玉溪影响陶粒泡沫混凝土强度因素的探讨

陶粒是一种人造轻骨料, 与其它天然轻骨料相比具有轻质、高强和孔结构合理等优点, 主要用于生产陶粒混凝土空心砌块。该种砌块在北方, 特别是在天津、哈尔滨等城市应用极为普遍, 主要用作非承重填充墙。为满足墙体改革和建筑节能的双重需要, 迫切需要研制出承重保温砌块取代红砖。 陶粒泡沫混凝土因克服了陶粒混凝土和易性不好, 易分层离析的缺点, 使之强度等性能均明显提高,适合于生产承重保温砌块。


1.影响陶粒泡沫混凝土强度的因素
   影响陶粒泡沫混凝土强度的因素很多。原材料方面有: 陶粒的性质与掺量, 水泥标号及掺量, 泡沫质量及掺量, 用水量, 陶砂的性能及掺量。 工艺方面主要有混凝土的配制方法 (搅拌时投料顺序及搅拌方式, 泡沫掺入方式, 捣实及养护制度等)。 本文重点研究各种原材料的掺量对陶粒泡沫混凝土强度的影响。
1. 1　陶粒掺量与陶粒泡沫混凝土强度的关系
   由于陶粒的吸水特征及其结构影响混凝土的流动性, 陶粒掺量不同必然导致陶粒泡沫混凝土的密实程度不同, 从而影响混凝土的强度。 本文对不同陶粒掺量的混凝土强度进行了测定, 在试验中采用 400 级页岩陶粒,得到强度结果列于表 1。 
陶粒混凝土
   随着陶粒用量的增加, 陶粒泡沫混凝土的强度降低, 当陶粒用量达到 0. 97m 3/ m 3 时, 混凝土强度开始明显降低。 产生此种现象的原因除了从和易性上考虑外, 砂浆的过剩系数也起到重要作用。陶粒掺量从 0. 87m 3/ m 3 增加到 0. 97m 3/m3, 砂浆的过剩系数从 1. 34 降低到 1. 07, 这必然引起包裹在陶粒表面的砂浆层变薄, 约束陶粒变形的能力减弱, 当外力作用时, 陶粒易产生裂纹而破坏。因此, 为了使混凝土达到一定的强度指标, 必须具有充分的水泥砂浆, 这就要求控制陶粒用量。但在各种材料组份中, 陶粒**便宜, 且多加陶粒可以大大降低混凝土容重,而在一定范围内仅仅引起混凝土强度的少量损失, 因此应在满足陶粒泡沫混凝土强度要求的情况, 尽量多用陶粒。


1. 2　泡沫掺量对陶粒泡沫混凝土强度的影响
   在陶粒混凝土中掺入泡沫能有效地改善因陶粒过轻及多孔吸水引起的流动性不良,提高混凝土的和易性, 这必然对混凝土的强度产生有利的影响。另外, 由于掺入泡沫增加了混凝土的孔隙率, 因此也会导致混凝土强度的降低。 对掺入不同体积泡沫的混凝土强度进行测定, 


   在陶粒混凝土中, 当掺入 10% 泡沫时, 混凝土强度**高。 当泡沫掺
入 15% 时, 混凝土的强度也超过了没掺泡沫的陶粒混凝土强度, 这证实了孔的级配和孔的形状对混凝土的强度具有很大的影响。 当泡沫掺量超过 15% 时, 混凝土强度才开始迅速降低, 这个规律与普通泡沫混凝土的规律是不一致的。据资料〔 1〕介绍, 泡沫混凝土的强度随其容重的减少而减少, 强度减少的速度随着气体掺入量的增加而减小。由此看来, 陶粒泡沫混凝土与普通泡沫混凝土的差别主要体现在掺入少量泡沫时。
1. 3　水泥掺量与陶粒泡沫混凝土强度的关系


   陶粒泡沫混凝土的强度随着水泥用量的增加而提高。 这是因为在其它材料用量一定的条件下, 增加水泥用量, 相当于降低了水灰比, 同时又减少了单位体积水泥石内气孔的含量, 从而大大提高了水泥石的强度, 这必然引起混凝土强度的提高。因此, 陶粒泡沫混凝土往往要求有较高的水泥掺量。 但由于本文中采用的陶粒强度很低, 配制低标号混凝土时过多地加入水泥不会引起混凝土强度明显提高, 因此有必要确定一下水泥的**佳范围。本文对不同水泥掺量的混凝土强度进行了测定, 试验中采用 425# 普通硅酸盐水泥, 当水泥用量超过 350kg/m 3以后, 陶粒泡沫混凝土强度增长极为缓慢, 因此水泥用量不宜超过 350kg/m 3。


1. 4　砂率对陶粒泡沫混凝土强度的影响
   陶粒混凝土中引入泡沫将引起砂浆的体积增加, 当保持陶粒用量不变时, 需减少砂率或水泥浆用量, 若砂率选择不当, 会导致混凝土强度的降低。 本文对不同砂率的陶粒泡沫混凝土强度进行了测定, 对于任一泡沫掺量的陶粒泡沫混凝土都存在一个**佳砂率。 当低于**佳砂率时, 随着砂率的增加, 混凝土强度增加。而当高于**佳砂率时, 因集料的总表面积增加, 砂浆显得不足, 混凝土和易性不好, 而使混凝土不密实, 强度降低。 当然, 在强度允许的情况下, 陶粒泡沫混凝土可以不受**佳砂率的限制, 用更多的泡沫代替细骨料, 以减轻混凝土的容重, 提高混凝土的保温性能。一般陶粒混凝土的砂率为 0. 35～ 0. 60〔 2〕, 根据本试验研究, 陶粒泡沫混凝土的砂率可取 0.25～ 0. 31。


1. 5　用水量对陶粒泡沫混凝土强度的影响
   陶粒在混凝土中不但吸入大量的水, 而且造成混凝土和易性不良。 为了满足混凝土的和易性要求, 就必须在混凝土中掺入较多的水, 这必然对混凝土的强度产生一定的影响。 本文对不同用水量的陶粒泡沫混凝土进行了试验测定, 对某一特定的配比, 都有一个**佳用水量。当用水量小于此值时, 随着用水量的增加, 陶粒泡沫混凝土强度提高, 而当用水量超过此值时, 随着用水量增加, 混凝土强度降低。前者可用混凝土和易性不好解释,后者可用多加水部分在水泥硬化后, 原来被水占有的空间除一部分填充了水化产物外,其它部分完全变为孔隙而引起混凝土强度降低来解释。


2　结论
随陶粒掺量增加陶粒泡沫混凝土强度降低, 但陶粒掺量不宜过多。
当少量掺入泡沫时, 陶粒泡沫混凝土强度高于陶粒混凝土强度。
随水泥掺量增加陶粒泡沫混凝土强度提高, 但水泥掺量不宜超过 350kg/m 3。