陶粒骨料的混凝土实验研究

李岩

摘要：陶粒骨科混凝土是一种常见的混凝土类型，它相比于传统的混凝土来说质地更加轻盈，保湿效果和抗裂效果更好，并且作为一种环保型的材料，它在各方面的使用中符合国家对环境保护的要求，所以其占有一定的优势，但是它的强度比较低。在另一个方面可以说陶粒骨科混凝土是在传统的混凝土基础上保留了原本的有点进行的二次加工，让其在建筑的使用中更加方便，甚至能够在多种建筑山进行使用，能够保持其优点。陶粒骨料的混凝土作为本文研究的重点，在其运用的过程中的优势进行了阐述，并且还探究了怎样通过实验的方法增加混凝土的使用强度和使用的方法。

关键词：陶粒骨科；混凝土；低碳建筑

一、前言

陶粒骨科混凝土是一种由骨科轻砂与水以及水泥相互混合的混凝土，这种混凝土的制作材料是由特殊的骨科材料制成，它的质地比较轻，并且有极强的抗裂性和抗热性，在用这种材料搭建建筑的顶层可以防止混凝土因为高温的开裂，保证建筑的稳定性，还可以在发生地震等自然灾害的时候增加建筑的稳定性，防止顶端落下等危险的出现，这样在材料的选则和使用上就可以选择这样的材料进行使用。

在我国提倡低碳环保的前提下，陶粒骨科混凝土材料是一种环保的材料，不会对环境产生太多的影响，还可以保证建筑的完好，因此我国目前在大力提倡使用这种材料。那么在使用的过程中要注意它的硬度的要求，本文探究了这种材料的硬度和使用强度，并且在这种情况下进行了验证其有多大的可靠性和如何能增加这种材料的使用强度，一次来保证它的使用效率，让陶粒骨科混凝土材料成为今后我国建筑材料中重点需要的材料之一。

二、陶粒骨科混凝土发展现状

发达国家的陶粒混凝土已经达到一定的水平，而我国关于混凝土的应用则主要集中为陶粒混凝土，其他类型的轻骨料则较少。由于技术观念上的原因，轻骨料混凝土在我国主要应用于非承重结构，并且其成本较高，因此在我国上世纪的建筑中很少出现。而进入21世纪，随着节能成为企业发展的目标，轻骨料混凝土得到了更广泛的认可，尤其是高强轻骨料混凝土的研制使得建筑行业成本大大降低，我国高层建筑中广泛应用了这一材料，提高了建筑物的性能，珠海国际会议中心就是最好的证明。

1、混凝土的强度和密度

但就密度和强度来说，我国使用的主要为密度1900kg/m"，而强度为L.C50的陶粒混凝土。陶粒混凝土因在结构上与普通混凝士具有一定的差别。主要体现为其强度来源与力学性能存在差距，一般来说，陶粒混凝土的强度较低。

2、轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系

在轴心抗压强度与立方体抗压强度的关系实验中，当其抗压能力测试时，发现该立方体会同时产生横向和纵向应变。但其摩擦力明显对试件的横向膨胀起到了限制作用，并且随着其与试件断面距离的靠近，其约束力将逐渐增大。研究表明，在距离试件受压面约0.1866a其中：a为试件边长。但是在试验中，必须消除这种效应，从而正确的反映混凝土的抗压强度。使我国采用高和截面边长的比为3-4的棱柱体试件进行轴心抗压强度试验。如果以150mmx150mmx150mm和150mmx150mmx300mm的标准试件作为实验对象那么通过本次实验，我们可以得出结论：轴心抗压强度低于立方体抗压强度。并且其轴压比在0.80-0.98之间。

3、影响轴心抗压强度的主要因素

在研究影响轴心抗压强度的主要因素的实验中，对实验结果很多人持有不同意见。实际上，其原因在于轴心抗压的研究要比立方体抗压受力的研究要难，其受到多种因素的影响。其中包括：

（1）混凝土振捣过程中，其沿水平方向上的陶粒上浮现象，其主要原因在于陶粒的密度过小。同时，水泥浆中存在一定的积聚气孔。多数试件在加载后，伴随着陶粒上浮，厚砂浆区将出现严重的裂缝。（2）试件表面的平整度影响棱柱体试件的实验结果。（3）试件加载过程中，需要物理与几何中，以避免偏心受压现象的出现，但这一点在目前技术下无法实现。

三、对陶粒骨科混凝土的探究

1、实验方法

配合比设计参考JGJ51-2002《轻集料混凝土技术规程》，基准配合比的坍落度设计为180mm、强度等级为LC35。研究页岩陶粒的粒型、密度等级、预湿处理时间、颗粒级配、粉煤灰取代率、体积砂率等因素对页岩陶粒混凝土泵送性能的影响。本文采用坍落度与扩展度及比值K评价页岩陶粒混凝土可泵性。

2、实验结果预估

随着预湿处理时间的增加，K值在降低，常压浸水24h与48h对应的K值相等。1h坍落度损失随着预湿处理时间的增加明显减小，这主要是因为陶粒预湿处理时间越长，陶粒的吸水率越大，加入的拌合水相对减少，所以出机坍落度略有减小。由于陶粒吸水后存在微泵效应，使常压浸水处理时吸收的部分水，随着时间的推移释放出来，保持混凝土较长时间的可塑性；陶粒的预湿处理时间对其后期抗压强度影响并不大。比较各试验结果，推荐浸水处理时间为24h。

（1）在实验中一旦砂率较小时，增大砂率增加了包裹骨料的砂浆，提高了陶粒混凝土的坍落度和流动性；但体积砂率过大，骨料的比表面积增大，水泥浆不足，混凝土拌合物的流动性降低。由图3可知，随着体积砂率的增加陶粒混凝土28d抗压强度先增后减，这是由于体积砂率的增加改善了拌和物的粘聚性和匀质性，混凝土中陶粒所占的比例越小，混凝土的强度越高；而当砂率过大，混凝土容易分层离析，导致混凝土形成不均匀的结构，强度反而会降低。

（2）用圆球形和碎石形两种粒型的陶粒配制混凝土后的泵送性能比较。本试验采用基准配合比，使用800级的圆球形页岩陶粒和碎石形页岩陶粒，浸水时间均为24h。因此，采用圆球形页岩陶粒配制的混凝土的出机坍落度和1h坍落度经时损失比采用碎石形页岩陶粒配制的混凝土均要大。而且在试验过程中发现，圆球形页岩陶粒所配制的混凝土有轻微的离析现象。这主要是因为圆球形陶粒表面光滑、粒型规则，在混凝土拌和物中近似滚珠流动，所以圆球形页岩陶粒比碎石形页岩陶粒的流动性能好，圆球形颗粒与水泥浆的粘结力较弱，因而其抗离析的能力比碎石形颗粒弱。碎石形陶粒配制的混凝土的28d抗压强度比圆球形陶粒配制的混凝土的抗压强度高。综合比较，碎石形页岩陶粒有利于泵送和保证强度。

（3）在一定范围内，随着粉煤灰的掺量增大，28d强度略有降低，提高了混凝土的泵送性能。这是因为粉煤灰具有形态效应、活性效应和填充效应等物理活性，其玻璃微珠体呈光滑球形，在水泥浆体中起到润滑作用，既改善了拌和物的流动性，又增加了保水性和匀质性；采用部分粉煤灰替代水泥可以减小水泥浆体的密度，从而减小了陶粒与水泥石之间的密度差，可以起到减轻陶粒上浮的作用。但是当掺量超过20％以后，在提高拌合物的流动性的同时也加快了陶粒的上浮。因此单掺粉煤灰时存在一个较佳值，能够实现陶粒混凝土的流动性和抗分层离析性之间的协调。

四、结束语

作为一种常见的混凝土材料，陶粒骨科混凝土拥有质地比较轻、可塑性强、抗裂性能好的特点，但是与传统的混凝土材料相比它的缺点是使用的强度比较低。在建筑材料的中不方便运用。因此要探究怎样增强陶粒骨科混凝土的强度就成为了本文主要探究的问题之一。目前在我国的建筑领域中运用陶粒骨科混凝土材料的好比较少，但是这种材料是很好地节能环保的材料，所以在运用的过程中能够较好的对环境进行保护。本文就这种材料的环保性进行研究，以求增加这种材料的强度，保证混凝土材料有着比较高的强度，能够在我国建筑的各个领域进行运用，尽管我国研制出的这种新型的陶粒骨科混凝土与国外的新型混凝土材料还存在一定的差距，但是随着我国科技的不断发展，我国的科研人员还在不断地攻克这个难题，能够在不久的将来突破这个问题，将陶粒骨科混凝土变得更适合我国的建筑行业使用。

参考文献：

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