蔡奕煜 王晨 文向陽(yáng) 郭雨晨

摘?要：采用42.5普通硅酸鹽水泥、硅灰、高效減水劑、粉煤灰陶粒、普通砂，用普通攪拌工藝可配置出抗壓強(qiáng)度高達(dá)479MPa、表觀密度為1880kg/m3輕質(zhì)高強(qiáng)自密實(shí)混凝土。CL45強(qiáng)度等級(jí)的輕骨料混凝土各因素適宜的取值為：水膠比為0.40，硅粉的摻量為10%，砂率為39%，高效減水劑摻量為2.0%。

關(guān)鍵詞：粉煤灰陶粒;抗壓強(qiáng)度;自密實(shí)

中圖分類號(hào)：TU528

輕骨料混凝土具有輕質(zhì)、保溫、耐火、變形性能良好、彈性模量較低等特點(diǎn)，在大跨徑結(jié)構(gòu)、高層建筑、以及地震頻發(fā)地區(qū)的工程中有著非常不錯(cuò)的應(yīng)用前景。近年來，輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土發(fā)展較快，張華英[1]以42.5普通硅酸鹽水泥、硅灰、高效減水劑、預(yù)濕粉煤灰陶粒為原料，采用水泥砂漿干裹骨料工藝制備了表觀密度1950kg/m3、強(qiáng)度等級(jí)CL50輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土。結(jié)果表明在同陶粒情況下，水膠比、硅灰摻量為影響陶?；炷磷钪饕膬蓚€(gè)因素。陳雪梅[2]等以低成本為目標(biāo)，采用再生骨料、玻璃微珠為配制出了表觀密度1520kg/m3、28d抗壓強(qiáng)度58.9MPa、工作性能良好的輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土。常用輕骨料包括天然浮石、燒結(jié)陶粒、工業(yè)廢渣等，其本身強(qiáng)度等級(jí)偏低且不同品種密度差異大。新拌自密實(shí)混凝土易出現(xiàn)分層離析現(xiàn)象，導(dǎo)致勻質(zhì)性變差，進(jìn)而影響施工質(zhì)量。因而輕骨料的選擇直接決定輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)及表觀密度。

本文采用粉煤灰陶粒、硅灰、42.5普通硅酸鹽水泥等為原料，基于強(qiáng)度和密度要求，采用體積法進(jìn)行了輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土配合比設(shè)計(jì)，通過調(diào)整不同硅灰摻量成功配制出大流動(dòng)性、勻質(zhì)性好的輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土。

1 試驗(yàn)研究

1.1 研究材料

粉煤灰陶粒顆粒級(jí)配為2.36mm-19mm，堆積密度為836kg/m3，簡(jiǎn)壓強(qiáng)度為8.3MPa，吸水率為9.3%。水泥來自鄭州市鞏義市天瑞水泥廠生產(chǎn)的42.5普通硅酸鹽水泥，表觀密度為3100kg/m3。硅灰為陜西某電廠，灰白的球狀粉末，活性二氧化硅大于90%。外加劑為陜西渭南市聚羧酸高性能減水劑，透明液體，活性氧化物，摻量為膠凝材料的的1.5%。細(xì)骨料為河砂，Ⅱ區(qū)中砂，細(xì)度模式2.4，表觀密度2650kg/m3。

1.2 攪拌工藝

輕質(zhì)高強(qiáng)自密實(shí)混凝工作性包括填充性檢測(cè)、間隙通過性檢測(cè)、抗離析性檢測(cè)。填充性由坍落擴(kuò)展度和T500檢測(cè)數(shù)據(jù)評(píng)定，間隙通過性和抗離析性由U型儀測(cè)試?；炷僚浜媳仍O(shè)計(jì)及性能試驗(yàn)按照《自密實(shí)混凝土設(shè)計(jì)與施工指南》CCES02-2004進(jìn)行;表觀密度測(cè)定方法按照《輕集料混凝土技術(shù)規(guī)程》JGJ51-2002進(jìn)行。試驗(yàn)采用邊長(zhǎng)為100mm的立方體試件，標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下靜置24h后脫模，按規(guī)定進(jìn)行輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土抗壓強(qiáng)度測(cè)定。

2 控制指標(biāo)

拌合物工作性表現(xiàn)無(wú)明顯的骨料上浮、泌水現(xiàn)象發(fā)生。要求拌合物的坍落擴(kuò)展度（SF）在550mm-650mm，U型儀（Wingdings 3rA@

h）小于30mm。表觀密度控制在1900kg/m3以下。要求28d抗壓強(qiáng)度達(dá)45MPa以上。

3 試驗(yàn)分析

對(duì)原材料的物理性質(zhì)及所有指標(biāo)測(cè)定后，利用體積法進(jìn)行初步配合比設(shè)計(jì)。計(jì)算得到水泥：陶粒：砂：水為1∶1.68∶107∶0.40，聚羧酸減水劑摻量0.7%。采用硅灰代替膠凝材料，質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0%、5%、10%。坍落擴(kuò)展度測(cè)定，將坍落度筒垂直平穩(wěn)的提起，時(shí)間宜控制在5s-7s，當(dāng)混凝土拌合物不在擴(kuò)散或擴(kuò)散以達(dá)50s時(shí)，應(yīng)使用鋼尺測(cè)量混凝土拌合物最大直徑以及最大直徑垂直方向的直徑。

將標(biāo)養(yǎng)條件下的試塊放在機(jī)器的下壓板上，試塊的承壓面應(yīng)與上壓板平行，試塊中心與上壓板中心對(duì)準(zhǔn)，開啟試驗(yàn)機(jī)，記錄破壞荷載值。硅灰摻量為0%、5%、10%時(shí)，測(cè)得混凝土28天抗壓強(qiáng)度值分別為為39.0MPa、41.1MPa、47.9MPa。研究表明，硅灰的引入提高了混凝土的力學(xué)性能。分析原因是混凝土的力學(xué)性能主要取決于材料微觀組成構(gòu)成，而混凝土是由骨料、硬化水泥漿體、硬化水泥漿體-集料黏結(jié)界面組成的，其中最薄弱的是黏結(jié)界面[3]。粗骨料顆粒周圍容易形成一層水膜且此處的結(jié)晶產(chǎn)物較大，這樣會(huì)形成疏松的多孔結(jié)構(gòu)，改善孔結(jié)構(gòu)是影響力學(xué)性能的重要因素。所以改善黏結(jié)界面就是提高混凝土強(qiáng)度的關(guān)鍵因素?？刹扇〉挠行緩绞菧p少或消除氫氧化鈣的存在。摻入活性物質(zhì)可產(chǎn)生二次水化作用，提高混凝土密實(shí)度。

4 結(jié)語(yǔ)

采用42.5普通硅酸鹽水泥、硅灰、高效減水劑、粉煤灰陶粒、普通砂，用普通攪拌工藝可配置出抗壓強(qiáng)度高達(dá)47.9MPa、表觀密度為1880kg/m3輕質(zhì)高強(qiáng)自密實(shí)混凝土。對(duì)于本文采用的材料體系，CL45強(qiáng)度等級(jí)的輕骨料混凝土各因素適宜的取值為：水膠比為0.40，硅粉的摻量為10%，砂率為39%，聚羧酸高效減水劑摻量為2.0%。

參考文獻(xiàn)：

[1]張華英.陶粒輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土的試驗(yàn)研究[J].佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2009（05）：43-47.

[2]陳雪梅，嚴(yán)云，張旭，胡志華.高強(qiáng)再生輕骨料和玻璃微珠配制輕質(zhì)高強(qiáng)混凝土的研究[J].混凝土與水泥制品，2012（10）：7-11.

[3]秦善勇，閆春嶺，王海龍.再生細(xì)骨料混凝土的抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)[J].粉煤灰綜合利用，2019（05）：14-17.

基金項(xiàng)目：本文系2019年國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目名稱“多功能輕質(zhì)高強(qiáng)透光混凝土公共設(shè)施”，項(xiàng)目編號(hào)201913121006）;2019年西安思源學(xué)院科研項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)XASY-B1913）