輕骨料混凝土物理力學性能研究

孟剛，張凱峰，歐陽孟學，吳雄，李逸飛，王曉峰，令建

（中建商品混凝土西安有限公司，西安 710116）

輕骨料混凝土物理力學性能研究

孟剛，張凱峰，歐陽孟學，吳雄，李逸飛，王曉峰，令建

（中建商品混凝土西安有限公司，西安 710116）

試驗研究分析了黏土陶粒輕骨料制備的輕骨料混凝土新拌狀態的工作性能和齡期力學強度，探討了不同品質及處理工藝的黏土陶粒、膠材體系中粉煤灰及硅灰的變化及不同砂率等影響因素對其性能的影響，為輕骨料混凝土工程應用提供了重要參考。

輕骨料；輕骨料混凝土；工作性能；力學強度

0 前言

輕骨料混凝土具有輕質高強、隔熱保溫性能好、耐火性能好、抗震性能好、綜合經濟技術效果好等優點，被廣泛應用在工業與民用建筑、橋梁工程等土建工程中，已成為現代混凝土的一個重要發展方向[1-3]。本文針對西安地區生產的黏土陶粒開展了黏土制輕骨料混凝土物理力學性能研究，為輕骨料混凝土及其工程應用提供重要參考。

1 試驗原材料及方法

1.1 原材料

水泥：采用冀東水泥公司生產的冀東 P·O42.5 級普通硅酸鹽水泥，密度是 3.1g/cm3，主要性能指標如表1 所示。

表1 水泥物理力學性能檢測結果

粉煤灰：陜西省韓城市大唐第二發電廠干排Ⅰ級粉煤灰與 Ⅱ 級粉煤灰。

硅灰：由北京某建材公司提供，硅含量為 92%。砂：渭河中砂，細度模數為 2.48。

外加劑：大連西卡建筑材料有限公司生產的高效聚羧酸減水劑，固含量為 18.1，減水率為 25%。

輕骨料：分別由西安恒陽陶粒節能建材有限公司和陜西大秦建材有限公司提供，其性能指標如表2 所示，樣品如圖 1所示。

表2 黏土陶粒各項性能檢測結果

圖 1 試驗用黏土陶粒

1.2 試驗方法

依據試驗基準配合比（表3），依次考察不同性能骨料、摻合料及砂率對制備輕骨料新拌混凝土工作狀態以及硬化輕骨料混凝土力學性能的影響，試驗用配合比如表4 所示。

表3 基準配合比 kg/m3

表4 試驗用配合比 kg/m3

2 結果與討論

2.1 輕骨料混凝土工作性能研究

不同性能與品質骨料、摻合料及砂率對制備輕骨料新拌混凝土工作性能測試結果如圖 2、圖 3 所示。 對比編號 1～4試樣檢測結果可以發現，粒型為球型 a 種黏土制陶粒相對 b種膠囊狀較多的陶粒具有較好的工作性能，通過浸水預處理的黏土陶粒制備的混凝土其工作性能均好于不進行預濕處理的。摻加Ⅰ級粉煤灰與一定量的硅灰以及提高砂率同樣能使得新拌混凝土具有較好的流動性與坍落度，改善輕骨料混凝土工作性能。

圖 2 輕骨料混凝土坍落度

圖 3 輕骨料混凝土擴展度

2.2 輕骨料混凝土力學性能研究

不同性能與品質骨料、摻合料及砂率對制備輕骨料新拌混凝土工作性能測試結果如圖 4 所示。從圖 4 可以看出，試驗制備的試樣在 7d 齡期與 28d 齡期具有類似的發展趨勢，b種黏土制陶粒制備的輕骨料混凝土相對于 a 種輕骨料具有較高的力學強度，這是由于 b 中黏土陶粒筒壓強度較高。此外，經過預濕處理制備的輕骨料混凝土大于沒有經過預處理的。相對于編號 1 試樣，對比編號 5、編號 6 試樣可以看出，Ⅰ 級粉煤灰相對于 Ⅱ 級粉煤灰并沒有對齡期強度產生較大影響，摻加硅灰對力學性能的提高具有較大貢獻。適當提高砂率可提高力學強度，但是過高的砂率反而使得試塊力學強度值有一定幅度的降低。

圖 4 輕骨料混凝土力學強度

3 結論

3.1 對于黏土陶粒輕骨料混凝土工作性能的研究結論：

粒型為球型的黏土陶粒制備的輕骨料混凝土具有較好的工作性能，通過浸水預處理的好于不預濕的。摻加Ⅰ級粉煤灰與一定量的硅灰及提高砂率使得新拌混凝土具有較好的流動性與坍落度，改善了輕骨料混凝土工作性能。

3.2 對于黏土陶粒輕骨料混凝土力學性能的研究結論：

筒壓強度高的黏土陶粒制備的輕骨料混凝土力學性能更優。在膠材體系方面，摻加Ⅰ級粉煤灰對力學強度影響不大，摻加硅灰能夠提高力學強度值。適當的砂率能提高輕骨料混凝土力學強度。

[1]胡曙光，王發洲．輕骨料混凝土[M]．北京：化學工業出版社，2006．

[2]王發洲，周宇飛，王 軍，等．超輕骨料混凝土配合比設計與泵送施工技術[J]．施工技術，2008,37(9):109-111．

[3] 仇益梅，曾宗文，陽利君．頁巖陶粒輕骨料混凝土配合比設計及應用[J]．混凝土，2011,(5):97-98．

［通訊地址］西安市長安區王寺鎮西街中建商品混凝土西安有限公司技術科（7410116）

Research on physical and mechanical properties of lightweight aggregate concrete

Meng Gang, Zhang Kaifeng, Ouyang Mengxue, Wu Xiong, Li Yifei, Wang Xiaofeng, Ling Jian
(China Construction Ready-mixed Concrete CO. Ltd of Xi'an, Xi'an 710116)

The tests studied the working performance and mechanical strength of lightweight aggregate concrete which preparated with clay ceramsite. Different quality clay ceramsite, the change of the fl y ash and silica fume, and sand ratio on the properties of lightweight aggregate concrete. Experimental study for the engineering applicated of light aggregate concrete provides an important reference.

lightweight aggregate; lightweight aggregate concrete; working capability; mechanical properties

孟剛（1970－），男，大學本科，工程師，中建商品混凝土西安有限公司總工程師。