陶粒泡沫混凝土配合比试验研究.pdf

2 0 1 2年第 9期 9月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 CHI NA CONCRETE AND CEMENT PRODUC 2 01 2 No 9 Se p t e mbe r 陶粒泡沫混凝土配合比试验研究 鹿健 良， 孙 晶晶 ( 安徽理工大学土木建筑学院， 淮南 2 3 2 0 0 1 ) 摘要 ： 研 究 了陶粒掺量 、 陶砂掺 量、 水泥用量对陶粒泡沫混凝 土强度 、 表观 密度 的影响 。通过三水平三因素正 交设计 方法确定 了各组分的最佳掺 量。研 究结果表 明， 配制陶粒泡沫混凝土 时， 陶粒掺量 、 水泥用量都有其 最佳值 ； 陶砂 的掺入 降低 了该种混凝土的强度 以及 比强； 从 综合 成本和材料 比强考虑 。 水泥用量不 宜过 多。 关键词： 陶粒泡沫混凝土； 强度 ； 表现 密度 ； 试验研 究 Ab s t r a c t ：T h e e ff e c t s o f c e r a mi s i t e d o s a g e ，c e r a mi c s a n d c o n t e n t a n d c e me n t c o n t e n t o n t h e s t r e n g t h a n d b u l k d e n s i t y a r e s t u d i e d Th e o p t i mu m q u a n t i t y o f e a c h c o mp o s i t i o n i s d e t e r mi n e d b y t h r e ec t o m o n t h r e e l e v e l s Th e r e s e a r c h r e s u l t s p r o v e t h a t w h e n mi x i n g c e r a mi s i t e La me d c o n c r e t e ，b o t h c e r a mi s i t e d o s a g e a n d c e me n t c o n t e n t h a v e t h e i r b e s t q u a n t i t y r h e a d d i t i o n o f c e r a mi c s a n d r e d u c e s t h e s t r e n g t h a n d s p e c i fi c s t r e n gth o f c o n c r e t e a n d c e me n t q u a n t i t y i s u n f a v o r a b l y o v e r mu c h f r o m t h e p o i n t s o f b o t h c o mp r e h e n s i v e c o s t s a n d ma t e r i a l s s p e c i fi c s t r e n g t h Ke y wo r d s ： C e r a ms i t e f o a me d c o n c r e t e ； S t r e n gth ； De n s i t y ； E x p e ri me n t a l r e s e arc h 中图分 类号 ： T U 5 2 8 2 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7( 2 0 1 2 ) 0 9 6 0 0 3 0前 言 自实心黏土砖限制使用政策实施 以来 ， 新型墙 体材料的研制得到广泛开展 ， 同时也得到市场 的广 泛认可使用【” 。特别是混凝土砌块在现代建筑 中被 大量采用 ，但其节能保温远不能满足 5 0 的要求。 采用 陶粒生产的砌块强度较高 ， 但保温效果不佳闭 。 盖广清研制 出陶粒泡沫混凝土砌块 ， 其抗压强度可 以达到 1 0 MP a ， 导热 系数为 0 3 1 8 W ( m K ) ， 当时由 于成本高限制其推广嘲 。文献 3 】 研制 的陶粒泡沫混 凝土 强度在 1 0 MP a以上时 ，其 干表 观密度 低 于 1 0 0 0 k m ，原材料 中的陶砂增加 了产 品的生产工 序。陈小萍用管桩余浆制作引气料浆 ， 掺 以超轻陶 粒试制 出陶粒增强加气混凝土砌块 ，等级为 B 0 7 。 本文主要探讨 了陶粒用量 、 陶砂掺量 、 水泥用量对 强度的影响 ， 并测定不同情况下 陶粒泡沫混凝土的 表观密 度 。 1 试验原 料 水 泥 ： 徐州 某公 司生 产 的 P C 3 2 5复合 硅 酸盐 水泥 ， 性能见表 1 。 表 l 水泥的性能 陶粒 ： 南通某公司产黏土高性 能陶粒 ， 性 能见 表 2 。 发泡剂 ： 山东某公 司产 ， 动物蛋 白质类 ， 性能见 表 3 。 表 2骨料的性 能 表 3 发泡剂的性能 兑水倍数 发泡倍数 3 366 2试验设 计 影响陶粒泡沫混凝土性能的因素较多 ， 如陶粒 一 6 0一 用量 、 陶砂用量 、 水泥用量 、 泡沫用量 、 水灰比 、 养护 条件等。考虑到试验数量 ， 本次试验采用 了三水平 三因素的正交设计方法设计试验方案。陶粒内部的 多孔结构使得其具有较 大是吸水性 ，多发生在 1 h 之 内 ，试 验 时 提前 l h将 骨料 预 湿 。参 照 G B T 1 1 9 6 9 -2 0 0 8 ( 蒸压加气混凝土性能试验方法 、 J C T 鹿健 良， 孙晶晶 陶粒泡沫混凝土配合 比试验研究 1 0 6 2 -2 0 0 7 泡沫混凝土砌块 、 G B T 5 0 0 8 1 -2 0 0 2 普通混凝土性能试验方法标准测试试件 的表观 密度 、 强度。具体配合 比及试验结果如表 4所示 。 3试验 结果 及分 析 3 1 表 观密度 的影响分 析 陶粒泡沫混凝土与普通混凝土的最显著 的区 表 4 配合 比及试验结果 注： 表中陶砂的百分数是指陶砂 占粗细骨料的体积百分比； 表中括号中 1 0 0表示边长为 l O O m m的试件， 1 5 0表示边长为 1 5 0 m m的试件； 膨胀剂用量 1 4 k g 。 别在于密度小 ， 试验所得 的各组 陶粒泡沫混凝 土的 干表观密度见表 4 。由结果可知， 陶粒泡沫混凝土的 干表观密度为( 1 0 0 0 l 5 0 ) k g m 。 当陶粒用量为 0 8 m 时 ，混凝土表观密度的代 表值为 1 0 8 1 5 7 k m。 ， 陶粒用量为 0 8 6 m 的代表值 为 1 0 0 7 8 k g m ，陶粒用量为 0 9 m 的代表值 9 9 5 7 3 k g m 。陶粒用量 由 0 8增加至 0 8 6时 ， 代表值降低 7 3 7 7 k m ， 下降 了 6 8 2 ； 当陶粒用量 由 0 8 6增加 至 0 9时， 代表值降低 1 2 0 7 k m ， 下降 1 2 0 ， 下降 幅度小于前一阶段。陶粒用量的增加降低了混凝土 的密度 。 陶砂未掺入 的表 观密度代 表值 为 1 1 1 0 4 3 k I n ； 掺人 2 0 陶砂 时代 表值为 9 7 3 1 3 k g m ， 代 表值 降低 1 3 7 3 k g m ， 下降 1 2 3 6 ； 3 0 陶砂掺入时相对 于 2 0 代表值上升至 1 0 0 1 5 3 k m ，比不掺陶砂降 低 1 0 8 9 ， 下降 9 8 1 。陶砂的掺人可以减小陶粒泡 沫混凝土的表观密度。 水 泥用 量 为 3 8 0 k g时 ，表 观 密 度 代表 值 为 1 0 0 3 6 3 k m ；水泥用量增加 至 4 1 0 k g ，代表 值为 1 0 4 2 5 k g m ， 增加了 3 8 7 ； 水泥用量增加 至 4 5 0 k g 时， 代表值为 1 0 3 8 7 k g m ， 增加了 3 5 2 。 3 2 强度的影响分析 单位体积使用 0 8 m 陶粒的混凝土强度最 高 ， 代表值为 8 4 3 MP a ， 随着陶粒用量的增加 ， 强度均有 不同程度降低 。 陶粒用量 0 8 6 m 的代表值 6 5 7 MP a ， 降低 了 2 2 0 6 ， 陶粒 为 0 9 m 时 ， 混凝土强度 略有 上升 ， 代表值为 7 7 5 MP a ， 比0 8 m 降低 8 O 7 。 未掺人陶砂 的强度代表值为 1 0 9 3 MP a ；掺人 2 0 陶砂时的强度下降到 6 3 MP a ，降幅为 4 2 3 6 ； 陶 砂 掺 量 增 加 到 3 0 时 ，强 度 代 表 值 更 低 至 5 0 3 MP a ， 比未掺陶砂下降一半多( 5 3 9 8 ) 。陶砂的 掺人大大降低混凝土的强度 。 陶粒用量为 3 8 0 k g时 ，混凝土强度代表值 为 6 8 7 MP a ； 当水泥用量增加到 4 1 0 k g ， 强度代表值为 6 6 3 MP a ， 强度变化不大 ； 水泥用量为 4 5 0 k g ， 代表值 增加为 1 0 0 MP a ， 增加了 3 1 3 MP a ， 增幅 4 5 5 6 。 3 3 比强影响分析 比强可 以更 直观反应各因素对表观密度的影 响。当陶粒用量 0 8 m 时 ，比强 的代表值 1 3 0 9 k g MP a ； 陶粒用量 0 8 6 m 。 时 ， 代表值 2 3 5 4 7 k g MP a ， 增 加 了 7 9 8 9 ； 陶 粒 为 0 9 m 时 ， 比 强 代 表 值 1 4 5 9 4 k g MP a ， 比 0 8 m3时上升 了 l 1 4 9 ， 比 0 8 6 m 下 降 3 8 0 2 。 未掺陶砂 比强代表值 1 0 2 4 1 ，陶砂 用量 2 0 时 ， 代表值增加到 1 6 6 1 8 ， 上升 6 2 2 6 ； 3 0 陶砂 时 的代表值 2 5 0 4 6 ， 增加 1 4 4 5 7 。 水泥用量在 4 5 0 k g时 ，混凝土的比强代表值最 低 ，为 1 1 8 2 1 k g MP a ，比4 1 0 k g时的代表值 2 2 5 5 9 k g MP a降低 4 7 6 0 ，比 3 8 0 k g用量代表值 1 5 9 2 6 k g MP a下降 2 5 7 8 。 一 61 2 0 1 2 年第 9 期 混凝土与水泥制品 总第 1 9 7 期 告 量 糖 察 9 o 8 5 重8 0 7 5 憩7 0 6 5 6 0 陶粒 m3 ( a ) 0 8 0 O8 O m 吕 糖 霞 懈 O 2 O 3 O 陶砂 ( b ) 图 1 因素及水平对表观密度的影响 O 兰 稚 霞 3 8 0 41 0 45 0 水泥 k g ( C ) 2 O 3 O 3 8 0 陶砂 ( b ) 图 2 因素及水平对强度 的影 响 0 8 6 0 9 0 O 陶粒， m ( a ) 2 0 陶砂， f b1 图 3因素及水平对 比强的影响 4结论 ( 1 ) 陶粒泡沫混凝 土作 为建筑外墙保温材料 ， 材料的强度和表观密度是最主要的性能指标。陶粒 用量为 0 8 m 时， 材料的表观密度代表值最大 ， 比强 代表值最小 ， 是陶粒 的优选用量。 ( 2 ) 陶砂的使用 可以降低拌合物 的表观密度 ， 但强度的下降幅度更大于表观密度 的下降幅度 ， 建 议在生产试验 中不掺入陶砂。 ( 3 ) 水泥用量对混凝土的表观密度和强度都有 影响 ，更直接的受益者是强度 ，其优选用量为 4 1 0 k g。 参考文献 ： 1 】 王久立 我国建筑材料发展 中的几个 问题 J 混凝土， 2 0 0 2 62 41 0 45 0 水 泥 k g ( c ) 3 8 0 41 0 4 5 0 水泥 k g ( C ) ( 2 ) ： 3 6 2 】 盖广清 陶粒 泡沫混凝土孔结构 及其对性能影 响的研究 J 硅酸盐建筑制品， 1 9 9 5 ( 5 ) ： 1 3 - 1 5 3 】 孙文博， 李家和， 张志春 陶粒 泡沫混凝土强度 及其影响 因 素研 究f J 哈尔滨建筑大学学报， 2 0 0 2 ， 3 5 ( 3 ) ： 7 9 8 3 4 】 陈小萍 陶粒增强加气混凝 土砌块 的试制及其砌体性能试 验研究 D 杭州： 浙江大学， 2 0 0 6 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 8 - 0 7 作者简介 ： 鹿健 良( 1 9 8 7 一 ) ， 男 ， 硕士研究生 。 通讯地址 ： 淮南市舜耕 中路 1 6 8号 联 系电话 ： 1 8 2 5 6 3 9 2 2 3 6 E - ma i l ： 5 8 4 3 7 4 6 5 9q q c o m 嘶 一 、 嘿丑