人造轻集料混凝土试验研究

李宏兴 甘 伟

（1 广州立墙墙体材料有限公司；2 广州大学）

0 前言

当今，我国已进入建筑产业现代化，绿色建筑，装配式建筑，固废资源化的新时期，对建筑的主体材料—混凝土提出了更高要求，既要有高的物理力学性能，轻质、高强、多功能，又要节约天然资源，充分利用固废材料。目前，我国建设用砂、石集料自然资源紧张，装配式建筑市场需要大量的质轻、高强、节能的钢筋混凝土结构部品。显然，迫切需要解决的关键技术是，人造固废资源化的轻集料混凝土的开发、生产和利用技术。随着形势的发展，我国高性能结构用轻集料混凝土将进入发展新轨道。

本文对以固废人造轻集料——瓷渣球形陶粒为粗集料，配制出强度等级LC30～LC60，密度1600～1900kg/m3的结构用轻集料混凝土，进行不同配合比的强度、密度、坍落度试验，并与普通碎石混凝土进行了对比试验研究。

1 原材料及试验条件

⑴原材料：本试验采用原料，水泥：PO 42.5 硅酸盐水泥；减水剂：高效减水剂FDN-2；粉煤灰：2 级；砂：中砂；陶粒：由广州大学提供，球形瓷渣陶粒，粒径5mm～15mm，筒压强度9.6MPa，堆积密度800kg/m3，颗粒密度12.8kg/m3，空隙率38%，不同时间吸水率如表1。

⑵试验条件。

试件100mm 立方体试件。

试验仪器和方法：混凝土拌和物和硬化后混凝土的试验，按照国家标准；《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T 50080、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081 进行。

表1

轻集料处理：陶粒未进行预湿处理（考虑陶粒24h吸水率较小）。

2 混凝土材料配比及试验结果

⑴试件第1、2、3、4 组，LC30～LC50 陶粒混凝土材料配比及相应湿密度、初始坍落度、1.5 小时坍落度及7天、28 天抗压强度，试验结果见表2、表3。

⑵试件第5 组，LC 60 陶粒混凝土材料配比及相应湿密度、初始坍落度、1.5h 坍落度及7 天、28 天抗压强度，试验结果见表4、表5。

⑶轻质陶粒混凝土与普通碎石混凝土对比试验。

试件第6、7 组，陶粒混凝土与普通碎石混凝土配合比及相应湿密度、初始和1h 的坍落度、扩展度及3 天、7天、14 天、28 天抗压强度，对比试验结果见表6、表7。

3 试验结果分析

⑴从表2～表7的数据可看出，采用工业化生产的人造轻集料--陶瓷废渣球形陶粒具有较好的匀质性、颗粒形状，有较小的吸水性，配制的混凝土拌和物质量稳定、和易性较好，试验结果规律性较好。

表2 混凝土材料配合比

表3 混凝土性能测定结果

表4 混凝土材料配合比

表5 混凝土性能试验结果

表6 陶粒混凝土与普通碎石混凝土配合比

表7 陶粒混凝土与普通碎石混凝土性能试验结果

⑵从表2、表3 可以看出，相同密度等级时，陶粒混凝土抗压强度，随水泥的含量、减水剂的用量增加而增加。

⑶从表6、表7 可看出,与普通碎石混凝土进行了对比，在相应配比条件下，陶粒混凝土密度降低约25%。强度降低约20%。

⑷从表7 可看出,圆球形砂轻陶粒混凝土比普通混凝土，流动性好，坍落度大，从而可减少水胶比（大约0.1 左右）。但在1h、1.5h 坍落度损失要大，因此掌控坍落度随时间损失的规律很重要。当陶粒吸水率大于7%，可考虑做预湿处理。

⑸瓷渣球型陶粒及混凝土断面见图1～图6。

图1

图2

图3

图4

图5

图6

4 结论

通过本试验研究探明了，采用一种固废人造轻集料——陶瓷废渣球形陶粒为粗集料，能配制出强度等级LC30～LC60，干密度1600～1900kg/m3的结构用轻集料混凝土。其坍落度、密度、强度性能可满足装配式建筑钢筋混凝土结构部品的要求。