碎石型頁巖陶粒輕集料混凝土制備及力學性能研究

隨著時代的不斷飛速發展，節能高效逐漸變成了當今時代的主流， 混凝土作為最基本的建筑材料也隨著時代發展不斷被優化。輕質混凝土是一種性能優質的新型建筑材料， 近些年由于其獨特的優點已經在我國建筑方面取得了廣泛的應用， 其中最為獨特的當屬陶粒混凝土， 陶粒由于具有超強的輕質性， 使其成為能夠取代重質砂石的存在，研究輕集料混凝土主要出于兩類目的：一是為了改進混凝土的性能， 二是為了利用輕質材料，節能環保。因此，研究輕集料混凝土具有重要的實踐意義， 但由于輕質混凝土在我國大規模推廣使用的時間并不是很長， 導致目前在國內很少有對其耐久性方面的研究， 但如果缺乏對輕質混凝土力學性能的認識， 在實際工程實踐中沒有做好相關預防工作而埋下不良的安全隱患， 那么在工程后期交付使用過程將會需要浪費大量不必要的資源浪費， 所以研究輕集料混凝土的力學性能的研究十分有必要。
1 試驗方案
1.1 試驗原材料
①水泥采用亞泰建材海倫公司生產 P.C32.5 普通硅酸鹽水泥,水泥的主要化學成分如表 1 所示。
②細集料:采用級配良好優質河沙,其表觀密度為2430kg/m3， 砂率為 34.5%。
③粗集料: 采用安徽淮南市生產的碎石型頁巖陶粒 600 級連續粒級和 700 級粒級的 800 級連續粒級。
④水：采用干凈自來水。
1.2 試驗配比設計
本文所研究的材料為輕質高強的輕集料混凝土，故按照 CL30 等級標準進行配合比設計， 此次試塊配合比設計的主要依據 《輕骨料混凝土技術規程》
范圍為1400-1900 kg/m3。本試驗類型改變陶粒類型配比及養護天數來得出最后結果， 具體配比見表 2。
1.3 實驗方法
分組制作輕集料混凝土試塊，每組均為 150mm× 150mm × 150mm 的標準 3 件試塊． 本次試驗的試塊制作采用機械攪拌， 機械振實， 在標準養護條件下養護至要求天數進行試驗， 試驗通常采用先干拌后加水。首先在攪拌機中按次序加入水泥、 砂和陶粒， 對其首先進行預攪拌處理， 之后加水進行濕拌， 待攪拌完全后將其分別裝入模板中。隨后采取在振動臺上振搗操作，一般振搗 3min 后停止震動，其養護室溫為20 ±2℃， 其濕度應大于等于 95%。輕集料混凝土的水灰比較大，一般都在 0.5 以上但是水灰比過大， 水泥顆粒周圍包圍著大量水分子， 而水泥水化反應需要的水分是有限的， 多余的水分便會在水化凝結硬化過程中蒸發掉， 留下很多連通孔隙， 使得輕質混凝土的結構不夠密實，導致其抵抗外界物質滲入的能力下降， 本試驗利用碎石型頁巖陶粒代替粗骨料可吸收多余的水分從而減少貫通裂縫的形成增強其抗壓強度。
本實驗抗壓強度的測定嚴格按照 《普通混凝土力學性能試驗方法的標準》 ， 其值取每組試塊的平均值，若最大值和最小值都超過中間值的 15%， 則該組試塊結果不具有參考意義。分別對標 準養 護 7d,14d,21d,28d,60d,90d 后的150mm×150mm×150mm 混凝土試樣進行立方體抗壓強度試驗。同時對不同強度等級陶?；炷?/a>進行抗壓強度試驗， 分別測算試樣的抗壓強度，以此判斷不同養護周期摻加相同強度等級陶粒以及相同養護周期下摻加不同強度等級陶?；炷恋目箟簭姸?， 進而評估輕集料混凝土的力學性能。
2 實驗結果
2.1 不同養護時間對相同強度等級(600 級)陶粒的抗壓強度的影響
如圖 1 所示，隨著養護時間的不斷增加， 輕集料混凝土的抗壓強度也在不斷增大， 另外， 在養護到28d時可以發現， 抗壓強度明顯增加， 實驗證明輕集料混凝土的抗壓強度與養護時間呈正比，其中在第 28d時， 抗壓強度增加最明顯。說明， 正常在進行輕集料混凝土澆筑時， 應取 28d 為最佳養護時間。

2.2 在相同養護時間 （7d）下， 不同強度等級陶粒對輕集料混凝土抗壓強度的影響
如圖 2 所示， 在相同養護時間下， 摻加陶粒的強度等級越高， 其生成輕集料混凝土試塊的抗壓強度越高，與圖b、圖c進行比較可知，在600-700,700-800之間增長幅度相近， 說明， 如果摻加更高強度等級的陶粒其抗壓強度越高， 就當前幾組實驗來看， 陶粒強度等級為 800 的， 抗壓強度等級為最高， 也最適用與現實生活中使用。
3 結論
通過實驗分析相同陶粒強度等級的輕集料混凝土試塊在不同養護時間下對輕集料混凝土試塊抗壓強度的影響，以及在養護時間相同的情況下不同的陶
粒強度等級對輕集料混凝土抗壓強度的影響可得：在加入相同強度等級陶粒的情況下， 養護時間與混凝土的抗壓強度呈正比，當養護時間達到 90d 時，輕集料混凝土的抗壓強度達到峰值；在摻加相同等級強度陶粒的情況下， 在養護時間達到 28d 時， 輕集料混凝土的抗壓強度增長幅度達到最大， 其生產效率也為最高值；在相同的養護時間作用下， 不同強度等級的陶粒對輕集料混凝土抗壓強度的影響呈正比，由此可得，陶粒強度等級越高， 輕集料混凝土的抗壓強度也就越高， 當陶粒強度等級為 800 時， 為抗壓強度達到最高值。