輕集料—基體協(xié)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(zhì)、抗?jié)B、抗震等性能，飽水輕集料的“內(nèi)養(yǎng)護(hù)”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(qiáng)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(qiáng)度、收縮等產(chǎn)生不利影響。因此，從輕集料與基體之間協(xié)同作用的角度出發(fā)，研究輕集料-基體之間的水分傳輸、強(qiáng)度協(xié)調(diào)和密度協(xié)調(diào)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(qiáng)度協(xié)調(diào)和密度協(xié)調(diào)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(yīng)的解決技術(shù)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(jié)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(xiàn)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(fù)合使用，對比了與單獨使用時的減縮效果，并結(jié)合混凝土內(nèi)部相對濕度和XRD圖譜分析復(fù)合使用時的減縮機(jī)理。結(jié)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(fù)合使用，可以顯著提升減縮效果；飽水輕集料和膨脹劑復(fù)合使用時，混凝土內(nèi)部濕度相對較高，膨脹劑的反應(yīng)程度提高。
　　其次，研究了輕集料-基體的強(qiáng)度與密度協(xié)調(diào)作用對混凝土強(qiáng)度的影響。試驗通過調(diào)整基體的水灰比控制基體強(qiáng)度，然后采用不同強(qiáng)度輕集料和不同強(qiáng)度基體搭配配制混凝土。結(jié)果表明，采用強(qiáng)度較低的輕集料時，通過提高基體強(qiáng)度來提高混凝土強(qiáng)

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(diào)整不同類型陶粒和陶砂的搭配，發(fā)現(xiàn)在基本保持混凝土同等密度下，合理協(xié)調(diào)搭配陶粒和陶砂，混凝土強(qiáng)度可較為明顯地提高。試驗還研究了輕集料-基體的密度協(xié)調(diào)作用對混凝土強(qiáng)度的影響，發(fā)現(xiàn)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(qiáng)度明顯降低，并且在垂直方向比側(cè)向強(qiáng)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(qiáng)度、密度差異更大，對混凝土

6、的工作性、強(qiáng)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(qiáng)度和密度的協(xié)同作用，提出高水灰比配制超輕輕集料混凝土的技術(shù)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(qiáng)度與密度關(guān)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(jié)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(qiáng)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(nèi)。結(jié)果還表明，采用的輕集料越輕，水灰比增加幅度應(yīng)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(qiáng)度。實際工程應(yīng)用也表明，高水灰比方法生產(chǎn)超輕輕集料混凝土用于樓面保溫工程有較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。
　　研究結(jié)果顯示，輕集料應(yīng)用于混凝土?xí)r