全輕混凝土在樓地面保溫工程中的應(yīng)用分析

樓地面保溫主要有兩種設(shè)計：保溫層加結(jié)構(gòu)層疊合，或者是保溫結(jié)構(gòu)一體化的全輕混凝土。現(xiàn)階段我國應(yīng)用較多的樓地面保溫方式主要有：復(fù)合硅酸鹽板、聚苯乙烯泡沫塑料板、聚苯顆粒保溫漿料等。復(fù)合硅酸鹽板抗壓強度低，吸水率高，還需特別增設(shè)抗裂防護層；聚苯乙烯泡沫塑料板不能和基面完美結(jié)合，容易造成空鼓、脫層、龜裂等，且其抗壓強度較低，使用時需抗裂防護層；聚苯顆粒保溫砂漿應(yīng)用時也需要增設(shè)抗裂保護層，而且屬于有機材料；三者的缺點都在一定程度上制約了其在樓地面保溫板中的推廣與使用。全輕混凝土輕質(zhì)高強、保溫隔熱性能好、耐火性能優(yōu)良、抗震性能好、耐久性能好而且可以利用工業(yè)廢料制造輕集料，使得能源循環(huán)利用，能產(chǎn)生顯著的綜合技術(shù)經(jīng)濟效益［4，6］。

1 全輕混凝土配合比分析

1.1 原材料

采用P·O 42.5級水泥、陶沙和頁巖陶粒，其物理力學(xué)性能及化學(xué)組成符合相關(guān)技術(shù)標準要求（如表1所示）。拌和用水為本地自來水。

表1 陶粒的物理力學(xué)性能

1.2 試驗配合比

根據(jù)松散體積法設(shè)計配合比，設(shè)計強度等級為15MPa。先計算出普通混凝土配合比，再將混凝土中的砂石等體積替換為陶石和陶粒。各試驗組配合比如表2所示，A1-A4組砂率為陶沙的質(zhì)量除以陶沙加陶粒質(zhì)量總和；第五組為普通混凝土對比組。

表2 全輕混凝土配合比

1.3 力學(xué)試驗結(jié)果及分析

試驗室實際試件強度結(jié)果如圖1所示。

由圖1可見，將陶石與陶粒替換砂石之后，混凝土強度有了明顯提高。保持水泥、水膠比不變，砂率越大，全輕混凝土強度越低。上述結(jié)果表明，陶石、陶粒對砂石的替換能顯著增強混凝土的強度，砂率對全輕混凝土的強度影響顯著。當(dāng)砂率在一定合理范圍內(nèi)，砂率越大，集料中的陶粒就會越多，集料的細度模數(shù)就會越好，對于混凝土強度的提升就會越大。陶粒是多孔結(jié)構(gòu)，在混凝土拌合與澆筑的過程中，陶粒充分吸收水分，在混凝土后期養(yǎng)護過程中不斷釋放水分，進行混凝土的內(nèi)養(yǎng)護，因此提高強度。

圖1 全輕混凝土28d抗壓強度曲線圖

2 全輕混凝土與普通混凝土在樓地面工程中的比較

全輕混凝土與普通的輕集料混凝土不同的是，它的細集料使用的也是陶砂等輕集料。全輕混凝土最早是為了解決樓地面保溫材料的空鼓開裂現(xiàn)象而提出的，所以它主要運用在于樓板保溫工程中。全輕混凝土具有輕質(zhì)、保溫的特點，與其他的保溫材料相比，全輕混凝土的強度要高，但是低于輕集料混凝土。具體的性能如表3。

（1）與傳統(tǒng)的細石混凝土相比，全輕混凝土熱阻高、耐高溫性能好。就導(dǎo)熱性能來看，用于樓面保溫工程的全輕混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)在0.16到0.28之間，而普通混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)在1.86到2.09之間，相差近8倍，因此全輕混凝土的保溫性能非常好。在一些高層建筑或是光照嚴重的地方，如果使用熱阻較低的普通細石混凝土，溫度的傳遞會更快，容易加快鋼筋的損壞。全輕混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)很低，熱量的傳遞較差，對鋼筋可以起到一定的保護作用。與其他的保溫材料相比，全輕混凝土的強度要遠遠大于其他保溫材料的強度，在施工時減少了施工流程，降低施工成本，而且安全性更強，發(fā)生空鼓開裂的幾率更低。

（2）全輕混凝土的抗震性能非常好。傳統(tǒng)的細石混凝土在發(fā)生地震或者沖擊的時候，會承受巨大的地震力。全輕混凝土本身的密度比細石混凝土小，質(zhì)量也小，承受載荷的能力更強，抗震能力非常強。除此之外，全輕混凝土的結(jié)構(gòu)也比細石混凝土更加的科學(xué)。全輕混凝土的材料表觀密度比普通細石混凝土低30%左右，但是強度卻高出普通細石混凝土許多，由于自重較小，全輕混凝土的結(jié)構(gòu)承載力要比普通細石混凝土高出一截。由此來看，全輕混凝土的應(yīng)用前景要遠遠超過普通細石混凝土，發(fā)展?jié)摿Ω訌V闊。

3 全輕混凝土施工工藝對強度與干密度的影響

在使用全輕混凝土的時候，要同時考慮到強度和干密度，但是提高強度更重要。在提高了強度之后，可以通過降低水泥量等方法來降低干密度，還能夠擴大全輕混凝土的應(yīng)用范圍。制作工藝對全輕混凝土強度的影響非常巨大，由于陶粒是一種多孔材料，所以全輕混凝土的強度與水膠比呈正相關(guān)。

表4 不同工藝對全輕混凝土強度和干密度的影響

從表4中我們可以看出，經(jīng)過裹漿處理的全輕混凝土強度與未處理的全輕混凝土的水膠比、強度基本相同，在進行浸泡處理之后，混凝土的強度大幅度降低。筆者分析之后認為，造成這種現(xiàn)象的主要原因是，在進行浸泡處理之后，陶粒會大量吸水，增加了水膠比。混凝土的攪拌過程一般只需要5分鐘左右的時間，在攪拌的過程中，沒有經(jīng)過浸泡處理的陶粒不會大量吸水，在硬化的過程中陶粒會持續(xù)吸收水分，降低了混凝土的凈水膠比。在經(jīng)過浸泡處理之后，上述過程就不會發(fā)生，相當(dāng)于增加了水膠比，進而降低了混凝土的強度。陶粒裹漿工藝是將陶粒、水泥和三分之一的混凝土進行拌和，讓陶粒的表面覆蓋有一層濃度較高的水泥漿，使用這項工藝可以減少混凝土攪拌時陶粒的吸水，降低總的水膠比，提高混凝土的強度。試驗表明，材料的添加順序?qū)θp混凝土強度的影響幾乎可以忽略不計。但是不能讓陶粒浸泡在水中，所以施工人員在施工時應(yīng)該防止陶粒浸水。不同種類的減水劑對全輕混凝土強度的影響也不同，萘系減水劑對全輕混凝土強度的影響幾乎可以忽略不計，聚羧酸減水劑對全輕混凝土強度的影響較大。由于全輕混凝土中主要是輕集料，而輕集料的輕度遠遠小于水泥石的強度，所以提高水泥的強度對全輕混凝土強度幾乎沒有影響。

4 結(jié)語

本文對全輕混凝土的配合比、干密度、強度與應(yīng)用進行系統(tǒng)性的研究。經(jīng)過研究表明，陶粒強度和陶粒形態(tài)對全輕混凝土強度的影響最為明顯，陶粒筒壓強度越高，混凝土強度越高。由于全輕混凝土主要是由輕集料組成的，所以單純的提高水泥強度，對全輕混凝土的強度基本沒有影響。陶粒處理工藝對全輕混凝土的影響也很大，裹漿處理可以提高混凝土的后期強度，但是影響很小，浸泡處理會降低混凝土的強度。施工人員在進行施工的時候，應(yīng)該不做處理或者是對陶粒做裹漿處理，增加全輕混凝土的強度。

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