轻质高强混凝土试验研究

轻质高强混凝土试验研究

陈伟东

新疆天山筑友混凝土有限责任公司新疆乌鲁木齐830000

摘要：通过对轻质高强混凝土的试验研究，利用天山水泥和当地可用的原材料，配制强度等级较高的轻质混凝土。为我公司商混站提供科学合理的混凝土配制方案和数据支撑，提高在同行中的竞争力。

关键词：轻质；混凝土；性能试验

前言：我公司的搅拌站以生产混凝土为主，为了满足以后混凝土市场的需求，我公司搅拌站必须具备生产轻质高强混凝土的能力。所以我公司有必要进行轻质高强混凝土的研发，利用当地可用的原材料，配制强度等级较高的轻质混凝土，为我公司搅拌站生产的轻质混凝土提供科学合理的配合比，此项工作具有重大的现实意义。

一、试验所用的原材料检测结果

1胶凝材料

本次试验采用天山水泥厂生产的P.O42.5R水泥，其检测3天强度30.0兆帕，28天强度53.1兆帕，玛拉斯电厂F类I级粉煤，新疆105团S75矿渣粉，新疆哈密的硅灰，硅灰28天需水量比92%、28天活性112%。

2、粗骨料

从表1-1可以看出，本次试验所采用的页岩陶粒，除筒压强度和粒型系数结果不符合规范要求外，其他项目检测结果均满足GB/T17431.1-2010《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》中的技术要求。从表1-2中可以看出，本次试验所采用的陶粒颗粒级配均满足GB/T17431.1-2010《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》中的要求，基本满足轻质高强混凝土试验所需粗骨料的要求。

3细骨料

4本试验采用聚羧酸高性能减水剂,本次试验所采用的减水剂符合标准GB/T8096-2008《混凝土外加剂》中的要求。

二、水泥与减水剂相容性试验

为减少试配过程中原材料的浪费，特对相应的配比进行水泥与减水剂的相容性试验。根据GB/T50119-2013《混凝土外加剂应用技术规范》的试验方法检测水泥胶砂扩展度，找出胶砂扩展度在350±20mm范围内的掺量点，最终确定最佳掺量。本次试验中所用的减水剂与水泥的相容性一般，部分配比胶砂扩展度超过规范要求，基本可以满足GB/T50119-2013《混凝土外加剂应用技术范》要求的胶砂扩展度。

三、轻质高强混凝土强度试验

本次试验根据JGJ51-2002《轻骨料混凝土技术规程》的设计方法，设计轻质高强混凝土。一共设计13个配比，采用100mm×100mm×100mm正方体的三联试模成型抗压强度试件。

现场进行试配及调试，根据GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》的方法测拌合物的坍落度、扩展度和表观密度，其结果详见表3-1。

表3-1轻质高强混凝土拌合物性能检测结果

分析：从表3-1中可以看出，本次试验坍落度在115mm～165mm之间；扩展度在350mm～420mm之间；表观密度在1740kg/m³左右。由于本次试验设计为非泵送常规混凝土，所以相对泵送混凝土来说，坍落度相对较小。

四、根据GB/50081-2002《普通混凝土力学性能方法标准》和GB/T50107-2010《混凝土强度检验评定标准》的要求进行轻质高强混凝土抗压强度试验，其结果详见表4-1。

分析：从表4-1中可以看出，其3d、14d、28d抗压强度的增长规律较明显，QZ-3、QZ-11编号的14d-28d增长规律异常，出现倒缩现象。

从水胶比角度分析：低水胶比配比的抗压强度要高于高水胶比配比的，符合常规现象。

从矿物掺合料角度分析：掺入硅灰之后对其抗压强度有一定的提升（QZ-3、QZ-5、QZ-7）。在同一水胶比，单掺粉煤灰时，随着粉煤灰的掺量的增加（QZ-8～QZ-9～QZ-10），其28d抗压强度明显降低（58.0MPa～51.2MPa～47.8MPa）；单掺矿粉时，随着矿粉的掺量增加（QZ11～QZ12～QZ-13），其28d抗压强度没有明显变化规律（52.2MPa～50.8MPa～53.8MPa），但均高于不掺掺和料时的抗压强度（QZ-1）；矿粉和粉煤灰复合掺入时，随着掺量的增加，其28d抗压强度没有明显的变化规律（50.6MPa～53.0MPa～51.1MPa）；矿粉、粉煤灰和硅灰复合掺入时，其28d抗压强度有明显的提升，但随着掺量的变化，其抗压强度没有明显的变化规律。

表4-1轻质高强混凝土抗压强度试验

五、总结

通过对轻质混凝土试验研究，可以得出以下结论：

（1）单掺粉煤灰（约13%～37%）时，随着掺量的增加，混凝土的抗压强度随之降低。

（2）单掺矿渣粉（约13%～37%）时，混凝土的抗压强度没有明显的变化。

（3）矿粉（约4%～12%）和粉煤灰（约9%～25%）复合掺入时，混凝土的抗压强度没有明显的变化。

（4）掺入硅灰（约7%）可显著提高混凝土的抗压强度，但同时会影响混凝土的坍落度与扩展度。从经济成本角度考虑，粉煤灰、矿粉的复合掺入要优于单掺。

（5）除QZ-1和QZ-10编号外其它编号的混凝土强度等级在LC50～LC60之间，达到了轻质高强混凝土的要求。