高強高性能輕集料混凝土配合比的研究

除了強度高、質(zhì)量輕的特點外，新型輕集裝配混凝土不僅具有高度和質(zhì)量輕的特點，而且具有隔熱、抗火性、抗疲勞、耐酸堿性等特點。因此，優(yōu)質(zhì)輕集裝配混凝土適合大中型結(jié)構(gòu)、高層建筑、抗疲勞結(jié)構(gòu)、所需承受的耐候結(jié)構(gòu)、海洋工程和堿骨料反應(yīng)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。此外，利用優(yōu)質(zhì)微集裝配混凝土建造高層建筑、橋梁建設(shè)和道路工程可以減少重量，降低項目成本，取得顯著的經(jīng)濟效益。本文介紹了青島膠州灣剩余水泥中葡萄糖的700個等級糧食的制備和研究。1測試1.1海泥陶粒的性質(zhì)1.1.1水泥P.O42.5R山鋁牌普通硅酸鹽水泥,水泥的物理力學(xué)性能見表1.1.1.2粉煤灰濰坊電廠產(chǎn)的Ⅱ級粉煤灰,密度為2.22g/cm3.1.1.3海泥陶粒青島市四產(chǎn)新型建材有限公司生產(chǎn)的700級海泥陶粒,顆粒形態(tài)見圖1,陶粒的各項性能指標(biāo)見表2.1.1.4砂細(xì)度模數(shù)2.85的河砂,堆積密度為1500kg/m3,密度2.65g/cm3,含泥量為1%.1.1.5外加劑利用萘系高效減水劑專門配制的特殊外加劑,摻量為膠凝材料用量的1.5%.1.1.6水自來水.1.2高強高強輕集料混凝土正交試驗設(shè)計高強高性能輕集料混凝土是由海泥陶粒、水泥、粉煤灰、砂、水和外加劑等組分組成.陶粒和砂主要起骨架和填充作用,它們之間的相對用量的多少,可以用體積砂率(砂的體積與砂和陶粒的總體積之比)來表示.體積砂率的大小不僅影響高強高性能輕集料混凝土的工作性和強度,而且還影響混凝土的密度,是一個十分重要的參數(shù).膠凝材料的作用是將陶粒和砂等骨料膠結(jié)成一個整體.為了使高強高性能輕集料混凝土獲得較高的強度,不但要求由膠凝材料和水所成的水泥漿體必須填滿粗細(xì)骨料之間的空隙,而且還應(yīng)在陶粒表面形成一定厚度的水泥漿體包裹層,也就是說水泥漿體要有一定的富余系數(shù).此外,膠凝材料中粉煤灰所占的比例大小不僅影響高強高性能輕集料混凝土的成本、強度,而且還顯著影響混凝土的耐久性.為了減輕試驗工作量,我們在進行了大量初步探索性試驗的基礎(chǔ)上,設(shè)計了L9(33)正交試驗.三個因素分別選為膠凝材料用量A、粉煤灰取代量B和體積砂率C.各因素的三個水平見表3,正交試驗設(shè)計見表4,高強高性能輕集料混凝土正交試驗配合比見表5.2結(jié)果分析2.1試驗結(jié)果通過正交試驗測得的高強高性能輕集料混凝土的工作性、強度和密度值見表6.2.2高強、短纖膠凝材料混凝土的性能各因素對不同齡期強度影響的分析結(jié)果見表7和圖2、圖3、圖4.試驗結(jié)果表明:1)高性能輕集料混凝土的強度隨著膠凝材料用量的增大而增大,但膠凝材料的總用量超過600kg/m3時,混凝土的強度增長不顯著,適宜的膠凝材料用量為500kg/m3-600kg/m3.2)適宜的粉煤灰摻量為膠凝材料質(zhì)量的25%.3)砂率在30%-40%范圍內(nèi)每增減2%,高強高性能輕集料混凝土各齡期的強度相應(yīng)增減1.0MPa.4)輕集料混凝土具有早期強度高,后期強度增長幅度小,增長速度較慢的特點.2.3混凝土密度.幾種因素對高強高性能輕集料混凝土密度影響的試驗分析結(jié)果見表8.結(jié)果表明,粉煤灰取代量在20%-30%范圍內(nèi)變化,輕集料混凝土密度變化不顯著.影響輕集料混凝土密度的主要因素是膠凝材料的用量和體積砂率.膠凝材料用量增加100kg/m3,輕集料混凝土的密度大約增加25kg/m3;體積砂率增加10%,輕集料混凝土的密度大約增加60kg/m3.2.4輕集料混凝土的工作性由于輕集料密度較小,輕集料在混凝土中的離析現(xiàn)象普遍存在,使得高性能輕集料混凝土的工作性較普通混凝土復(fù)雜得多.輕集料在混凝土中的離析程度受輕集料的顆粒密度、粒形、粒徑、砂率、水泥漿體黏度、水泥砂漿與輕集料的密度差等多種因素影響,可以通過摻加適當(dāng)?shù)牡V物摻合料、調(diào)整砂率、減小輕集料粒徑和使用專用外加劑等技術(shù)措施有效控制.而輕集料混凝土的坍落度經(jīng)時損失主要取決于外加劑的性能和陶粒預(yù)吸水處理的好壞.高性能輕集料混凝土的工作性是一個綜合性能指標(biāo),影響因素較多,必須從多方面加以考慮.我國輕集料混凝土工作性的檢測方法與普通混凝土相同.對于塑性拌合料,一般采用坍落度值控制拌和物的流動性,再附加目測來判斷粘聚性和抗離析性.高性能輕集料混凝土,為了滿足較小的水膠比,必須加入高效減水劑來實現(xiàn)高流動性.高效減水劑的摻入,增大了拌和物的流動性,使拌和物的抗離析性降低.因此,在評價高性能輕集料混凝土拌和物的工作性時,就不能只考察混凝土拌和物的坍落度.作為高性能輕集料混凝土工作性的一種簡易的評定方法,一般采取用坍落度和坍落擴展度(用拌和物坍落穩(wěn)定時所鋪展的直徑表示)共同評價混凝土的工作性.我們控制混凝土的坍落度為240mm～260mm,實測結(jié)果為250mm～260mm,與之相對應(yīng)的坍落擴展度變化范圍為450mm～500mm,坍落度/坍落擴展度=0.51-0.56.為了能夠合理反映輕集料上浮情況,我們曾提出了輕集料均布系數(shù)的試驗方法.按此方法測得的坍落度為200mm～250mm的輕集料混凝土的輕集料均布系數(shù)km約為1.03～1.05.表明所配制的輕集料混凝土的輕集料上浮現(xiàn)象不顯著.3混凝土配合比綜合考慮各種因素對混凝土強度、密度、工作性和經(jīng)濟性的影響作用,得出700級海泥陶粒配制高強高性能輕集料混凝土的適宜配合比為:水泥為385kg/m3-450kg/m3,Ⅱ級粉煤灰用量為125kg/m3-150kg/m3,體積砂率為35%,外加劑為膠凝材料的1.5%,水約150kg/m3-160kg/m3.按照該配合比制備的高性能輕集料混凝土的密度等級為1800級,28d強度可達45MPa-50MPa,快速凍融循環(huán)可超過300次,利用RCM法測得的氯離子擴散系數(shù)僅為8.95×10-12m2/s-7.73×10-12m2/s.4海泥陶?；炷?)體積砂率是影響高強高性能輕集料混凝土的密度等級和強度的主要因素,適宜的體積砂率為30%-35%.2)適宜的膠凝材料用量為500kg/m3-600kg/m3,粉煤灰最佳摻量為膠凝材料質(zhì)量的25%.3)利用700級海泥陶粒制備高強高性能輕集料混凝土的適宜配合比為水泥為385kg/m3-450kg/m3,Ⅱ級粉煤灰用量為125kg/m3-150kg/m3,體積砂率為35%,外加劑為膠凝材料的1.5%,水約150kg/m3-160kg/m3.4)利用700級海泥陶粒制備的密度等級