全轻陶粒混凝土强度影响因素分析

全轻陶粒混凝土强度影响因素分析

黄雪松

苏州市建设工程质量检测中心有限公司215000

摘要：本文主要研究采用松散体积法进行全轻陶粒混凝土LC30基准配比试配时的调节净水胶比、砂率、矿物掺合料类型及掺量、水泥强度等级等参数对混凝土强度的影响规律。

关键词：混凝土；轻骨料；陶粒；强度

一、轻骨料混凝土

长期以来我国轻骨料混凝土的配制，一方面由于轻骨料的本身的强度影响，另一方由于设计方法不完善，致使其强度等级偏低，不能满足工程的需要。影响普通混凝土强度的因素对轻集料混凝土强度的影响规律也有较多变化；故此我们选取普通混凝土配合比设计中的重要参数（净水胶比、砂率、矿物外加剂组成），研究分析这些参数对轻骨料混凝土的影响规律，为轻骨料混凝土的设计与应用提供指导和建议，以使其能够较大程度满足现代建筑的需要。

二、试验内容

1、根据轻集料混凝土技术规程，分别确定采用P.O42.5水泥及P.O32.5水泥的基准配合比，P.042.5水泥的配比确定为：水泥用量为400kg/m3，固定用水量为160kg/m3，净水胶比为0.4，陶粒和陶砂的用量为702.5kg/m3、544.17kg/m3（由松散体积法计算出），砂率为44%（由陶粒和陶砂的密度计算出）；P.032.5水泥的配比确定为：水泥用量为421kg/m3，固定用水量为160kg/m3，净水胶比为0.38，陶粒和陶砂的用量为644.17kg/m3、611.67kg/m3（由松散体积法计算出），砂率为48%（由陶粒和陶砂的密度计算出）。

2、试验过程，根据上面算出的两组基准配合比，研究净水胶比、砂率、矿物掺合料类型和掺量对全轻陶粒混凝土强度的影响规律，期以指导全轻陶粒混凝土配比的进一步优化设计。

3、在固定用水量的情况下，调整净水胶比，研究其对强度的影响，对于P.O42.5水泥，依次以0.4、0.39、0.38、0.37、0.36的顺序调整净水胶比；对于P.O32.5水泥，依次以0.4、0.38、0.36、0.34、0.32的顺序调整净水胶比。

4、在固定骨料总体积、浆体体积、浆体净水胶比的情况下调整砂率（调整砂和陶粒的体积比），研究砂率对强度的影响，对于P.O42.5水泥，依次以44%、45.5%、47%、48.5%、50%的顺序调整砂率；对于P.O32.5水泥，依次以44%、45%、46%、47%、48%的顺序调整砂率。

5、在固定净水胶比和胶凝材料质量的情况下，分别掺加粉煤灰或者矿粉，研究矿物外加剂组成对强度的影响。分别以占胶凝材料的5%、10%、15%、20%的顺序调整单掺粉煤灰和单掺矿粉的掺量。

6、在实验时需要先将陶粒和陶砂预湿一小时，然后将其滤干，然后才能使用。将原料在混凝土强制式搅拌机搅拌5分钟左右，将浆体倒入100mm×100mm×100mm×3模具中进行震动成型，对成型后的试模进行标准养护，待龄期达到7d和28d时分别测定试块的抗压强度。

三、试验结果及分析

1、P.O42.5水泥混凝土的试验结果

用固定用水量，改变水泥量的方法来控制净水胶比进行试验，测得混凝土的7d和28d强度，对于P.O42.5强度等级的水泥，在降低净水胶比的情况下，所配制的混凝土的7d强度和28d强度都是随着净水胶比的降低而增大的，并且呈近似的线性关系。

保持骨料总体积、浆体体积、浆体净水胶比不变，调整陶砂和陶粒的体积比得到不同砂率进行试验，测得混凝土的7d和28d强度，发现混凝土的强度随着砂率的提高呈现出先逐渐升高，而后当增大到一定程度时，又开始降低的规律。砂率存在一个最优值，为48.5%。

保持净水胶比和胶凝材料质量不变，掺入粉煤灰，并逐渐改变粉煤灰的掺量进行试验，测得混凝土的7d和28d强度，发现混凝土的强度随着粉煤灰掺量的增加，呈现出递减的趋势。

保持净水胶比和胶凝材料质量不变，掺入矿粉，通过逐渐增加矿粉的掺量配制混凝土，测得混凝土的7d和28d强度，发现混凝土的强度都随着矿粉掺量的增加呈现逐渐增长的趋势，而且28d强度相对于7d强度增长的趋势更加明显。主要由于矿粉细度小，可以有效填充陶粒缝隙，相当于增强其强度，同时由于矿粉高度分散性，可以充分填充于水化后水泥颗粒之间，提高浆体密实度，也可以增加混凝土的抗压强度。

2、P.O32.5水泥混凝土的试验结果

用固定用水量，改变水泥量的方法来控制净水胶比进行试验，测得混凝土的7d和28d强度，对于P.O32.5强度等级的水泥，在降低净水胶比的情况下，混凝土的7d强度和28d强度都随着净水胶比的降低而增大，但是混凝土的强度增长的幅度不是很大，可见固定用水量，其他情况不变时，全轻陶粒混凝土的强度随着净水胶比的降低呈逐渐增长，但是其强度增长的趋势不太明显，不同于普通混凝土的强度明显增长趋势。

保持骨料总体积、浆体体积、浆体净水胶比不变，调整陶砂和陶粒的体积比得到不同砂率进行试验，测得混凝土的7d和28d强度，发现混凝土的强度随着砂率的提高呈现出先升高后降低的规律，砂率存在一个最优值，46%。因此，在实验过程中，我们应该适当的提高砂率，以使混凝土的性能达到最优。

保持净水胶比和胶凝材料质量不变，掺入粉煤灰，并逐渐改变粉煤灰的掺量进行试验，测得混凝土的7d和28d强度，发现混凝土的强度随着粉煤灰掺量的增加，都表现出递减的趋势。

保持净水胶比和胶凝材料质量不变，掺入矿粉，通过逐渐增加矿粉的掺量配制混凝土，测得混凝土的7d和28d强度，发现混凝土的强度都随着矿粉掺量的增加呈现逐渐增长的趋势，而且其强度有超过普通混凝土的趋势。因此在配制轻骨料混凝土时，适当掺入矿粉，不仅可以减少水泥的用量，节能减排，而且可以提高混凝土的强度。

3、汇总结果分析

针对两种强度等级的水泥，P.O42.5和P.O32.5，在降低净水胶比（固定用水量，增加水泥用量）的情况下，它们的7d强度和28d强度都随着净水胶比的降低呈逐渐增长的趋势。

随着砂率的提高，两种强度等级水泥的混凝土的7d和28d强度呈现出先降低后升高，然后再降低的规律，我们发现，随着砂率的调整，混凝土能达到的最高强度可能超过基准配合比的混凝土的强度，砂率都存在一个最佳取值。对于P.O42.5水泥，砂率存在一个最优值，即为48.5%，对于P.O32.5水泥，砂率存在一个最优值，即为46%。这主要是因为陶砂的粒径比陶粒小得多，具有很大的比表面积，而且在拌合物中填充粗骨料的空隙，所以砂率在一定范围内，混凝土的强度不断增长。

四、结论

1、在降低净水胶比（固定用水量，增加水泥用量）的情况下，轻集料混凝土的7d和28d强度都逐渐增长，与其对普通混凝土强度的影响比较相似，但是影响趋势不如普通混凝土表现的明显。

2、保持骨料总体积、浆体体积、浆体净水胶比不变，调整陶砂和陶粒的体积比得到不同砂率，7d和28d两个龄期的混凝土强度都存在一个最大值，试验发现对于P.O42.5水泥配制的混凝土砂率最优值为48.5%；对于P.O32.5水泥配制的混凝土砂率最优值为46%。

3、对于P.O32.5和P.O42.5水泥，胶凝材料确定在一定范围内，掺加粉煤灰和矿粉。随着粉煤灰掺量的增加，轻集料混凝土的强度逐渐降低，尽管掺加粉煤灰可以节约水泥，但是亦要在确保混凝土强度满足要求的前提下适量掺加；随着矿粉掺量的增加，轻集料混凝土的强度都逐渐增长，而且其强度发展较快，7天强度可以达到28强度的50%以上，因此可以适当掺加。

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