于周平

(紹興文理學(xué)院元培學(xué)院，浙江 紹興312000)

粗集料對陶?；炷量箟簭?qiáng)度影響的試驗(yàn)研究

于周平

(紹興文理學(xué)院元培學(xué)院，浙江 紹興312000)

抗壓強(qiáng)度是混凝土最基本的力學(xué)性能指標(biāo).影響陶?；炷量箟簭?qiáng)度的因素很多，文章研究了陶粒的最大粒徑和級配對陶?；炷恋目箟簭?qiáng)度的影響.研究結(jié)果表明，陶粒粒徑越大，混凝土抗壓強(qiáng)度也越低.最大粒徑相同，陶?；炷量箟簭?qiáng)度相接近，連續(xù)級配的混凝土比單粒徑和間斷粒徑配置的混凝土強(qiáng)度稍高.在級配相同的情況下，骨料的強(qiáng)度越高，陶?；炷量箟簭?qiáng)度也越高.

陶粒；粒徑；級配；混凝土；抗壓強(qiáng)度

0 引言

抗壓強(qiáng)度是混凝土最基本的力學(xué)性能指標(biāo).影響混凝土抗壓強(qiáng)度的因素很多.對于普通混凝土而言，水泥用量、水灰比、砂率等都是影響強(qiáng)度的重要因素.陶?；炷潦怯商樟?、普通砂、水泥和水配制而成的混凝土.陶粒在陶?；炷恋恼麄€體積中約占有一半左右，是混凝土的重要組成部分.除了以上因素外，陶粒自身的性能對陶粒混凝土的強(qiáng)度也有很大影響.陶粒的材質(zhì)、形狀、筒壓強(qiáng)度大小、吸水率等性能都是影響陶粒混凝土強(qiáng)度的重要因素[1～3].然而陶粒的強(qiáng)度相對較低，因此，陶粒的類型、強(qiáng)度、形狀和表面粗糙度、孔狀結(jié)構(gòu)、吸水性、表面粘接強(qiáng)度等對陶粒混凝土抗壓強(qiáng)度有重要影響[4].因此，研究陶粒對混凝土強(qiáng)度的影響在人造輕集料的開發(fā)和輕集料混凝土的配制具有一定的指導(dǎo)意義.本文主要針對長沙地區(qū)的陶粒強(qiáng)度、最大粒徑和級配對陶?；炷量箟簭?qiáng)度的影響進(jìn)行試驗(yàn)研究.

1 原材料、配合比和試驗(yàn)方法

1.1試驗(yàn)基本材料

(1)水泥：采用湖南坪塘南方水泥有限公司生產(chǎn)的P.O42.5普通硅酸鹽水泥，主要性能指標(biāo)如下：

表1 水泥的性能指標(biāo)

(2)陶粒：采用長沙地區(qū)生產(chǎn)的圓球形頁巖陶粒.如下圖1所示.

(3)砂：試驗(yàn)所用細(xì)骨料采用湘江天然河砂，堆積密度為1 610kg/m3，屬于中砂，II級級配.

(4)拌和水：自來水.

1.2試驗(yàn)的配合比

陶?；炷恋呐浜媳鹊脑O(shè)計(jì)方法有：絕對體積法和松散體積法[5].本試驗(yàn)依據(jù)采用《輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程》(JGJ51-2002)的要求按松散體積法進(jìn)行配合比設(shè)計(jì).

圖1 頁巖陶粒

表2 混凝土的配合比

1.3試件設(shè)計(jì)及試驗(yàn)方法

本次試驗(yàn)共制作9個尺寸均為150mm×150mm×150mm標(biāo)準(zhǔn)立方體試件.其中陶?；炷猎嚰?個，普通混凝土試件1個.試驗(yàn)中選擇了不同粒徑的陶粒制作試塊.骨料的粒徑及筒壓強(qiáng)度見表2.

表3 骨料的粒徑及筒壓強(qiáng)度

試件在TYE-2000E型壓力機(jī)進(jìn)行抗壓試驗(yàn).該試驗(yàn)機(jī)通過與電腦相連，自動穩(wěn)壓穩(wěn)速.見圖2.

圖2 抗壓試驗(yàn)設(shè)備

2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析

2.1試驗(yàn)荷載數(shù)據(jù)

本文通過對9個試件的試驗(yàn)，測量得到各試件的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度.具體情況見表4.

表4 混凝土立方體抗壓強(qiáng)度

2.2陶粒的最大粒徑對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

圖3 陶粒粒徑對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

由表3可知，LC1、LC2、LC3在其他條件相同的情況下，陶粒的密度隨著粒徑的增加而減小，陶粒的筒壓強(qiáng)度隨著粒徑的增加而減小.由圖3可知，LC1、LC2、LC3粒徑越大，骨料的筒壓強(qiáng)度越低，對應(yīng)的陶?；炷亮⒎襟w抗壓強(qiáng)度也越低.這說明在陶?；炷林写旨洗嬖诹叫?yīng).原因是骨料的最大粒徑與骨料本身的顆粒缺陷、界面粘結(jié)強(qiáng)度、應(yīng)力集中和顆粒在拌合物中的下沉速度有關(guān).一方面，骨料的粒徑越大，對應(yīng)的骨料比表面積就越小，而導(dǎo)致界面粘結(jié)強(qiáng)度降低，從而是混凝土的強(qiáng)度降低.另一方面，骨料的粒徑越大，在混凝土的拌制成型過程中，骨料本身存在缺陷的概率就越大，如骨料的有害氣孔和原始裂縫越多，越容易在混凝土中產(chǎn)生應(yīng)力集中，而導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降得越多.此外，骨料的粒徑越大，在混凝土的拌制過程中下沉越快，使混凝土內(nèi)的顆粒分布不均勻，而導(dǎo)致混凝土的強(qiáng)度下降.因此，對于陶粒混凝土而言，在配制混凝土?xí)r更應(yīng)該優(yōu)選粒徑較小的骨料.

2.3陶粒的級配對混凝土強(qiáng)度的影響

由圖4可以看出，LC3、LC6、LC7在最大粒徑相同的情況下，級配不同而混凝土立方體抗壓強(qiáng)度相接近，粗集料連續(xù)級配的混凝土比單粒徑和間斷粒徑配置的強(qiáng)度稍高.這說明粗集料的級配對陶?；炷恋目箟簭?qiáng)度有一定影響.原因是級配良好的粗集料有較大的堆積密度，同時也具有較小的空隙率，對應(yīng)的混凝土強(qiáng)度較高.當(dāng)粗集料級配不好時，即沒有或很少中間顆粒時，混凝土含有過多而且不易密實(shí)的砂漿，造成混凝土內(nèi)部均勻性差，密實(shí)度相對較差，強(qiáng)度變異性大.而且還會造成混凝土拌合物流動性差、離析，容易在內(nèi)部形成蜂窩孔洞等缺陷，從而直接降低混凝土的強(qiáng)度[6].尤其是單粒級粗集料中大顆粒較多時，集料的平均粒徑較大，集料周圍的應(yīng)力集中會相對較大，也會影響混凝土的強(qiáng)度.

圖4 陶粒級配對混凝土抗壓強(qiáng)度的影響

2.4陶粒的筒壓強(qiáng)度對混凝土強(qiáng)度的影響

圖5 陶粒的筒壓強(qiáng)度對混凝土強(qiáng)度的影響

由圖5可以看出，LC1、LC7以及LC2、LC8在級配相同的情況下，骨料的筒壓強(qiáng)度越高，混凝土立方體抗壓強(qiáng)度也越高.而由表4可知，在級配不同的情況下，骨料的強(qiáng)度與陶?；炷恋目箟簭?qiáng)度之間關(guān)系不明確，因此陶?；炷恋膹?qiáng)度僅用筒壓來衡量是不夠的，還與陶粒的顆粒級配、吸水率、尺寸、孔系率有關(guān)[7].

由表4可以看出，LC4與C9在配合比相同的情況下，普通混凝土的早期抗壓強(qiáng)度相對較低，而陶粒混凝土早期強(qiáng)度增長較快.但陶?；炷恋暮笃趶?qiáng)度比普通混凝土低.

3 結(jié)論

1)在其他條件相同的情況下，粒徑越大，骨料的強(qiáng)度越低，對應(yīng)的混凝土立方體抗壓強(qiáng)度也越低.

2)陶粒的最大粒徑相同而級配不同時，陶?；炷亮⒎襟w抗壓強(qiáng)度相接近，連續(xù)級配的混凝土比單粒徑和間斷粒徑配置的強(qiáng)度稍高.

3)在級配相同的情況下，骨料的筒壓強(qiáng)度越高，陶?；炷亮⒎襟w抗壓強(qiáng)度也越高.

4)普通混凝土的早期抗壓強(qiáng)度比陶?；炷恋?，后期強(qiáng)度比陶?；炷粮?

[1]翟紅俠.高強(qiáng)輕混凝土的試驗(yàn)研究[J].混凝土，2002(2)：13-15.

[2]屠志磊，張文平.輕集料混凝土的試驗(yàn)研究[J].建筑技術(shù)開發(fā)，2001(9)：24-26.

[3]Chen H J,Yen T,Lia T P,et al.Determination of the Dividing Strength and its Relation to the Concrete Strength in Lightweight Aggregate Concrete[J].Cement and Concrete Composites,1999(21):29-37.

[4]楊再富.粗集料對混凝土強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究與數(shù)據(jù)模擬[D].重慶大學(xué),2005.

[5]胡曙光，王發(fā)洲等.輕集料混凝土[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[6]莫林輝.淺析粗集料粒徑級配對水泥砼抗彎拉強(qiáng)度的影響[J].湖南交通科技，2001，27(4)：

[7]梁天宇.粗集料對混凝土抗壓強(qiáng)度影響的研究[D].重慶大學(xué)，2004.

Experimental Study of Effect of Coarse Aggregate on Compressive Strength of Ceramsite Concrete

Yu Zhouping

(Yuanpei College,Shaoxing University,Shaoxing,Zhejiang 312000)

The compressive strength is the fundamental mechanical property of concrete.There are many factors affecting the compressive strength of ceramsite concrete.The compressive strength of ceramsite concrete was studied in different maximum particle size,gradation and strength of ceramsite by tests in the paper.The research results show that the larger the particle size of ceramsite,the lower the strength of concrete.The compressive strengths of concrete are near in the same maximum diameter of ceramsite.The compressive strength of continuously graded ceramsite concrete is slightly higher than that of the single particle size and discontinuous grain size.In the same gradation conditions,the bigger the strength of aggregate,the bigger the compressive strength of ceramsite concrete.

ceramsite;particle size;gradation;concrete;compressive strength

2014-04-24

于周平(1982-)女，湖南永州人，講師，主要研究方向?yàn)榻Y(jié)構(gòu)工程.

U414

A

1008-293X(2014)08-0021-05

(責(zé)任編輯王海雷)