轻质陶粒混凝土预制墙板的制备及性能研究

轻质陶粒混凝土预制墙板的制备及性能研究

巫业磊

江苏中砼新材料科技有限公司 江苏南京210000

【摘要】预制陶粒混凝土墙板，作为一种创新的建筑材料，因其轻盈、保温、隔音和防火特性而备受青睐，并已经在各个建筑行业得到了大规模使用。这种墙板是由工厂提前生产出来，其特色包括易于施工和对质量的严格把关。这种轻质陶粒混凝土预制墙板融合了两种材料的长处，并且拥有巨大的使用价值。本文我们进行了一系列的试验，探讨了这种材料的生产方法和特性。试验数据显示，只要选择正确的配方和生产流程，就能够生产出高品质的轻质陶粒混凝土预制墙板。这项研究为普及与使用轻质陶粒混凝土预制壁面提供了重要的借鉴意义。

【关键词】陶粒轻集料；软化系数；保温性能；研究

1. 概述

我国轻质混凝土技术已有超过半个世纪的进步，伴随着活性矿物混合料以及有效的降水剂的广泛使用，轻质骨料混凝土取得了显著的进步。这种具有高流动性、高强度的泵送型轻质骨料混凝土已被广泛运用于桥梁表面的铺设以及高楼的地基施工中。尽管如此，目前的研究对轻集料混凝土的保温特性的关注度并不高。同时，轻集料混凝土的建造过程中，因为集料和水泥浆体的密度存在显著的不同，容易导致混凝土的分层开裂以及轻集料的上升。采用预制建筑技术，我们成功地解决了轻质混凝土的分层情况，规避了由于较大的流动性引发的均一性差的问题。此外，我们还通过调整和优化设计的配料比例，成功生产出具有较低的导热率和较高的强度的建筑保温板。而且，由于预制轻质混凝土的轻骨料具有多孔的特点，其防冻和隔音的效果超越了常规的混凝土。此外，由于陶粒轻集料混凝土具有优秀的保温、隔热以及隔音性质，它已经满足了我们在“十二五”期间所倡导的节能降耗以及对资源的环保的可持续发展方向。采取工业生产的预制页岩陶粒轻集料混凝土技术生产保温墙板；利用调整混凝土的胶体含量、集料的等级分布及进行预湿处理，减少每单元的使用水分，有效地解决了轻质混凝土分层的情况，并成功地解决了轻集料在浇筑时的浮动及混凝土分层的难题。经过精心配比，生产出的轻质混凝土具有M5--M10的强度，并且通过高温蒸压后，后期墙体上没有裂缝，其导热系数较小，同时具有较高的强度，因此，是一种理想的建筑保温板材。

2. 实验材料和方法

2.1实验材料

在这个实验中，选用的是工厂制造的标准轻质陶粒，其粒径范围在3-10mm之间，使用的是普通硅酸盐水泥及少量的一级粉煤灰，而砂子则是中砂。其他的辅助材料，如黏结剂和增塑剂等，都是根据国家的标准来选择的。

2.2实验方法

首步，依据设计需求来决定轻质陶粒混凝土的配比。随后，把水泥、砂、轻质陶粒以及适当的水以特定的比率混合，并且保持其均衡。之后，把这些混合物倒入预备的模型里，利用振动棒刀片来进行震动以使其紧密。最终，对经过振动的混凝土进行预养至终凝，拆模后打包进行蒸压，出釜后进行堆放冷却。

2.3性能测试

我们将对已经准备就绪的轻质陶粒混凝土预制墙板进行各项性能评估，这些评估内容涵盖了其抗压强度、吊挂力、抵抗弯曲力、含水率以及防火隔音等性能。

3. 轻质陶粒混凝土的配合比设计与轻质混凝土墙板的制备

3.1轻质陶粒混凝土的配合比设计

轻质陶粒混凝土，一种轻盈而坚固的建筑材料，因其低重、优秀的耐热、保温、防水、防火特性，被视为一种潜力巨大的新型绿色建筑材料。在装配式钢结构的内墙上使用，能够降低部件的重量，同时也能体现出卓越的保温、阻燃以及防潮的能力，这些特点都非常突出。

对陶粒混凝土的配比设计的目标就是找出既符合设计需求，又具有最大经济效益的混凝土所需的各种元素的数量。这与传统的混凝土配比设计的原则一致，也就是说，我们需要在维持建筑物的强度的基础上，尽可能地满足施工方便以及经济效益的需求。因为采用的陶粒具备独特的属性，无法像一般的混凝土一样，以一个广泛接受的强度等级来构建混凝土的配比设定。尽管，全球范围内的许多研究人员已经提供了多元化的计算方法，但这些方法仍然具有一定的局限，与真正的实践需求之间仍存在着巨大的鸿沟。因此，我们依然采取了参数挑选与基础经验公式的运算，并借助实验手段来决定每一种成份的使用顺序。

3.1.1 确定试配强度

依照中华人民共和国《建筑用轻质隔墙条板》（GB/T 23451）、《钢筋陶粒混凝土轻质墙板》（JC/T 2214）、《轻集料及其实验方法》（GB/T 17431）的条款，测试配比强度能够通过相应的方程来计算。

3.1.2 选择水泥用量

混凝土的强度和各项特性受到水泥的用量的决定，特别是在轻质陶粒混凝土中，这个因素的考虑非常关键。虽然适当的增加水泥的用量有助于提升混凝土的强度，但同时也会导致其密实程度的上升。因此，建议的最高水泥使用量应避免超出550kg/m3，而最低的水泥使用量则应保持在400kg/m3。

3.1.3 陶粒的选择

通常，我们需要挑选出密度450±20、筒压强度大于2MPa的球形陶土颗粒，并确保它们的所有性能都达到了规定的标准。

3.1.4 选择用水量和水灰比

水的使用量与其胶材比例，可以被划分为纯水的使用量与其胶材比例，以及全部的使用量与其胶材比例。净用水量是指混凝土中不含高强陶粒lh吸水率的用水量，其对应的水灰比就是净水灰比。在配合比设计过程中，净用水量和净水灰比通常被用来表示。水的使用量（或者说是水灰比）不只是对于硬化的混凝土的特性产生了重要的作用，同时也会直接决定混合物的和易程度。

3.1.5 砂率的选择

砂率的定义是基于体积比，也就是说，它是用砂的体积占粗细集料总体积的百分比来衡量的。砂率对于轻质混凝土的强度影响微乎其微，同时，它的弹性模量也得到了增加。然而，随着砂粒比例的升高，轻质混凝土的面密度也在逐步上升。在轻质混凝土的强度等级达到M10-M15，砂率在55%的情况下，轻质混凝土的性能达到最优。

3.1.6 粗细集料用量

《轻集料混凝土技术规程》（JGJ51.90）中的内容，提供了1m3轻质混凝土所必须的陶粒与常规砂的紧凑体积，我们可以使用绝对体积法来计算。

3.1.7 掺和料等外加剂

因为这种混凝土的水泥使用量超过了相同强度的常规混凝土，所以我们的试验表明，如果我们想要降低水泥的使用，提高和易性以及其它各种物理和化学特性，那么，将适当的掺和料，如矿粉和煤灰添加到轻质混凝土里，就有望产生优秀的技术和经济效果。在搅拌的过程中，必须采用高性能减水剂，以降低总用水量，减少水灰比。掺入少量的粉煤灰，胶材的4%，经济性考虑不掺入矿粉。经过实验检验，当我们使用掺合料的方式，同时添加高性能减水剂，并且按照混凝土的性能需求，提高了施工的和易性，并且对其物理力学特性产生了明显的优化。

3.2轻质混凝土墙板的制备

经过10分钟的预拌处理，将陶粒与胶材颗粒紧密地黏接，并且加入适量的水和外加剂进行搅拌，从而产生出特殊的包覆效应，减少了陶粒在塑造阶段的上浮。此外，陶粒所吸取的水份能够弥补混凝土后期的湿润状况，这样的情况下，水泥与细集料的接触区域的粘结力会提升，其结构也会变得更为紧凑，这对提升混凝土的总体耐用性大有裨益。在此基础上，使用了少许粉煤灰来取代水泥，这样不仅提高了混凝土的外观品质，也使得其更为密实，施工工作性能更好，而且在预制的墙板上，我们看不到任何的蜂窝状结构。

4. 结果与讨论

4.1抗压强度

针对轻质混凝土预制墙板进行压力承受能力检验，结果显示，随着水泥使用量的提升，这种材料的承受能力也在逐渐提高，然而，如果使用的水泥数量超出了规定的界限，那么其承受能力就会开始减弱。由于大量使用水泥，可能使得混凝土的内部构造变得松散，进一步削弱其承受压力的能力。

4.2抗弯承载力

轻质陶粒混凝土预制墙板的抗折性能会随着水泥使用量的提升而提升，然而，如果水泥使用量超出了某个限度，其抗弯性能就会开始减弱。由于大量使用水泥，可能使得混凝土的内部构造变得松散，进一步减弱其抵抗弯曲的能力。

4.3软化系数

对预制好的轻质混凝土墙板进行软化系数性能测试，结果显示，随着陶粒用量的提升，轻质陶粒混凝土预制墙板的吸水性能有所提高。这是因为增加陶粒用量后，陶粒特殊的内部孔隙结构易吸水，从而降低了软化系数性能。

5.结语

经过详细的试验探讨轻质混凝土预制墙板的生产方法与特性，试验数据显示，只要选择合理的配方与技术，就能够生产出高品质的轻质陶粒混凝土预制墙板。这种材料因为自重相对轻、保暖效果强、隔音防火好等特性，拥有巨大的使用潜力。

【参考文献】

[1]黄修林,卞周宏,黄绍龙.轻质陶粒混凝土预制墙板的制备及性能研究[J].混凝土,2016(12):123-125,133.

[2]王丽丽,辛明朗,张恩搏,等.轻质陶粒混凝土的配制及应用[J].建筑技术,2020,51(12):1460-1462.

[3]赵广玲,李红伟,孙连钰.轻质陶粒混凝土配合比设计及其在工程中的应用[J].中国房地产业,2011(9):422,425.