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碎石型页岩陶粒轻集料混凝土制备及力学性能研究

2020-05-24     浏览次数:1445    
随着时代的不断飞速发展,节能高效逐渐变成了当今时代的主流, 混凝土作为最基本的建筑材料也随着时代发展不断被优化。轻质混凝土是一种性能优质的新型建筑材料, 近些年由于其独特的优点已经在我国建筑方面取得了广泛的应用, 其中最为独特的当属陶粒混凝土, 陶粒由于具有超强的轻质性, 使其成为能够取代重质砂石的存在,研究轻集料混凝土主要出于两类目的:一是为了改进混凝土的性能, 二是为了利用轻质材料,节能环保。因此,研究轻集料混凝土具有重要的实践意义, 但由于轻质混凝土在我国大规模推广使用的时间并不是很长, 导致目前在国内很少有对其耐久性方面的研究, 但如果缺乏对轻质混凝土力学性能的认识, 在实际工程实践中没有做好相关预防工作而埋下不良的安全隐患, 那么在工程后期交付使用过程将会需要浪费大量不必要的资源浪费, 所以研究轻集料混凝土的力学性能的研究十分有必要。
1 试验方案
1.1 试验原材料
①水泥采用亚泰建材海伦公司生产 P.C32.5 普通硅酸盐水泥,水泥的主要化学成分如表 1 所示。
②细集料:采用级配良好优质河沙,其表观密度为2430kg/m3, 砂率为 34.5%。
③粗集料: 采用安徽淮南市生产的碎石型页岩陶粒 600 级连续粒级和 700 级粒级的 800 级连续粒级。
④水:采用干净自来水。
1.2 试验配比设计
本文所研究的材料为轻质高强的轻集料混凝土,故按照 CL30 等级标准进行配合比设计, 此次试块配合比设计的主要依据 《轻骨料混凝土技术规程》
范围为1400-1900 kg/m3。本试验类型改变陶粒类型配比及养护天数来得出最后结果, 具体配比见表 2。
1.3 实验方法
分组制作轻集料混凝土试块,每组均为 150mm× 150mm × 150mm 的标准 3 件试块. 本次试验的试块制作采用机械搅拌, 机械振实, 在标准养护条件下养护至要求天数进行试验, 试验通常采用先干拌后加水。首先在搅拌机中按次序加入水泥、 砂和陶粒, 对其首先进行预搅拌处理, 之后加水进行湿拌, 待搅拌完全后将其分别装入模板中。随后采取在振动台上振捣操作,一般振捣 3min 后停止震动,其养护室温为20 ±2℃, 其湿度应大于等于 95%。轻集料混凝土的水灰比较大,一般都在 0.5 以上但是水灰比过大, 水泥颗粒周围包围着大量水分子, 而水泥水化反应需要的水分是有限的, 多余的水分便会在水化凝结硬化过程中蒸发掉, 留下很多连通孔隙, 使得轻质混凝土的结构不够密实,导致其抵抗外界物质渗入的能力下降, 本试验利用碎石型页岩陶粒代替粗骨料可吸收多余的水分从而减少贯通裂缝的形成增强其抗压强度。
本实验抗压强度的测定严格按照 《普通混凝土力学性能试验方法的标准》 , 其值取每组试块的平均值,若最大值和最小值都超过中间值的 15%, 则该组试块结果不具有参考意义。分别对标 准养 护 7d,14d,21d,28d,60d,90d 后的150mm×150mm×150mm 混凝土试样进行立方体抗压强度试验。同时对不同强度等级陶粒混凝土进行抗压强度试验, 分别测算试样的抗压强度,以此判断不同养护周期掺加相同强度等级陶粒以及相同养护周期下掺加不同强度等级陶粒混凝土的抗压强度, 进而评估轻集料混凝土的力学性能。
2 实验结果
2.1 不同养护时间对相同强度等级(600 级)陶粒的抗压强度的影响
如图 1 所示,随着养护时间的不断增加, 轻集料混凝土的抗压强度也在不断增大, 另外, 在养护到28d时可以发现, 抗压强度明显增加, 实验证明轻集料混凝土的抗压强度与养护时间呈正比,其中在第 28d时, 抗压强度增加最明显。说明, 正常在进行轻集料混凝土浇筑时, 应取 28d 为最佳养护时间。

2.2 在相同养护时间 (7d)下, 不同强度等级陶粒对轻集料混凝土抗压强度的影响
如图 2 所示, 在相同养护时间下, 掺加陶粒的强度等级越高, 其生成轻集料混凝土试块的抗压强度越高,与图b、图c进行比较可知,在600-700,700-800之间增长幅度相近, 说明, 如果掺加更高强度等级的陶粒其抗压强度越高, 就当前几组实验来看, 陶粒强度等级为 800 的, 抗压强度等级为最高, 也最适用与现实生活中使用。
3 结论
通过实验分析相同陶粒强度等级的轻集料混凝土试块在不同养护时间下对轻集料混凝土试块抗压强度的影响,以及在养护时间相同的情况下不同的陶
粒强度等级对轻集料混凝土抗压强度的影响可得:在加入相同强度等级陶粒的情况下, 养护时间与混凝土的抗压强度呈正比,当养护时间达到 90d 时,轻集料混凝土的抗压强度达到峰值;在掺加相同等级强度陶粒的情况下, 在养护时间达到 28d 时, 轻集料混凝土的抗压强度增长幅度达到最大, 其生产效率也为最高值;在相同的养护时间作用下, 不同强度等级的陶粒对轻集料混凝土抗压强度的影响呈正比,由此可得,陶粒强度等级越高, 轻集料混凝土的抗压强度也就越高, 当陶粒强度等级为 800 时, 为抗压强度达到最高值。
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