陶粒轻骨料混凝土性能研究及其工程应用

陶粒轻骨料混凝土性能研究及其工程应用

陈积金

广西华东建设集团有限公司广西533800

摘要：高强轻骨料混凝土的优点主要包括：轻质高强、具有较高的耐久耐火性、具有良好的隔热保温性以及具有良好的抗冻抗渗性，它的缺点主要包括：弹性模量低、脆性突出等不足、剪切时容易发生破坏。高强轻骨料混凝土具有很好的应用前景，而且在近几年来它的制备技术越来越趋于成熟，但是高强轻骨料混凝土性能研究方面还存在一些问题，为此本文对高强轻骨料混凝土力学性能方面内容进行了详细的分析，同时还针对影响陶粒混凝土强度方面的因素、高强陶粒混凝土在研制过程中出现的问题和在工程应用进行了研究，以供参考。

关键词：高强轻骨料混凝土；强度性能；性能分析；强度影响因素；工程应用；造价；颗粒强度；吸水率

轻骨料混凝土中的材料主要包括：水泥、粗轻骨料、轻细骨料和水，将这些材料合理的调配在一起形成一种轻质混凝土，轻骨料混凝土的强度等级一般会保持在CL5~CL50之间，容重通常会保持在600~1800KG/m³之间，轻骨料混凝土的容重与普通混凝土容重相比，会轻大约25%~35%左右，所以使用轻骨料混凝土进行工程建设，可以让建筑物的自重得到很大程度的降低。陶粒混凝土属于轻骨料混凝土中的一种，具有自重轻、结构跨度比较大、抗震性比较强、造价成本低等优点，是现在建筑工程混凝土应用的首选。

1、高强轻骨料混凝土的主要特点和目前应用的情况

1.1高强轻骨料混凝土的主要特点

高强轻骨料混凝土主要具备以下几点优点：

第一点是轻质高强；高强轻骨料混凝土内部含有的孔隙可以有效的降低骨料质量，同时还能将混凝土的容重进行有效的降低，让建筑工程结构的上部构件尺寸、基础荷载得到了有效的减小，进而让结构自重得到了减轻，提高了结构的抗震性能，特别是在高层、大跨结构方面的建筑中高强轻骨料混凝土的轻质高强优点表现效果最为显著。

第二点是隔热保温性能比较好；高强轻骨料混凝土的导热系数会低于普通混凝土的导热系数的一半以上，所以使用高强轻骨料混凝土可以有效的提高建筑物室内的墙体的保温隔热性能，同时还可以让房屋的居住面积得到有效的增加。

第三点是耐火性好；高强骨料主要是经受高温煅烧而形成的，所以高强轻骨料混凝土可以接受最大高温在4h以上，普通的混凝土能接受最大高温在1h，所以在抗火条件相同的情况下，将普通混凝土的墙板厚度与高强轻骨料混凝土的抢板厚度进行对比，会发现高强轻骨料混凝土的墙板厚度可减少20%。

第四点是抗渗性、耐久性比较高；陶粒混凝土表面类似碎石的形状，所以陶粒混凝土表面会比较的粗糙、孔隙率会比较大，同时还带有一定的吸水功能，这样不仅可以加强骨料与水泥浆界面黏结能力和抗渗性，还可以让混凝土不发生碱集料反应，让混凝土的耐久性得到了有效的增强。

1.2高强轻骨料混凝土目前的应用情况

我国对轻骨料混凝土的研究与国外相比具有明显的不足之处，最为明显的地方就是对高强轻骨料混凝土方面的研究，而且应用水平也不是非常的高，导致骨料的生产技术和施工工艺受到了严重的影响，生产出的混凝土难度难以满足现代建筑结构的应用需求，使高强轻骨料混凝土的发展受到了很大的制约。

2、高强轻骨料混凝土的性能研究

2.1性能概述

我国在20世纪末期生产出来的轻骨料在强度等级上会比较低，所以难以实现高强度混凝土的配制，但是在21世纪初期一些研究人员在对轻骨料进行研究的过程中，对高性能混凝土的研究成果进行了有效的结合，在轻骨料混凝土中掺杂了钢纤维、聚合物纤维、外加剂等一些新型材料，使轻骨料混凝土得到了很大的改进，强度也有所提升，但是在单方造价方面还是会比普通混凝土单方造价高。随着我国轻骨料混凝土的生产技术的不断发展，开始逐渐成熟起来，不同种类的人造高强轻骨料也在不断的涌现出来，但是在不提高造价的同时提高轻骨料混凝土强度一直是高强轻骨料混凝土研究应用方面的重点内容。轻骨料性能对高强轻骨料混凝土的力学性能有着决定性的影响，轻骨料内部孔隙结构、吸水率以及与水泥石的结合情况等方面的性能直接影响着混凝土的强度等级、弹性模量等方面的性能。

2.2陶粒混凝土技术方面的性能

陶粒混凝土的技术性能主要包括以下三点：

第一点是陶粒混凝土结构特征以及它的破坏特性；陶粒混凝土中的陶粒粒径通常会保持在大于或等于5mm之间，所以陶粒混凝土中的陶粒属于多孔颗粒，而且它的容重通常会保持在800~1900kg/m³，属于多孔轻质混凝土的类型。陶粒混凝土的结构特征属于水泥石微观结构，用水泥凝胶、晶体骨架、没有完全水化的水泥颗粒以及凝胶化等材料组合而成，而且陶粒混凝土自身具有一种独特的微孔微管系统，具有较好的吸水功能，可以在水泥硬化的过程中排出水泥多余的水分，让水泥石可以保持持续硬化，还可以让骨料颗粒的局部表面形成低水灰比，有效的提高了骨料表面周围水泥石的密度性能以及与砂浆界面的结合力和界面机械咬合力。此外，如果陶粒凝泥土中的水泥石强度较低，那么混凝土在受力的时候初裂会发生在水泥石中，如果陶粒混凝土中的水泥石强度高于陶粒，那么混凝土在受力的时候初裂会同时发生在骨料与水泥石中。

第二点是陶粒混凝土的强度以及变形性能；根据研究人员对陶粒混凝土做出的大量实验可以证明，其强度会受到陶粒粒径的大小影响，通常情况下如果陶粒粒径增大，那么陶粒混凝土的强度、抗压强度会有所降低。如果陶粒混凝土的弹性模量不是很大，那么混凝土在空气中进行硬化的时候收缩变形较大，这种情况会对陶粒混凝土的变形性能产生非常不利的影响，但是陶粒混凝土对温度的敏感性较低、热膨胀系数比较小，这样可以有效的降低温度变化对陶粒混凝土的破坏。

第三点是陶粒混凝土的其他性能；陶粒混凝土中的陶粒具有封闭的微小气孔，可以缓冲水结成冰过程中产生的膨胀，让陶粒混凝土的抗冻性得到加强，陶粒混凝土还有较好的抗裂性和耐火性。除了这些性能以外，陶粒混凝土的孔隙中具有空气导热系数比较小的优点，可以对孔内热量外流进行很好的控制，进而提高陶粒混凝土的保温性能。

2.3对混凝土强度造成影响的主要因素

对陶粒混凝土强度造成影响的主要因素包括以下几点：

第一点、陶粒颗粒的强度；陶粒混凝土的破坏性能明确的指出了，想要对陶粒混凝土的强度进行有效的提高，重点在于对整体工作阶段的承载能力进行有效的提高，所以在对陶粒比进行配制的过程中会要求颗粒强度高于普通轻集料混凝土的陶粒强度，根据实际的数据分析可以发现，粉煤灰陶粒、黏土陶粒、页岩陶粒的颗粒强度会随着密度的等级进行变化，密度增加的时候颗粒强度也会适当增加，所以我国在对高强陶粒进行生产的时候，要采用一定的技术措施，才能在现有的生产条件下完成对高强陶粒的生产。

第二点、陶粒的吸水率；陶粒混凝土中的陶粒属于多孔隙结构，因为轻骨料生产工艺、内部气孔结构、表面状态的关系，陶粒混凝土和普通的混凝土相比吸水率比较大，陶粒混凝土的吸水率一般会发生在1h之内。但是吸水率高的陶粒无法与现代泵送混凝土的施工要求想适应，而且由于施工前混凝土需要进行泡水饱和预湿，如果使用吸水率高的陶粒，会增加施工难度，还会导致陶粒混凝土的耐久性降低。

在工程中应用陶粒轻骨料混凝土

陶粒轻骨料混凝土近年来在多层、高层、大跨度等方面的建筑工程中应用比较广泛，不仅将轻骨料混凝土的优势全部的发挥出来，还是轻骨料的生产得到了很大的提高，同时也促进了小型砌块生产、建筑节能、房屋建筑等方面的发展。把陶粒轻骨料混凝土应用到工程中可以让结构自重得到很大程度的减轻，基础荷载也得到很大程度的降低，同时也让工程材料的用量和运输量得到了有效的减少，提高了工程的综合经济效益。轻骨料混凝土具有轻质高强、耐热抗寒等功能，而且具有较强的适应能力，将其应用到工程中发展前景非常可观，还可以为建筑行业节省很多的成本。

结束语

综上所诉，陶粒轻骨料混凝土具有高强轻质、隔热保温、耐火性、抗渗性、耐久性等性能，工程应用陶粒轻骨料混凝土可以节省成本支出，但是我国在陶粒轻骨料混凝土研究方面还存在着一些不足之处，所以一定要加强对陶粒轻骨料混凝土性能方面的研究，让陶粒轻骨料混凝土的性能得到进一步的提高。

参考文献：

[1]王继书；高强陶粒与高性能轻集料混凝土.J.混凝土2016.01

[2]赵淑敏；加速开发高强陶粒.J.硅酸盐建筑制品2016.07