陶粒混凝土自保温砌块及其热工性能的研究.pdf

2 0 1 3年 第 1 0 期 (总 第 2 8 8 期 ) N u mb e r 1 0 i n 2 0 1 3 ( T o t a 1 No 2 8 8 ) 混 凝 土 Co n c r e t e 混凝土制品 CoNCRET E PRoDUCTS 陶粒混凝土自保温砌块及其热工性能的研究 王长宝 。张茂 亮 ，陈闯 s ，杨艳娟 ，徐元盛 z ( 1 河南省建设工程质量监督总站 ，河南 郑州 4 5 0 0 0 0 ；2 河南建筑材料研究设计院有限责任公司，河南 郑州 4 5 0 0 0 2 ； 3 上海天恺硅粉材料有限公司，上海 2 0 0 0 7 0 ) 摘要 ： 利用粉煤灰陶粒代替天然骨料生产出抗压强度达到 MU 3 5的陶粒混凝土 自保温砌块 ， 并对其砌筑墙体 的保温性能进 行了测试 。 研究表明 ： 粉煤灰 陶粒混凝土 自 保温砌块墙体的实测传热 系数低于 1 0 w ( m 2 K) ， 保温性能明显优于烧结空心砌块和 普通混凝土空心砌块。 关键词 ： 陶粒混凝土 ；自保温砌块 ；传热系数 中图分类号 ： T U 5 2 8 7 文献标志码： A 文章编号： 1 0 0 2 3 5 5 0 ( 2 0 1 3 ) 1 0 0 1 4 5 0 3 R e s e a r c h o n t h e r m a l i n s u l a t i n g p e r f or ma n c e o f c e r a ms i t e c on c r e t e s e lf i n s u l a t i o n bl o c k s WA N GC h a n g b a o ， Z H AN GMa o a n g ， C H E NC h u a n g ， Y A NGY a t lj t l a n 2 , X UY u a n s h e n g ( 1 H e n a n P r o j e c t s Q u a l i t y S u p e r v i s i o n O ffic e ， Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 0 ， C h i n a ； 2 H e n a n B u i l d i n g Ma t e r i a l s R e s e a r c h a n d D e s i g n I n s t i t u t e C o ， L t d ， Z h e n g z h o u4 5 0 0 0 2 ， C h i n a ； 3 S h a n g h a i T o p k e n S i l i c a F u me C o ， L t d ， S h ang h a i 2 0 0 0 7 0 ， C h i n a ) Abst r ac t ： I t wa s pr o d u c e d t h a t the c e r a r ns i t e c o nc r e s e l f - i n s ul a t i on b l o c k u s i ng fly a s h c e r a ms i t e， whi c h the c o mp r e s s i v e s t r e n g t h me e t the r e q ui r e me nt s of M U3 5， an d the t h e r ma l i n s ul a t i n g pe r f o r man c e o ft h e c e r a ms i t e c o nc r e s e l f - i n s u l a t i o n bl o c k wa s a l s o s tudi e d Th e r e s u i t s h o w e d tha t t h e h e a t t r a n s mi s s i o n c o e ffic i e mo f c e r a ms i c o n c r e t e s e l f - i n s u l at i o n b l o c k m a s o n r y w a s l e s s t h a n 1 0 W ( m2 K) t h e t h e r m a l i ns u l a t i n g p e r f o rm a n c e wa s o bv i o us l y b e t t e r t h an fir e d ho l l o w b l o c k a n d no rm a l c o n c r e t e ho l l o w b l o c k Ke y w or ds ： c e r a ms i t e c o nc r e t e； s e l f - i ns u l a t i o n b l o c k； h e a t tran s mi s s i o n c o e ffic i e n t 0 引言 近几年来 ， 随着我国建筑节能和墙体材料革新工作 的 深入开展 ， 新型墙体材料 的开发和研究工作得到广泛 的重 视 ， 目前在河南地 区应用较 多的有 混凝土多孔砖 、 蒸压粉 煤灰砖和混凝土空心砌块 ， 以及非黏土烧结砖等， 但能真 正比较全面符合轻质、 保温、 节能、 环保等多种功能的优质 新型墙体材料并不多见。 陶粒是一种人造轻质粗集料 ， 一般 由页岩 、 黏土岩或粉 煤灰等经粉碎、 筛分 、 再在 1 0 0 0 高温左右下烧结而成 ， 外 壳表面粗糙而坚硬 ， 内部多孔 ， 具有较小 的密度和 良好 的保 温性能 ， 主要用于配制轻集料混凝土 、 轻质砂浆 ， 也可做耐 酸、 耐热混凝土集料 。 对其开发、 应用方面的研究 已有相关报 道0 - 6 ， 但针对其在量大面广的墙体材料领域的应用及其热工 性能的研究还很不够 。 本试验 以粉煤灰陶粒为主要原料 ， 研 制粉煤灰 陶粒混凝土 自 保温砌块 ， 对用空心砌块和空腔填充 发泡水泥砌块墙体的热卫l 生 能进行了研究并进行了对比分析。 1 试验 用原材料 水泥 ： 试验采用郑州某水泥厂生产的 P c 3 2 5 级水泥 ， 其技术性能应符合 G B 1 7 5 2 o 0 7 通用硅酸盐水泥 的要 收稿 日期 ：2 0 1 3 - 0 4 1 6 求 ， 2 8 d 抗压强度 3 6 9 M P a 。 粉煤灰 ： 试验采用郑州新力热电厂的干排 I I I 级粉煤灰 ， 烧失量 3 0 7 。 陶粒 ： 开封市御锦环保建材有限公司生产的 6 0 0 级粉煤 灰污泥陶粒 ， 颗粒堆积密度 5 2 0 k g m ， 表观密度 7 8 0 k g m ， 筒压强度 3 0 MP a ， 1 h 吸水率 5 2 ， 粒径 l O mm以下。 砂 ： 鲁山普通河砂 。 水 ： 普通 自来水 。 2 陶粒混凝土 自保温砌块的力 学性能 2 1试 验 配合 比的 确 定 根 据以往试验经 验 ， 选定轻 骨料混凝 土配合 比为 ： 水 泥： 粉煤灰 ： 砂： 陶粒： 水 - 2 9 0 k g ： 7 0 k g ： 4 2 0 k g ： 3 6 0 k g ： 1 6 0 k g ， 成 型 1 0 0 m mx l O 0 m m 1 0 0 mm立 方体 抗压 强度 试件 和 2 5 0 m mx 2 5 0 m inx 2 0 I l l I l 1 导热系数试件 ， 标 准养护 2 8 d 后 进行抗压强度和导热系数试验 。 粉煤灰陶粒混凝土立方体 2 8 d 抗压强度测试结果为 1 9 7 MP a ， 导热 系数测试结果为 0 2 4 8 W ( m K) ， 根据混凝 土小型砌块强度与混凝土试配强度间的关系嘲 ， 能够满足 生产 MU 5 0 级以下轻骨料混凝土 自保温砌块的强度要 求 ， 且其具有较低导热系数。 1 45 代水泥后 ， 混凝土拌合物 中浆体含量增大 ， 流动性增加 。 随 着取代量 的增大， 浆体含量增大 ， 这一效果将更加明显 ， 因 此 ，混凝土的坍落度随着石灰石粉掺量的增加而增大 。 还 有细度比水泥大的石灰石粉 比表面积大于水泥 ， 将需要更 多的水来润湿其表 面， 这将直接导致混凝土拌合物流动性 的降低 ， 从而表现为坍落度随着掺量增加的增幅放缓。 表面 需水量 的增加使石灰石粉混凝土拌合物的保水性 和黏 聚 性均要优于普通混凝土拌合物 。 综上所述 ， 由于掺合料的填充效应和形态效应 ， 掺加了掺 合料的混凝土拌合物工作陛能优于普通混凝土。 其他条件相同 时 ， 石灰石粉混凝土拌合物的坍落度要大于粉煤灰混凝土。 3 3 掺石灰石对混凝土力学性能的影响 根据表 9的试验数据分析 ， 从 图 1 中可以看 出 ， 在不 同掺量 的粉煤灰和石灰石 中 ， 随着掺量 的增加 ， 粉煤灰的 强度略高于石灰石粉。 不 同掺量下石灰石粉 随着龄期 的增 加 ， 混凝土抗压强度也逐渐降低 。 但是粉煤灰在掺量超过 2 5 后 ， 后期强度仍有所提 高。 主要原因是 因为在石灰石 粉掺量达到 2 0 时 ， 由于粉体材料太多 ， 提高混凝土 的单位 立方米用水量。 所得到新拌混凝土的黏聚性很好 ， 但是水灰 比的提高使混凝土的强度降低。 在混凝土中不取代水泥掺加 石灰石粉时， 为了保证混凝土的强度和工作性能， 在混凝土 中掺加石灰石粉时掺量在 1 0 o 右为佳。 大量的石灰石粉等 量取代水泥， 尽管也能发挥上面的作用 ， 但是石灰石粉的活 性不及水泥， 取代水泥后水化产物的总量减少 ， 由此引起强 度的降低 ， 这一效应随着掺量的增大而增大， 掺量达到一定 值时 ， 将完全抵消石灰石粉对混凝土强度的贡献。 表 9 试验早期和后期强度值 4应 用情 况 本次掺石灰石粉做矿物掺合料主要应用于 中山板芙项 目的 K1 + 4 2 5 4 3 0 渡兴半互通立交 ， 主要工程量包括 A， B， C ， D四个右转匝道 、 E左转匝道 、 主线跨线桥及互通 区内规划 路路段。 主要浇筑 C 4 0 混凝土方量约 1 0 0 0 m 3 。 整个施工过程 采用直接放料浇筑， 混凝土坍落度在 1 8 0 2 0 0 m m， 1 h 经时 损失为 1 0 m m。 C 4 0 混凝土 2 8 d 抗压强度为 5 3 0 MP a ，混凝 上接第 1 4 7页 5 15邵永健， 劳裕华， 等 承重兼保温的陶粒混凝土砌块块型设计 J 1 混凝土 ， 2 0 0 7 ( 9 ) 【 6 】 邵永健 ， 殷志文 ， 等 陶粒混凝土砌块的配合比设计与抗压强度 试验l J 1 混凝土 ， 2 0 0 7 ( 1 0 ) 【 7 7 G B T 4 1 1 1 1 9 9 7 ， 混凝土小型空心砌块试验方法 s 1 北京 ： 中国 标准出版社， 1 9 9 7 【 8 】 G B T 1 3 4 7 5 -2 0 0 8 ， 绝热稳态传热, el 质的测定标定和防护热箱 1 50 掺 量 图 1 不同掺量下的抗压强度比较 0 1 1 90 Zj U j5 0 掺量 图 2 不同龄期下的抗压强度比较 土抗压强度的标准差为 0 8 5 。 强度整体稳定性较好。 5结论 本次主要通过对石灰石粉在桥梁工程中的应用中， 发 现石灰石做矿物掺合料的混凝土一般有以下一些特点 ： ( 1 ) 石灰石粉可以作为一种矿物掺合料很好 的应用于 公路桥梁工程中。 ( 2 ) 当石灰石粉作为矿物掺合料时 ， 其掺量一般不超 过 1 5 。 如果采用超细石灰石粉可以考虑放大掺量。 ( 3 ) 石灰石粉混凝土其混凝土 的工作性 、 流动性和黏 聚性较好。 参考文献 ： 1 MI E L E N Z R C Mi n e r a l a d mi x t u r e s h i s t o r y a n d b a c k g r o u n d J C o n r e t e I n t e r n a t i o n a l ， 1 9 8 5 ( 8 ) 2 】陈剑雄 ， 李鸿芳 ， 陈寒斌 ， 等 掺超细石灰石粉和钛矿渣粉超高 强混凝土研究 J 建筑材料学报 ， 2 0 0 5 ( 1 2 ) ： 6 7 2 6 7 6 3 】张雄， 吴科如矿渣微粉作用机理及其关键技术【 A 】 ， 矿渣微粉研 究和应用论文集【 c 】 上海 ： 上海远东出版社， 2 0 0 3 ： 1 - 8 f 4 王冲 ， 蒲心诚 超细矿物掺合料对新拌混凝土的增塑减水机理 分析 A 五 广 渣微粉作用机理及其关键技术矿渣微粉研究和应 用论文集【 c 上海 ： 上海远东出版 ， 2 0 0 3 ： 9 5 9 9 作者简介： 联系地址： 联系电话： 田晓霞( 1 9 8 1 一 ) ， 中级工程师 ， 主要从事公路和桥梁材 料研发和检测工作。 广州市番禺区大石镇洛溪新城( 5 1 1 4 3 1 ) 1 5 9 2 O 32 7 6 9 2 法 s E 京 ： 中国标准出版社， 2 0 0 8 作者简介： 联系地址 ： 联系电话 ： 王长宝( 1 9 5 5 一 ) ， 男 ， 高级工程师 ， 主要从 事建设工程 质量技术工作。 河南省郑州市金水区金水路 1 0 2 号( 4 5 0 0 0 0 ) 1 3 83 8 1 7 6 6 41