无砂混凝土的力学性能和热工性能分析.pdf

张春鹏 ： 无砂混凝土的力学性能 和热工 性能分析 l 3 无砂混凝土 的力学性能和热 工性能分析 张春鹏 ( 齐齐哈尔齐翔建工集团商品混凝土工程分公司 ， 黑龙江 齐齐哈尔 1 6 1 0 0 0) 【 摘要】 以水泥、 粉煤灰、 碎石等为原料， 选取不同骨料级配、 不同骨胶 比制备无砂混凝土， 通过测试强度、 孔隙率、 热工性能， 研究不同骨料级配、 不同骨胶比对无砂混凝土强度、 孔隙率、 热工性能的影响。 【 关键词】 无砂混凝土 ； 孔隙率； 强度； 热工性能 【 中图分类号】 T U 5 2 8 0 【 文献标识码】 B 【 文章编号】 1 0 0 1 6 8 6 4 ( 2 0 1 2 ) 0 5 0 0 1 3 0 2 无砂混凝土是一种无砂或者少砂的混凝土， 与普 通混凝土相比， 它具有轻质多孑 L 、 较低的水泥掺量、 低 密度、 低导热系数、 不离析、 保温等特点。无砂混凝土 建筑是非传统的建筑形式， 1 9 8 0年首先兴起 于英国， 当时利用这种混凝土建造各种的形式的房屋。在苏格 兰也有 3 3万栋无砂混凝土房屋， 主要集 中在社会保 障性住房领域 ， 这种房屋一定程度缓解了燃料匮乏问 题。无砂的混凝土外墙由于无砂导致内部形成很多孔 隙， 这种结构起到了保温隔热的作用 。 。另外， 无砂 混凝土可以应用于城市的广场、 庭院、 路径等场所， 大 幅度增加城市绿化面积， 改善城市生态环境 ， 并且大大 提高花草的耐践踏性 ； 还可以用于高速公路和江河护 坡、 护堤上， 既能固土， 又能改善环境。 1 试 验原材料 水泥： 虎鼎 P 0 4 2 5水泥； 粉煤灰： 阿城热 电厂 级粉煤灰； 石子 ： l 0 3 1 5 m m或 1 02 0 m m 两种级配碎石； 减水剂： 萘系 U N F一 5型高效减水剂 ( 减水率 1 5 2 0 ， 掺量为 0 6)。 2试 验方法 选取 4个骨胶 比， 2种骨料级配， 设计 8个混凝土 配合比， 见表 1和表 2 。试件采用强制搅拌机搅拌， 人 工振捣成型， 在标准条件下养护 ， 分别测试混凝土 7 d 和 2 8 d抗压强度， 利用排水法测定混凝土 7 d孔隙率 ( 2 8 d 孔隙率和7 d孔隙率几乎相同) 。另外采用热流 计法 “ ， 利用无 砂混凝砌筑 2 4 0 ra m厚试验墙体 结 构 ， 双侧 粉刷 2 5 ra m厚 导热 系数小 于 0 0 6 Wn l 的保温砂浆 ， 砂浆配合比以质量计为， 水泥：石灰膏： 砂：水 =l ：0 3 6 ：6 5 5 ：1 4 5； 砂浆稠度为 8 ：1 ； 砂浆强度为 R为 3 5 M P a ， 测试无砂混凝土墙体的热 工性能 。 表 1 无砂混凝土配合比( 石子粒径为 1 0 3 1 5 r n m) 。 骨胶比 水 粉煤灰 水泥 碎石 减水剂 l 苇 昔 ( G B) k g m一 3 k g m k g m k g m一 k g- m一 表 2 无砂混凝土配合比( 石子粒径为 1 0 2 0 ram) 骨胶 比 水 粉煤灰 水 泥 碎石 减水剂 I 苇 - 辟 ( G B) k g m 3 k g m一 k g m k g m。 3 k g m一 3 试验结 果与 分析 3 1 无砂混凝土强度 制率达到 6 0 以上。 ( 3 ) 掺可再分散性乳胶粉砂浆 的各项性能优于 同条件下的掺羟丙基甲基纤维素纤维素砂浆。 参考文献 1 赵帅， 李国忠， 曹杨，田颖 聚丙烯纤维和聚合物乳液对水 泥砂浆性能的影响 J 建筑材料学报。 2 0 0 7 ， 1 0 ( 6 ) ： 6 4 8 6 5 2 2 马保国， 吴嫒嫒， 张风臣， 戴璐 聚合物改性砂浆动态抗开 裂性研究 J 武汉理工大学学报， 2 0 1 0 ， 3 2 ( 8 ) ： 5 8 3 P a u l P K r a a i A p m p o d t e s t t o d e t e r m i n e t h e c r a c k i n g p o t e n t i a l d u e t o d r y i n g s h r i n k a g e o f c o n c r e t e J C o n c r e t e C o n s t r u c t i o n 。 1 9 8 5 ，3 0 ( 9 )： 7 7 5 7 7 8 收稿 日 期 2 0 1 2 0 3 0 7 作者简介】 沈嫣秋( 1 9 7 9一) ， 女， 黑龙江讷河人， 工程师， 从 事工程造价与工程技术研究工作。 1 4 低温建筑技术 2 0 1 2 年第 5 期( 总第 1 6 7 期) 骨胶 比 图1骨料级配、骨胶 比对无砂混凝土强度影响 从图 1可以看出， 特定骨料级配的条件下， 随着骨 胶比的逐渐变小， 无砂混凝土的抗压强度逐渐升高， 7 d 和 2 8 d 强度规律发展一致。这是由于骨胶比唯一因素 的变化导致了单位体积内胶凝材料总量的变化， 随着 骨胶比的变小， 胶凝材料总量增加， 很好的粘结了骨料 形成的紧密骨架结构 ， 这种胶结作用发挥的越充分， 越 能增加混凝土的整体坚固性， 提高了混凝土的强度。 骨胶比相同的条件下， 相同龄期时多级配骨料混凝土 的强度均高于单级配骨料的强度 ， 这是由于多级配骨 料支撑的混凝土骨架结构更加密室、 坚固， 更大程度的 接近骨料的紧密堆积， 骨料间的咬合、 摩擦等机械性能 增强了混凝土的强度， 同时总量相同的骨料 ， 多级配形 成的比表面积远大于单级配的， 这样就增加了胶凝材 料与骨料的接触面积， 使混凝土的整体强度增加。 3 2 无砂混凝土的孔隙率 骨胶 比 图2 骨料级配 、骨胶 比对无砂混凝土孔隙的影响 从图 I 可以看出， 特定骨料级配的条件下， 随着骨 胶 比的逐渐变小， 无砂混凝土的孔隙率逐渐变小， 7 d 和2 8 d强度规律发展一致。这是由于骨胶 比唯一因素 的变化导致了单位体积内胶凝材料总量的变化， 随着 骨胶比的变小 ， 胶凝材料总量增加， 水化产物增加 ， 填 补了部分骨架结构的孔隙， 导致孔隙率变小。骨胶 比 相同的条件下 ， 相同龄期时多级配骨料混凝土的孔隙 率均小于单级配骨料的孔隙率 ， 这是由于多级配骨料 支撑的混凝土骨架结构更加密实， 同时总量相同的骨 料， 多级配形成的比表面积远大于单级配的， 这样就增 加了胶凝材料与骨料的接触面积， 导致无砂混凝土内 部的孑 L 隙率变小。 3 3 无 砂混凝 土的热工性能 表 3 无砂混凝土的热工数据 从表 3可以看出， 当无砂混凝土的骨胶比为 7 ： 1 ， 混凝土的热阻值最大， 导热系数最小 ， 蓄热系数最大， 可见当骨胶比为 7 ： 1 时， 无砂混凝土的热工性能最优 良， 保温性能最好。这是由于骨胶 比为7 ： 1时， 无砂混 凝土的孔隙结构保温隔效果最优， 当骨胶比过大时， 孔 隙过于粗糙 ， 不够均匀， 保温隔热效果反而下降； 当骨 胶比过小时， 孔隙率过小， 保温隔热效果也下降。 4结语 ( 1 ) 一定范围内， 随着无砂混凝土骨灰逐渐变 小， 早期和后期强度逐渐升高； 骨胶 比一定 ， 相同龄期 时， 多级配骨料混凝土的强度高于单级配骨料混凝土 的强度 。 ( 2 ) 一定范围内， 随着无砂混凝土骨灰逐渐变 小， 两种骨料级配的混凝土孔隙率均变小； 骨胶比一 定， 多级配骨料混凝土的孔隙率小于单级配骨料混凝 土的孑 L 隙率。 ( 3 ) 单级配骨料， 水胶比为 o 3 6 ， 骨胶 比为 7 ： 1 时， 无砂混凝土的保温隔热性能最优。 参 考文献 1 A b a d j i e v a T ， S e p h i r i P I n v e s t i g a ti o n s o n 8 o m e p r o p e r t i e s o f N o F i n e s C o n c r e t e z U n i v e r s i t y o f B o t s w a n a ， B o t s w a n a 2 0 0 0 2 P u n c h K I n t r o d u c t i o n t o s o c i a l r e 8 e a r c h ： Q u a n t i t a t i v e a n d Q u a l i t a - fi v e A p p r o a c h e s Z 2 n d E d ， s a g e P u b l i c a t i o n s ， L o n d o n 2 0 0 5 3 3 雷筱艳， 田安国， 胡 杰， 万 峰 尚保亮混凝土小型砌块外保温 复合墙体热工性能试验研究 J 淮海工学院学报( 自然科学 版)。 2 0 0 7， ( 1 ) 4 王瑞 无砂混凝土墙体保温性能的试验研究 J 新型建筑材 料 ， 2 0 0 8 ， ( 1 ) 收稿 日 期 2 0 1 2- 0 3 0 7 作者简介 张春鹏( 1 9 7 8一 ) ， 男， 齐齐哈尔人， 工程师， 从事 建筑工程施工与商品混凝土技术研究工作。