轻骨料混凝土物理力学性能研究

孟刚，张凯峰，欧阳孟学，吴雄，李逸飞，王晓峰，令建

（中建商品混凝土西安有限公司，西安 710116）

轻骨料混凝土物理力学性能研究

孟刚，张凯峰，欧阳孟学，吴雄，李逸飞，王晓峰，令建

（中建商品混凝土西安有限公司，西安 710116）

试验研究分析了黏土陶粒轻骨料制备的轻骨料混凝土新拌状态的工作性能和龄期力学强度，探讨了不同品质及处理工艺的黏土陶粒、胶材体系中粉煤灰及硅灰的变化及不同砂率等影响因素对其性能的影响，为轻骨料混凝土工程应用提供了重要参考。

轻骨料；轻骨料混凝土；工作性能；力学强度

0 前言

轻骨料混凝土具有轻质高强、隔热保温性能好、耐火性能好、抗震性能好、综合经济技术效果好等优点，被广泛应用在工业与民用建筑、桥梁工程等土建工程中，已成为现代混凝土的一个重要发展方向[1-3]。本文针对西安地区生产的黏土陶粒开展了黏土制轻骨料混凝土物理力学性能研究，为轻骨料混凝土及其工程应用提供重要参考。

1 试验原材料及方法

1.1 原材料

水泥：采用冀东水泥公司生产的冀东 P·O42.5 级普通硅酸盐水泥，密度是 3.1g/cm3，主要性能指标如表1 所示。

表1 水泥物理力学性能检测结果

粉煤灰：陕西省韩城市大唐第二发电厂干排Ⅰ级粉煤灰与 Ⅱ 级粉煤灰。

硅灰：由北京某建材公司提供，硅含量为 92%。砂：渭河中砂，细度模数为 2.48。

外加剂：大连西卡建筑材料有限公司生产的高效聚羧酸减水剂，固含量为 18.1，减水率为 25%。

轻骨料：分别由西安恒阳陶粒节能建材有限公司和陕西大秦建材有限公司提供，其性能指标如表2 所示，样品如图 1所示。

表2 黏土陶粒各项性能检测结果

图 1 试验用黏土陶粒

1.2 试验方法

依据试验基准配合比（表3），依次考察不同性能骨料、掺合料及砂率对制备轻骨料新拌混凝土工作状态以及硬化轻骨料混凝土力学性能的影响，试验用配合比如表4 所示。

表3 基准配合比 kg/m3

表4 试验用配合比 kg/m3

2 结果与讨论

2.1 轻骨料混凝土工作性能研究

不同性能与品质骨料、掺合料及砂率对制备轻骨料新拌混凝土工作性能测试结果如图 2、图 3 所示。 对比编号 1～4试样检测结果可以发现，粒型为球型 a 种黏土制陶粒相对 b种胶囊状较多的陶粒具有较好的工作性能，通过浸水预处理的黏土陶粒制备的混凝土其工作性能均好于不进行预湿处理的。掺加Ⅰ级粉煤灰与一定量的硅灰以及提高砂率同样能使得新拌混凝土具有较好的流动性与坍落度，改善轻骨料混凝土工作性能。

图 2 轻骨料混凝土坍落度

图 3 轻骨料混凝土扩展度

2.2 轻骨料混凝土力学性能研究

不同性能与品质骨料、掺合料及砂率对制备轻骨料新拌混凝土工作性能测试结果如图 4 所示。从图 4 可以看出，试验制备的试样在 7d 龄期与 28d 龄期具有类似的发展趋势，b种黏土制陶粒制备的轻骨料混凝土相对于 a 种轻骨料具有较高的力学强度，这是由于 b 中黏土陶粒筒压强度较高。此外，经过预湿处理制备的轻骨料混凝土大于没有经过预处理的。相对于编号 1 试样，对比编号 5、编号 6 试样可以看出，Ⅰ 级粉煤灰相对于 Ⅱ 级粉煤灰并没有对龄期强度产生较大影响，掺加硅灰对力学性能的提高具有较大贡献。适当提高砂率可提高力学强度，但是过高的砂率反而使得试块力学强度值有一定幅度的降低。

图 4 轻骨料混凝土力学强度

3 结论

3.1 对于黏土陶粒轻骨料混凝土工作性能的研究结论：

粒型为球型的黏土陶粒制备的轻骨料混凝土具有较好的工作性能，通过浸水预处理的好于不预湿的。掺加Ⅰ级粉煤灰与一定量的硅灰及提高砂率使得新拌混凝土具有较好的流动性与坍落度，改善了轻骨料混凝土工作性能。

3.2 对于黏土陶粒轻骨料混凝土力学性能的研究结论：

筒压强度高的黏土陶粒制备的轻骨料混凝土力学性能更优。在胶材体系方面，掺加Ⅰ级粉煤灰对力学强度影响不大，掺加硅灰能够提高力学强度值。适当的砂率能提高轻骨料混凝土力学强度。

[1]胡曙光，王发洲．轻骨料混凝土[M]．北京：化学工业出版社，2006．

[2]王发洲，周宇飞，王 军，等．超轻骨料混凝土配合比设计与泵送施工技术[J]．施工技术，2008,37(9):109-111．

[3] 仇益梅，曾宗文，阳利君．页岩陶粒轻骨料混凝土配合比设计及应用[J]．混凝土，2011,(5):97-98．

［通讯地址］西安市长安区王寺镇西街中建商品混凝土西安有限公司技术科（7410116）

Research on physical and mechanical properties of lightweight aggregate concrete

Meng Gang, Zhang Kaifeng, Ouyang Mengxue, Wu Xiong, Li Yifei, Wang Xiaofeng, Ling Jian
(China Construction Ready-mixed Concrete CO. Ltd of Xi'an, Xi'an 710116)

The tests studied the working performance and mechanical strength of lightweight aggregate concrete which preparated with clay ceramsite. Different quality clay ceramsite, the change of the fl y ash and silica fume, and sand ratio on the properties of lightweight aggregate concrete. Experimental study for the engineering applicated of light aggregate concrete provides an important reference.

lightweight aggregate; lightweight aggregate concrete; working capability; mechanical properties

孟刚（1970－），男，大学本科，工程师，中建商品混凝土西安有限公司总工程师。