jí)碎石形頁(yè)巖陶粒（第2）、華穗500級(jí)圓球形粘土陶粒（第3）、華穗600級(jí)圓球形頁(yè)巖陶粒（第4）配制混凝土。 </p><p>　　圖4 陶粒種類對(duì)混凝土性質(zhì)的影響 </p><p>　　由圖4中數(shù)據(jù)可以看出： </p><p>　?。?）用頁(yè)巖陶粒配制的混凝土的抗壓強(qiáng)度大于用粘土陶粒配制的混凝土的抗壓強(qiáng)度，這

14、是由于粘土陶粒本身筒壓強(qiáng)度低，且孔隙率大所造成的。 </p><p>　　（2）用碎石形陶粒配制的輕集料混凝土的抗壓強(qiáng)度都大于用球形陶粒配制的輕集料混凝土的抗壓強(qiáng)度。這是因?yàn)樗槭翁樟Ｓ捎诒砻姘纪共黄角冶缺砻娣e更大，與水泥漿的界面粘結(jié)性能更好，如圖5所示，水泥漿與陶粒在界面處十分緊密地粘結(jié)在一起，界面的水化產(chǎn)物多為C-S-H凝膠，針狀鈣礬石填充在陶粒孔隙中，有效地提高混凝土的強(qiáng)度。而圓球形陶粒表面較光滑，與水泥漿

15、的嵌合作用弱；比表面積更小，與水泥石的接觸面積更小，界面粘結(jié)強(qiáng)度差于碎石形陶粒。如圖6，圓球形陶粒只被水泥漿包裹，界面水化產(chǎn)物呈松散狀，結(jié)構(gòu)疏松。此外，球形陶粒成型過(guò)程中更容易產(chǎn)生上浮現(xiàn)象，造成沉漿，漿體分布不均勻。故其配制的陶?；炷翉?qiáng)度更低。 </p><p>　　圖5頁(yè)巖陶?；炷两缑鎴D6黏土陶粒混凝土界面 </p><p>　　綜合比較，宜選擇宜昌600級(jí)碎石形頁(yè)巖陶粒為配制全輕輕

16、集料混凝土的粗集料。 </p><p><b>　　3 小結(jié) </b></p><p>　　（1）采用宜昌600級(jí)碎石形頁(yè)巖陶粒，陶粒預(yù)濕處理2h，配制輕質(zhì)高強(qiáng)陶?；炷?。 </p><p>　　(2) 碎石形頁(yè)巖陶粒外殼致密，內(nèi)部孔徑較小且互不連通，是其吸水率較小，筒壓強(qiáng)度較高的主要原因；表面凹凸不平且比表面積較大，與水泥漿的機(jī)械嚙合作用和接

17、觸面積較大，故界面粘結(jié)性能比球形陶粒更好。 </p><p>　　(3)由于陶粒結(jié)構(gòu)的特殊性，表面存在溝紋和裂紋，有利于水泥漿體、水分和其它離子向內(nèi)部擴(kuò)散和遷移，水泥水化產(chǎn)物嵌入輕集料表面微孔中，形成水泥與輕集料“嵌套”在一起的整體結(jié)構(gòu)，大大改善了混凝土的界面結(jié)構(gòu)，使得輕集料與水泥石的界面過(guò)渡區(qū)不再像普通混凝上一樣是混凝土的嚴(yán)重缺陷和薄弱環(huán)節(jié)，這也是輕集料混凝土早期強(qiáng)度（表1）比普通混凝土高的主要原因。 <

18、/p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[ 1 ]ZHANG Min-hong , GJORV O E.Microst ructure of the interfacial zone between lightweight aggregate and cement pase[J ]. CemConcr Res ,1990 ,20 (4) :610

19、 – 6181. </p><p>　　[ 2 ] 張勇,丁慶軍, 王發(fā)洲,等. 輕集料混凝土的界面結(jié)構(gòu)研究[J ].混凝土,2002 , (10) :29 – 311. </p><p>　　[ 3 ] 鄭秀華，張寶生. 預(yù)濕程度對(duì)頁(yè)巖陶?；炷溜@微結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度的影響[J].材料工程，2005，（10）：3-6. </p><p>　　[ 4 ] 中華人民共和國(guó).輕