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陶粒多孔混凝土的抗冻性能研究

2020-05-24     浏览次数:2374    
近年来,国内一些科研机构和院校围绕多孔混凝土开展了很多研究工作。刘宇运用再生骨料制备多孔混凝土,取得了较好的试验效果;郑木莲等研究了多孔混凝土的物理力学性能和路面性能,取得了丰富的科研成果;石云兴等人深入研究了多孔混凝土的性能、制备原理和测试方法等,制备的多孔混凝土的抗折强度达到 8.4 MPa,28 d 抗压强度可以达到 44.8 MPa,抗冻等级达到 D200。在建筑项目工程中,多孔混凝土路面已被大量采用, 如北京奥运会工程中多孔混凝土路面超过10 万 m2, 上海世博会建设工程设计多孔混凝土路
面超过 10 万 m2,西安大明宫工程的公园和景观工程采用多孔混凝土路面超过 30 万 m2,西安世界花卉博览会景观工程采用多孔混凝土路面超过 20 万
m2 等。多孔混凝土的实际应用环境为直接暴露于空气或水中,其性能受到外界环境因素和自身因素的影响。为满足实际工程应用,多孔混凝土不仅需要
有足够的孔隙率和强度,而且需要具备一定的耐久性。因此,本次试验对不同渣土陶粒掺量(0%、10%、30%、50%)对多孔混凝土抗冻性能的影响展开了研究。

1 试验

多孔混凝土质量损失率随冻融循环次数的变化如图 1 所示:冻融循环 20 次时,各组试件质量损失都很小;冻融循环 30 次时,各组试件均有不同程度的质量损失,但掺入 50%渣土陶粒的试件质量损失率最大(2.2%);冻融循环 50 次时,掺入 50%渣土陶粒的试件质量损失率为 17.4%,其余各组试件的质量损失率均小于 5%。由试验结果可知:冻融循环 20 次时,各组试件质量损失都很小,这可能是由于冻融初期各组试件 脱落少,同时试验过程中试件吸收了水分,损失的质量被水补充所导致;冻融循环 30 次时,各组试件均有不同程度的质量损失,但掺入 50%渣土陶粒的试件质量损失率最大(2.2%),冻融循环 50 次时,掺入 50%渣土陶粒的试件出现冻融破坏,这可能是由于随着冻融次数的增加,骨料间连通孔和水泥浆体内毛细孔内部水的冻融膨胀力导致骨料与浆体间裂缝增多、粘结力变差,进而导致浆体和骨料脱落;随着陶粒掺量的增加, 骨料间连通孔数量增多,水的冻融膨胀力变大;同时说明掺入 50%渣土陶粒试件的抗冻性能较差 .
经过 50 次冻融循环后,未掺入及掺入 50%渣土陶粒试件与抗冻试验开始时的状态对照如图 2 所示。此时对各组试件的立方体抗压强度进行测试,测试结果如图 3 所示。掺入 50%渣土陶粒的试件损坏严重,不测试其抗压强度。由图 3 可以看出,当陶粒掺量为 0%、10%、30%时,50 次冻融循环后多孔混凝土试件的抗压强度折损率分别为 36.0%、45.3%和 51.4%。
由试验结果可知:冻融循环次数一定,试件的强度损失率随陶粒掺量的增加呈增大趋势,说明试件 的粘结强度变弱,逐渐变得松散,这可能是由于陶
粒掺量增大使得连通孔数量增多、孔径变大,连通孔内水的冻融膨胀破坏力增大,造成多孔混凝土内部裂纹增多所导致;但渣土陶粒掺量为 30%时,制备
的 多孔混凝 土 50 次 冻 融 循 环 后 抗 压 强 度 为 5.6MPa,能够应用于我国大部分冬季气温不太低的地区,作边坡维护、透水路面使用。

2 结论

当多孔混凝土的水灰比为 0.31、骨料粒径为10~15 mm 时,随着渣土陶粒掺量(0%、10%、30%、50%)的增加,多孔混凝土的抗冻性能逐渐变差,当渣土陶粒掺量为 30%时,28 d 抗压强度达到 11.6 MPa,50 次冻融后抗压强度仍有 5.6 MPa,表明该掺量下的陶粒多孔混凝土具有较高的抗冻性能,能够应用于我国大部分冬季气温不太低的地区,作边坡维护、透水路面使用。陶粒混凝土厂家直销
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