基于陶粒混凝土性能調控及質量檢測與控制研究

陳穎 羅亞歷 李斌

摘要隨著時代的發展、信息化的普及，人們對建材的質量要求越來越嚴苛。因此，建材的行業想要長期穩健發展，就需要引進先進檢測技術和設備，提高自身產品質量，保障自身競爭力。本文就建材中陶粒混凝土的研究進展和質量檢測進行了分析，以供參考。

關鍵詞? 陶粒混凝土；性能調控；質量檢測；質量控制

0引言

“陶粒混凝土”的直譯就是以陶粒為骨料的混凝土，以混凝土為骨架，并與有關的膠凝材料共混制備。陶粒因輕質、高強、保溫性能良好，在建筑業中得到了廣泛應用。陶粒混凝土也是輕集料混凝土的一種，即先以工業廢渣為原料制備出陶粒，然后再以陶粒為原料制成混凝土。陶粒混凝土是一種具有特殊性能的新型建筑材料，它和普通混凝土的不同之處是用陶粒取代沙石，因此，陶粒與沙石在性質上有較大區別，陶粒混凝土與普通混凝土在性能上也有較大差異。陶粒混凝土是將粉煤灰和礦渣按一定比例配制成的一種混合料，因此在拌合物的流動性方面要比其它類型的混凝土差一些。

陶粒密度小、比表面積大，在使用過程中不容易發生變形和裂縫，此外陶粒還具有多孔結構和輕質高強等特點，因而表現出優異的保溫、隔熱、隔音效果，使得陶粒制成的混凝土具有良好的耐久性能和抗裂性能，廣泛應用在建筑物外墻、屋面或者地下空間防水處理等方面。故本文就陶粒混凝土的性能調控、質量檢測及其控制進行了分析研究。

1陶粒混凝土的特點

與普通混凝土相比，在維持高強度的前提下，陶粒混凝土自重可減輕20%以上。陶粒為天然礦物或者工業廢棄物等原料，經加工處理后得到的多孔顆粒狀復合材料，其內孔隙發達，有較大的比表面積和較小的吸水率，導熱系數低，保溫隔熱性能良好，并且便于施工與維護。伴隨著時代不斷發展，以陶粒混凝土為基本建筑材料的工程日益廣泛，在結構的恒載作用中占了很大的比重，對于材料性能要求比較高的高層建筑等大型工程來說，陶粒混凝土無疑是很有競爭力的。因此，如何進一步提高陶粒混凝土強度，增強其抗拉能力以及耐久性是目前亟待解決的問題。目前，國內外對陶粒混凝土研究和應用作了不少努力，取得了許多寶貴經驗，在積累大量資料的情況下，為我國高性能陶粒混凝土后續研制打下了堅實基礎。隨著科技的進步，陶粒混凝土競爭力得到了更全面的體現，它具有如下特點：

（1）質量輕、強度高、特性顯著。由于陶粒具有良好的力學性能及抗凍性，因而被廣泛地應用于道路橋梁施工中。所以，通常可使用粒徑較小的原料制成水泥和粉煤灰之類的輕質混凝土，使用陶粒混凝土后，工程施工的復雜性大大降低，資源消耗減少。

（2）高耐久性。陶粒作為一種無堿集料，有利于降低有關堿骨料引起的內部應力，并借助其特殊微觀構造，也就是多孔結構在后期養護過程中不發生明顯膨脹，有利于保持混凝土構造穩定完整。

（3）保溫、保濕、隔熱的特點。陶粒作為一種新型無機非金屬材料，它具有抗壓強度高、抗折強度大的特點，是極好的建筑材料。其導熱系數低，可以減少建筑能耗，它的保溫隔熱性能特別優異，以陶粒為粗骨料，陶粒混凝土用作內部熱量隔斷，也可以通過隔熱墻板懸掛，在當今的建筑工程中運用比較廣泛。

（4）社會效益突出。陶粒是一種綠色環保建筑材料，可應用于住宅建筑及公共建筑中。陶粒來源于廢棄的工業原料、礦渣料和人為生活垃圾等，環保節能效果顯著，不產生任何污染且可循環再使用，使用壽命長，屬現代新型綠色建材的一種，成本相對于碎石之類的來說也相對便宜一些。陶粒混凝土使不便被處理的廢棄物得以二次改造和利用，減少能源消耗和施工難度，節省成本。在各個運輸部門、市政管理和城市建設中通過大規模替代傳統混凝土，可以大大減少自然資源的使用。同時，因輕集料混凝土耐久性好，其能夠顯著延長項目的使用壽命，并進一步降低對自然資源的需求量。

2陶粒混凝土的性能調控

目前，陶粒混凝土的性能正朝著高強度、低密度、低吸水率的趨勢發展，此外，陶粒混凝土除應用在房屋建筑中外，還可以應用于橋梁和其它土木工程作業中，能夠根據使用環境調控陶粒混凝土的性能。

H.Weigler等通過提高陶粒孔隙率而使結構混凝土密實度下降，從而提高混凝土的保溫性能。李海艷等把600級陶粒和陶砂以6∶4的比例混合，然后摻加一定配比的粉煤灰和引氣劑等配制成新型混凝土，能夠明顯改善混凝土的隔熱性能。付達新等對陶粒進行憎水處理，然后制備出憎水基陶粒混凝土，導致混凝土內水分無“微泵”效應，使得該混凝土強度增加，但是該混凝土的密度大、保溫性能差。劉麗莎等研究了不同纖維對陶粒混凝土性能的影響，研究發現，添加鋼纖維與滲入有機仿鋼絲纖維相比，前者對混凝土工作性能影響較大。此外，通過陶粒預濕和外摻玄武巖纖維制備混凝土，結果發現該工藝會增加混凝土的導熱系數，但是熱工性能仍滿足于公共建筑外墻對陶粒混凝土的規范要求，同時發現在滿足熱工性能要求的前提下，當玄武巖纖維體積摻量為0.2%時，陶粒預濕時間為72 h時，混凝土試件的抗裂性能有了最大限度的提高。

現代建筑對陶粒混凝土性能的要求越來越高，需要結合多種材料以及制備方法，以獲得滿足實際需求的混凝土材料，可以從以下幾方面著手：使用性能優異的輕集料為原料；通過發泡法制備輕質多孔的陶粒材料，提高混凝土的保溫、保濕、隔熱性能；綜合調控粉煤灰、纖維和減水材料的添加量，提高混凝土材料的力學性能；通過對陶粒材料的預處理，增加其本身與水泥材料之間的附著力，提升混凝土的抗裂性能。

3陶粒混凝土材料檢測

陶粒混凝土包括陶粒、砂石、礦物摻合料、水泥、水及外加劑等，下面主要對常見材料進行質量檢測試驗。

3.1陶粒材料的檢測

陶粒是陶粒混凝土材料中的主體部分，陶粒質量對于整個制品起到了決定性的作用。所以在投入生產之前必須對其進行測試，使其符合材料性能的要求。檢測時應做到以下幾點：第一看原材料檢測報告是否符合行業標準要求；二是采用四分法對陶粒樣品進行隨機取樣，保證最終結果的真實性與準確性；此外，建設單位和監理單位也應該對陶粒材料進行多次抽查，以確保其質量。

3.2砂石材料檢測

通過堆料采樣法進行測試和檢測砂石材料，以確保隨機性和統一性。在檢查過程中，去除表面帶有雜質的樣品，并從不同的混合區域提取砂石樣品，得到新砂石樣品。用四分法隨機抽取砂石樣品，確保最終結果真實準確。具體步驟是將融合好的砂石樣品置于清潔處、硬梆梆的外表，用鐵鍬把試樣鏟起來堆在圓錐體上，每一鍬把試樣撒到上一鍬上，砂石勻速落在錐體的周圍，充分攪拌試樣。重復以上步驟，堆制成20 cm厚圓餅狀。把鐵鍬（十字金屬板）沿著對角線縱向插在扁平錐體頂端并分為4份，棄置相對二份，重復堆錐和四分的步驟直到獲得預期的分樣重量。為充分保障砂石質量滿足產品需求，對砂石原材料進行多次不定期檢驗，此外生產單位和監理單位也可以對砂石材料進行平行抽檢實現多向保障。

3.3礦物摻合材料檢測

陶粒混凝土生產中礦物摻合料的選擇應采用2種或2種以上礦物摻合料，按照一定的比例混合，在混凝土拌合過程中，摻合物的類型和數量應通過試驗確定；對于高強混凝土或其它有特殊要求的混凝土，不選擇低于2級粉煤灰進行配比，因此，礦物摻合料必須確保符合標準后才能投入使用。

3.4水泥材料檢測

水泥對產品的生產起著至關重要的作用，檢測工作也要嚴格按照行業標準與要求進行。水泥是否合格，還要結合設計、施工要求和現場施工環境來決定，驗收水泥材料，檢驗品種、等級、穩定強度等等，還要檢驗水泥抗壓強度，如超過某一生產期限還要重新檢查，只有經過檢驗的水泥才可以用于陶粒混凝土。

3.5外加劑材料檢測

外加劑材料應符合現行國家標準中的相關規定，混凝土外加劑的檢驗項目主要檢測以下幾方面：一是檢測用水泥。使用基準水泥檢驗的抗壓強度比小于使用工程水泥檢驗的抗壓強度比，另外在不同外加劑數量下，工程水泥檢驗出來的結果差別不大，而基準水泥則可以反映外加劑質量水平，因此應嚴格遵循國家檢測標準，采用基準水泥進行外加劑質量檢測；二是含氣量。為了滿足混凝土的和易性，須提高引氣外加劑的用量，容易導致含氣量超標；三是檢測摻量。采用折固確定摻量，因為廠家提供的摻量易導致泌水、抓底等情況；四是檢測相容性。水泥外加劑摻合料的相容性問題會影響混凝土性能，相容性檢驗能夠大體反映混凝土實際狀況。此外，選用的外加劑應有供貨單位提供的技術文件，包括但不限于產品說明書，并應標明產品主要成分、出廠檢驗報告及合格證、摻外加劑混凝土性能檢驗報告。

4控制措施

4.1加強陶粒混凝土配合比設計優化

陶粒混凝土配合比是材料質量控制的源頭，它的強度、抗裂性、表觀質量等性質受配合比直接影響。（1）選擇合適的水泥類型，選擇優質粉煤灰作為凝膠材料，嚴格控制水泥材料和水粘合比例，混合正確的纖維量，并且準備好適當的進料順序，以確保相容性的均勻性；（2）選擇顆粒級配好、吸引力強度高的陶粒，并設置適當的浸泡時間，以提高陶粒混凝土的內部耐久性效果，減少陶粒開裂。 還應選擇引氣效果好、發泡時間長、氣泡小、尺寸均勻的引氣劑。最后應注意陶粒混凝土的工作性能，降低陶粒離析及漿體泌水現象，增強陶粒的整體性及填充性能。

4.2加強材料檢測工作的監督和管控工作力度

要想切實保障建筑原材料檢測的科學性和合理性，就必須要求相關工作單位在各個環節中全面強化監督管理力度，及時抑制部分不合理的工作行為，并在此基礎上實施相應的懲罰。對工程施工單位來說，全面加強對工程施工材料采購質量的管理是非常重要的，嚴禁某些假冒偽劣產品流入生產車間，為了能夠切實確保整個原材料檢測工作能夠發揮其應有的功能與作用，還需切實做好原材料的合理儲存，避免性質發生嚴重變化等情況出現，切實確保整個過程質量穩定。不僅如此，還要對材料檢測工作制定統一標準，對原材料檢測工藝流程應進行更細致、更規范的規定，這樣才能保證原材料質量檢測工作能夠順利進行，檢測工作人員需接受統一標準技能培訓，建立統一的檢測工作標準，嚴格按照檢測規范要求運行，以確保材料整體檢測工作科學合理。通過建立統一化的材料測試工作標準，保證了測試工作人員不會發生非常嚴重的人為疏忽，而不會發生原材料測試無序現象，對每一個測試工作環節都提供了詳細的參考依據，從而保證了整個原材料測試工作的高質量開展。

一些單位對于原材料檢驗及質量控制不夠重視，主要是由于我國尚未形成一套完整的質量監督體系所致，采用不同監督部門應結合實際情況的需要制定出相應的監督細則，特別是對原材料質量監管方面應健全陶粒混凝土質量檢測監管流程，有效開展針對性監管，厘清監管流程及材料質量標準，從而把細則貫徹在不同的環節中，強化陶粒混凝土原材料質量的檢測與控制，確保陶粒混凝土成品質量。

4.3加強陶粒混凝土原材料檢測體系保障工作

應全面加強對原材料質量檢測進行優化與改進，切實建立原材料質量監督與安全保證工作體系，應切實提高與改進原材料質量檢測成效。（1）材料檢測人員專業素養需綜合強化周期性參與部分專業技能培訓的能力，應切實保障檢測人員專業素養，滿足行業標準材料要求與規范的從業經歷；（2）材料質量檢測人才和各類先進檢測儀器設備需全面加大引進，應確保檢測儀器設備功能更健全，在檢測工作人員專業技能較高的情況下，材料檢測工作總體質量與效果才能得到有效保障。（3）材料檢測工作保障體系還需進一步健全，應全面強化員工對原材料檢測的質量認識，還應嚴格落實材料檢測的質量工藝流程和相關工作制度，充分落實陶粒混凝土的檢驗內容，有效確保陶粒混凝土檢驗的規范化與合理性。

5總結

總之，陶粒混凝土材料制造過程中材料質量的可靠性直接決定了后續建造工程的質量與性能，所以注重陶粒混凝土性能研究與質量檢測勢在必行，要嚴格執行國家標準，強化原材料及制品檢測，從而保證產品的質量，為后續建筑物的質量起到了保障。

參考文獻

[1]李書明，曾志，劉競，謝永江，鄭新國.LC60級高強自密實輕骨料混凝土配制技術[J].鐵道建筑， 2020，60（10）：159-163.

[2]薛靈莉，張清麗.輕集料混凝土性能簡介及研究綜述[J].江西建材，2016，185（08）：100，105.

[3]王燦，孫彤，王靜峰，劉用.輕骨料混凝土耐火性能與研究進展[J].工程與建設，2021，35（03）：592-594.

[4]羅時勇，王少華，蔣科.鋼筋陶粒混凝土墻板常見質量問題及控制措施[J].建材世界，2020，41（03）：42-44.

[5]尤義光.混凝土外加劑檢測及應用要點研討[J].工程建設與設計，2022（9）：205-207.