水灰比对无砂大孔陶粒混凝土抗压强度影响的研究

2016-07-16吴浩浩

工程与建设 2016年2期

关键词：抗压强度水灰比

吴浩浩

(合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥　 230009)

水灰比对无砂大孔陶粒混凝土抗压强度影响的研究

吴浩浩

(合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥 230009)

摘要：以水泥、陶粒和水为原材料，单一改变水的掺量进行试验，研究水灰比对无砂大孔陶粒混凝土抗压强度的影响。研究表明：随着水灰比的提高，抗压强度呈先增大后减小趋势。水灰比为0.4时，28 d强度最大，达到1.65 MPa，干密度550 kg/m3。

关键词：无砂大孔陶粒混凝土；水灰比；抗压强度

0引言

无砂大孔陶粒混凝土是由陶粒、水泥和水拌制而成的一种多孔轻质混凝土。它不含细骨料，由粗骨料表面包裹一层水泥浆相互粘结而形成孔穴均匀分布的蜂窝状结构。具有轻质、保温、隔音、抗震性能好等优点。其可用于轻质墙板或其它建筑构件中，也可用于填充、现浇等施工作业。使用无砂大孔陶粒混凝土节约了很大部分水泥用量，降低了成本，减少对环境的污染，符合绿色、低碳的科学发展道路[1-2]。

无砂大孔陶粒混凝土的强度影响因素主要有陶粒本身强度、水泥用量和水灰比三个方面[3-4]。与水泥浆粘结陶粒的截面积、粘结点数量以及水泥浆强度有密切关系[5-6]。陶粒种类固定的话，水泥用量对强度影响最大，但胶凝材料大时，混凝土容重会明显增大，为了配制出轻质、高强型大孔混凝土，需要在水灰比上做进一步的研究。本文主要通过试验，研究水灰比对无砂大孔陶粒混凝土强度的影响规律，并得到合适的水灰比。

1试验材料、设备及方案设计

1.1原材料

水泥：长丰海螺生产的P.O42.5级普通硅酸盐水泥。

陶粒：淮南金瑞陶粒厂生产的粒径为0.5～2 cm的轻质陶粒。

水：建材实验室自来水。

设备：电液式压力试验机、小型砂浆搅拌机、电子秤和试件模具等。

1.2试验方案

根据不同水灰比，进行混凝土搅拌试验，配制成150 mm×150 mm×150 mm的立方体试件，每组均为3个，试件脱模后放入标准养护室养护28 d，用压力试验机测出立方体抗压强度，取平均值。试验具体材料配合比见表1所列。

表1　材料配合比

2试验结果及分析

2.1试验结果

试验结果见表2所列。

表2　试验结果

2.2结果分析

(1) 由图1知，随着水灰比的增大，混凝土抗压强度呈先增大后减小的趋势。当水灰比由0.25增加到0.4时，强度由0.6 MPa增加到1.65 MPa，提高了175%；当水灰比由0.4增加到0.55时，强度由1.65 MPa下降到1.19 MPa，降低了27.9%。由试验得知水灰比0.4较为合适，强度最高，混合料搅拌均匀，且无浆体下淌，表面有金属光泽。

图1　水灰比对抗压强度的影响

(2) 水灰比小时，大孔陶粒混凝土抗压强度较低。主要原因有两个方面：① 水灰比低，水泥浆体和易性差，不仅和陶粒混合搅拌不均匀，而且骨料之间粘结性差，从而导致强度降低[7]。② 虽然水灰比低，水泥石强度提高，但其强度的大小对混凝土整体强度的影响并不大，这是因为轻质陶粒本身的强度很低，在大孔陶粒混凝土被压破坏时一般均为陶粒先被压碎而破坏。陶粒本身的强度对陶粒混凝土强度起的作用近似定值[8]。但这个定值往往决定了混凝土整体的强度。由试验得知，水灰比为0.3及以下时，混合料干稠，难以搅拌均匀，成型困难。

(3) 水灰比较大时，大孔陶粒混凝土抗压强度降低。主要原因是一方面水灰比大，水泥石强度降低；另一方面由于水泥浆体流动性大大增加，浆体下淌现象严重，骨料之间粘结性变差，影响强度。由图1可以看出，水灰比大时，强度下降的幅度明显减小，这主要是由于水泥浆下淌沉积在底部形成了强度大的水泥石，在压力试验机上测试抗压强度时，这部分水泥石会“提高”混凝土整体的强度。由试验得知，水灰比大于0.45后，水泥浆体下淌严重，养护成型后试件底部有较厚的水泥石。

3结束语

由试验得知：无砂大孔陶粒混凝土水灰比0.4比较合适，混合料搅拌均匀，整体性好，抗压强度最高，达到1.65 MPa，水灰比过小或过大，会导致混合料不均匀，骨料之间粘结性差，降低混凝土的强度。此外，水泥石的强度对大孔陶粒混凝土整体的强度影响不大。无砂大孔陶粒混凝土具有良好的物理力学性能，其容重轻、导热系数小，保温隔热效果好，广泛应用于复合夹心墙板及砌块中[8-9]，可现场浇注，也可在工厂预制。由于不需要细骨料，并且节约了大量水泥，其成本远低于普通建筑材料。随着我国建筑节能和墙体改革工作的逐步发展，无砂大孔陶粒混凝土必然在更多的领域得到应用。

〔参考文献〕

[1]王瑞．无砂大孔混凝土墙体保温性能的试验研究[J]．新型建筑材料，2008(1)：50-51.

[2]曾培玲．无砂大孔生态混凝土试验研究[J]．混凝土，2012(10)：103-105.

[3]范本善．粉煤灰陶粒无砂混凝土及其墙板的试验研究[J]．混凝土及建筑构件，1980(2)：35-38.

[4]赵传文，赵杰，房秀文，等．无砂页岩陶粒混凝土砌块的研究[J]．哈尔滨建筑工程学院学报，1988(S1)：120-129.

[5]刘佑厅．无砂大孔陶粒混凝土及其在外墙板中的应用[J]．混凝土及建筑构件，1981(6)：21-25，52.

[6]董金道，胡文毅．大孔陶粒混凝土若干性能及影响因素的分析[J]．混凝土，1992(6)：36-40.

[7]陶新明．无砂大孔混凝土配合比设计、成型及养护[J]．混凝土，2010(10)：136-138，141.

[8]刘佑听，孔祥溶．无砂大孔陶粒混凝土夹层复合板的应用[J]．硅酸盐建筑制品，1984(1):7-9.

[9]沈朝福．陶粒无砂大孔混凝土空心小砌块[J]．建筑知识，1989(2)：9.

收稿日期：2016-03-15；修改日期：2016-03-18

作者简介：吴浩浩(1989-)，男，安徽淮南人，合肥工业大学硕士生．