表面处理陶粒配制高强轻质混凝土的研究.pdf

2 0 1 4年第 7期 7月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 C HI NA C0NC RE T E AND C EME NT P R0DUC T S 2 01 4 No 7 J u l y 表面处理陶粒配制高强轻质混凝土的研究 韦银华 ， 邹文裕 ( 苏州混凝土水泥制品研究 院有 限公 司江苏省高耐久混凝土工程技术研究中心 ， 2 1 5 0 0 4 ) 摘要 ： 对 陶粒表 面进行 处理 ， 降低其吸水率 ， 并且掺 加硅 灰 ， 有效 配制 出 了高强轻质 陶粒混凝 土。 同时， 表 面处 理 陶粒掺硅 灰混凝土具有 良好的抗渗性能。 关键词 ： 页岩陶粒 ； 表 面处理 ； 硅灰 ； 轻质 高强 Ab s t r a c t ：T h e c e r a mi c s u r f a c e t r e a t me n t i s c a r r i e d o u t t o r e d u c e t h e wa t e r a b s o r p ti o n r a t e ， a n d a d d i n g s i l i c a f u me c a n b e e ff e c ti v e i n t h e p r e p a r a t i o n o f h i g h s t r e n g t h l i g h t we i g h t a g g r e g a t e c o n c r e t e At th e s a me t i me ， c e r a mi c c o n c r e t e wi th s i l i c a fume a f t e r t h e s u r f a c e t r e a t me n t of h a s g o o d i mp e r me a b i l i t y Ke y wo r d s ： Ce r a mi c ； S u rfa c e t r e a t me n t ； S i l i c a f u me ； L i g h t we i g h t a n d h i g h s t r e n g t 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 4) 0 7 1 0 - 0 3 0前言 建筑节能与环境保护是 国家建设新 型社会 的 重要环节。 轻集料陶粒混凝土较普通混凝土具有 自重轻且有 良好 的隔热 、 隔声、 保温功效。轻集料 陶 粒混凝土在满足设计强度要求下， 一般 自重可以降 低 3 0 4 0 ， 具有显著的经济和社会效益。利用高 强轻集料可以配制 出体积密度小于 1 5 0 0 k g m 3 , 强度 等级为 C I A O以上 的结构用轻集料混凝土 ，即高强 轻集料混凝土， 属于高性能混凝土的一种【 l 1 。高强轻 集料陶粒混凝土可广泛应用 于工业 与民用建 筑和 土木工程 的承重结构 。 更适用于软土地基 、 地震 区 和碱集料反应多发 区建造大跨度 的桥梁 和高层建 筑。 1 试 验材 料 和方 法 1 1 试验 材料 水泥 ： P 0 5 2 5级水泥 物理性能见表 1 。 表 1 P 0 5 2 5级水泥 的物理性 能 掺合料 ： 级粉煤灰 ；堆积密度为 8 5 4 k g m 的 硅灰 ： 高性能磨细矿渣粉。 E V A乳液 ：南京某公 司产 1 3 1 8乳液 ，呈乳 白 色 能增加陶粒与浆体结合强度。 细集料 ： 细度模数 3 4 、 堆积密度 8 6 5 k g m 3 , l h吸 水率 5 2 的页岩陶砂 ， 连续级配。 粗集料 ： 高强页岩陶粒 ， 具体性能指标见表 2 。 外加剂 ： 高效萘系减水剂。 一 1 0一 表 2 高强页岩 陶粒 的性能 1 2 试 验方法 通常所用的页岩陶粒表面粗糙 、内部多孔 ， 比 普通集料有更大的吸水率 ( 1 h吸水率 5 1 0 ) ， 用 其 配制混凝土时 ， 必须将其饱和预湿处理 。常用的 方法有 ： 常温饱水预湿 、 常温高压预湿 、 真空预湿和 高温浸水 预湿等 。 这些方法有 的需 时较长 ， 且达 不 到应有 的效果 。本文将页岩陶粒进行常温饱水 1 h 和表面乳液处理。 页岩陶粒表 面处理 ：采用 表面浸渍处 理的方 法 让页岩 陶粒在 1 3 1 8乳液中浸泡 1 h ， 使陶粒表面 均匀粘附乳液 。 然后将处理后 的陶粒在室内 自然状 态下干燥 4 8 h 基本达到干燥效果 。由于陶砂破碎后 比表 面积增大 ， 需水量大 ， 故本试验 同样对 陶砂进 行表面乳液处理 。 试验分别选 用饱水处理和乳液处 理陶粒分别 掺加粉煤灰 1 0 、矿粉 1 0 、硅灰 5 、 1 0 、 1 5 、 2 o 的掺合料进行混凝土配制 ， 配合 比 2 】 见表 3 。 1 3 陶粒混凝土拌合物性能分析 从表 3可以看 出， 浸水饱和陶粒混凝土和表面 乳液 处理混凝 土在相同掺合料 、 相同掺量时 ， 表 面 乳液处理混凝 土的坍落度和密度均不 同程度低 于 浸水饱和陶粒混凝土。这可能是 由于乳液处理陶粒 表面封锁 了陶粒表面的孔隙通道3 】 ， 让 陶粒不能吸 入水 ， 而浸水陶粒由于没有 防水乳液阻断内部与外 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 韦银华 ， 邹文裕 表面处理陶粒配制高强轻质混凝土 的研究 注 ： 用水量为净 用水量 ； 由于硅粉 比表面积较大 ， 掺硅粉的混凝土不 同程度 地增 加了减水剂用量 ； 表 中 Y代表浸水处理 ， C代 表乳液表面处理 。 部水流通道 。 因此在相同用水量前 提下 ， 坍落度 比 乳液表面处理陶粒混凝土的大 ， 密度也稍大。同时 ， 乳液表面处理及硅灰 4个不 同掺量的混凝土 中坍 落度随硅灰掺量增大先变大后变小 ， 密度不同程度 减小。 这是因为硅灰 比表面积约为水泥的1 0 0倍 ， 为 了保证陶粒混凝土的体积稳定性 ， 减少 了陶粒粗骨 料用量 ， 因而密度有不同程度减轻。同时 ， 硅灰 比表 面积较大 。 在相同用水量 和J f , ll 剂的情 况下 ， 硅灰 掺量过大会使混凝土坍落度变小 ， 影响施工性能。 2 试 验 结果分 析 2 1 表面处理陶粒性能的影响 通过 1 3 l 8乳液浸泡 。页岩陶粒 吸水率发生 明 显变化， 具体见表 4 。 表 4 1 3 1 8乳液处理页岩陶粒前后 的变化 由表 4可以看 出， 改性乳液处理页岩陶粒的吸 水率明显减小 ， 大约为处理前的 2 0 。且超过 l h处 理后陶粒吸水率基本趋于稳定。页岩陶粒的筒压强 度和表观密度没有明显变化 。 2 2陶粒混凝土的抗压强度 按表 3配 比进行试验 ，采用强制 式搅拌机搅 拌 ， 混凝土振捣成型 ， 试件成型 2 4 h后拆模 ， 进行标 准养护 。 混凝土强度测试按 G B T 5 0 0 8 2 2 0 0 9 ( 普通 混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准进行 。 具体抗压强度见表 5 。 由表 5可以看 出， 浸水饱 和陶粒混凝 土和表面 乳液处理 混凝 土在相 同掺合料 、 相 同掺量下 ， 表面 乳液处理混凝土 3 d和 2 8 d抗压强度均不 同程度高 表 5页岩 陶粒混凝 土抗压强度 于浸水饱和陶粒混凝土。究其原因， 可能是： 浸水 饱和 陶粒 的吸水作用使原先吸附的水在混凝土硬 化过程 中释放 出来 在 陶粒和水泥浆之间形成水 膜， 造成了该区域水胶比局部变大， 强度偏低。由 于该乳液具有增强水泥浆表面粘结强度 的作用 。 因 而乳液处理 陶粒混凝土 比浸水饱和混凝 土有更高 的强度 同时 ， 经乳液处理陶粒混凝土随着硅灰掺量增 加 ， 抗压强度上升到一定阶段后便不再上升。这是 由于 陶粒混凝土后期强度受轻集料本身强度 的限 制一般都增长不大( 3 d强度已达 2 8 d强度的 8 0 左 右 ) ； 且 由于陶粒强度低于水泥石强度 ， 界面区已不 是最薄弱环节 ， 陶粒的强度制约了陶粒混凝 土的强 度 发展 。 2 3陶粒混凝土的抗渗性能 选取上述浸水 陶粒混凝 土和表面乳液处理 陶 粒混凝土 ( 掺 1 0 硅灰) ， 并选取与其相似强度的普 通混凝土按 G B 1 r 5 o 0 8 2 2 0 0 9进行抗渗性能测试 。 详细结果见表 6 。 由表 6可以看 出。 陶粒混凝土抗渗性能要明显 一 】1一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m