輕集料預處理對其混凝土強度的影響

徐仲征

宿遷學院（223800）

輕集料預處理對其混凝土強度的影響

徐仲征

宿遷學院（223800）

輕集料混凝土作為一種新型生態(tài)混凝土,正朝著超輕、高強、多功能方向發(fā)展。隨著我國對建筑節(jié)能高層、超高層抗震等綜合性能建筑的進一步需求,新型輕集料混凝土必將以其良好的性能,展示出它們的優(yōu)勢,受到廣泛關(guān)注。了解并研究輕集料混凝土的強度影響因素，有利于其更好地了解其工作特性，將其投入國家經(jīng)濟建設中去。

輕集料混凝土；預處理；強度

目前，隨著國家十二五規(guī)劃對節(jié)能減排提出來更高要求，新型建筑材料在建筑的創(chuàng)新實踐節(jié)能中發(fā)揮著舉足輕重的作用，輕集料混凝土因具有自重輕、保溫隔熱和耐火性能好等特點而備受關(guān)注。輕集料混凝土大量應用于工業(yè)與民用建筑及其他工程，可起到減輕結(jié)構(gòu)自重，提高結(jié)構(gòu)的抗震性能，節(jié)約材料用量，提高構(gòu)件運輸和吊裝效率，減少地基荷載及改善建筑功能(保溫隔熱和耐火)等作用。輕集料混凝土的生產(chǎn)和應用技術(shù)發(fā)展較快，主要向輕質(zhì)、高強的方向發(fā)展，大量應用于高層、大跨度結(jié)構(gòu)和圍護結(jié)構(gòu)，特別是大量用于制作墻體用的小型空心砌塊。輕集料混凝土是新型建筑材料的重要組成部分，是未來主要建筑材料的發(fā)展方向，其發(fā)展前景是廣闊的。我們要在不斷的運用中去研究輕集料混凝土，使之更好地為人類造福。

因此,本項目對人造輕集料進行焙燒及表面處理進行了初探，完成了混凝土抗壓強度試驗，以便得到輕集料預處理對混凝土強度的影響情況。

1 輕集料的焙燒處理

通常在制備輕集料時采用人工破碎法，即首先將大塊的頁巖原礦破碎，經(jīng)過篩分選取直徑為5～8 mm的碎塊。為了防止煅燒時炸裂或出現(xiàn)裂紋,可將頁巖碎塊放置于烘箱中干燥（烘干溫度為105℃±5℃）2 h。然后將干燥后的料球放至400～500℃的電爐中預燒一段時間后,繼續(xù)加熱至高溫燒脹，保溫完畢后緩慢降溫。

通過對比可以看出焙燒后的膨脹頁巖輕集料外表為栗紅色,焙燒后輕集料發(fā)生了明顯的膨脹，中間有核且粒型較好。外表面形成一層致密的瓷狀釉質(zhì)層,有利于降低輕集料的吸水率及提高筒壓強度。

2 輕集料的表面預濕處理

輕集料吸水率和表面空隙率大，因此吸水能力比普通的集料要大，因此在進行輕集料混凝土配置之前需要進行預濕處理，以免過多的吸收配合比中的水的量影響新拌混凝土的工作性能。

具體試驗中，采用昆明某廠家生產(chǎn)的頁巖，破碎后直徑2～3 cm，將頁巖輕集料放置水中浸泡進行預濕處理，分別進行0 h、1 h的浸泡。因為當預濕時間超過1 h后，由于選用的頁巖陶粒預濕1 h后基本達到飽和吸水狀態(tài)，繼續(xù)延長預濕時間對抗離析性能改善并不明顯，因此該頁巖陶粒最佳預濕處理時間為1 h。預濕處理對分層離析性能的改善主要是輕集料預濕后減了砂漿與輕集料間的密度差，有利于抑制輕集料在砂漿中的上浮。將輕集料放置水中進行預濕處理，分別進行0 h、1 h的浸泡，使得其開口孔隙吸水飽和。達到浸泡時間后取出用抹布擦干，同時進行以普通石子為集料的普通混凝土和輕集料混凝土的對比試驗。

在按規(guī)定條件與規(guī)定時間后對混凝土進行壓塊做強度檢測。

通過實驗我們可以看出：普通石子混凝土界面過渡區(qū)破壞位置為水泥石，說明石子強度大于水泥石強度。未經(jīng)處理的輕集料混凝土的水泥石部分破壞更大，說明輕集料吸收了大量水泥漿中的水分導致水泥石強度不足[1]。經(jīng)過預濕處理1 h的輕集料混凝土界面區(qū)沒有裂紋，水泥石與頁巖輕集料具有很好的界面黏結(jié)，抗壓強度較大。同時，經(jīng)過預濕處理的輕集料配置的混凝土隨著齡期的增長，頁巖輕集料混凝土致密度明顯提高。這是由于輕集料自身的返水作用,促進了后期水化反應的繼續(xù)進行，此時水化產(chǎn)物緊密地包裹在輕集料周圍并填充空隙，提高了密實度[2]。

未預濕的輕集料在混凝土拌合物中會吸收集料附近區(qū)域水泥漿中的水分，使集料附近區(qū)域水泥漿水灰比降低,早期強度較大。經(jīng)過預濕處理的集料因預濕過程中不同程度地吸收了水分，在混凝土拌合物不能從周圍漿體中吸水，沒有起到降低水灰比增加機械嚙合力的作用。但隨著養(yǎng)護時間的增長,到28 d時，輕集料吸收了水泥漿中的部分水,水泥沒有足夠的水進行水化,水化程度較低，易在界面處產(chǎn)生較多孔隙,導致后期28 d強度較低。相反經(jīng)過預濕處理后的集料，到后期甚至能從集料內(nèi)部釋放出部分水供未水化的水泥水化,水泥水化程度增大，界面處結(jié)構(gòu)致密，強度增大。經(jīng)預濕處理后的輕集料，導致集料的密度變大，減小了集料與水泥石密度之間的差值,混凝土制備過程中輕集料上浮作用減小，混凝土拌合物均勻性更好，在某種程度上起到了增長抗壓強度的作用[3]。

圖2 未預濕處理的輕集料混凝土

圖3 預濕處理后的輕集料混凝土

2 結(jié)論

通過一系列試驗研究可知，對輕集料做一系列的預處理可以有效提高輕集料混凝土的強度值。

1）在對輕集料進行焙燒后，輕集料發(fā)生了明顯的膨脹。輕集料外表面形成一層致密的瓷狀釉質(zhì)層，有利于降低輕集料的吸水率，從而提高了混凝土的強度值。

2）在對輕集料進行預濕處理后，減小了集料與水泥石密度之間的差值，混凝土制備過程中輕集料上浮作用減小，混凝土拌合物均勻性更好，在某種程度上起到了增長抗壓強度的作用。

3）同時采用焙燒、預濕等多種預處理方法，可有效提高輕集料混凝土的工作性能，增強其抗壓強度與力學性能。

[1]鄭秀華,張寶玉.頁巖陶粒預濕處理對輕集料混凝土的強度和抗凍性的影響[J].硅酸鹽學報,2005,33(6)：758～762.

[2]胡曙光,王發(fā)洲,丁慶軍,等.輕集料的吸水率與預處理時間對混凝土工作性的影響[J].華中科技大學學報：城市科學版[J].2002,19(2)：1～4.

[3]王晴,李琳,王宇,隋智通.高強頁巖輕集料混凝土的力學性能[J].沈陽建筑大學學報(自然科學版),2009,5.

項目來源：2012江蘇省大學生實踐創(chuàng)新