大孔陶粒混凝土若干性能及影响因素的分析.pdf

翎,刁 大孔陶粒混凝土若干性 能 及影响因素的分析 鳌金道胡文毅上海市建筑科学研究所 大孔陶粒混凝土 因具有容重轻 、 无毛 细 管渗透作用 、 粉刷效果好 、 隔热保温防火性 能优 良等特点 , 已逐渐被中国工业民用建筑 界所广泛重视 、 应用和认识 。 近些年来 , 上 海已成功地用现浇大孔陶粒混凝土作框架填 充墙建成 了多幢高层住宅 。 , 年建成的建 筑面积为初的同济大学留学生高层住 宅 , 其部自重为此比砂 轻 陶粒混 凝土轻肠 , 比大孔石子 混凝土轻肠 , 而与钢筋混凝土剪力墙体系相比 , 轻肠 。 年又用这种材料 , 建成了二幢层高层 住宅 。 施工实践表 明 , 这种混凝土靠 自重落料 挤密成型 , 灌注时无须使用振动器 , 操作简 单 , 施工速度快 , 模板轻便 , 是一种新型有 效的建筑材料 。 本文拟通过对大孔陶粒混凝 土性能及其影响因素分析 , 找出其内 在关 系 , 以提供指导施工所必须的技术参数 。 一 、 抗压强度 大孔混凝土结构中 , 陶粒外形的表面特 征 、 级配 、 排列状况会导致传力方向 复杂 化 。 接触点处产生降低强度的应力 集中 现 象 。 因陶粒呈基本圆型 , 故受力 状况要比碎 石 、 卵石 、 碎砖等粗骨料要来得好 。 决定接 触点 强度的主 要因素为水泥石与陶粒的界面 枯结强度 、 水泥浆体数量水泥用量 、 水 灰比 、 陶粒 强度 、 吸水状况 、 养护条件 、 成 型捣实方法等 。 上海厂生产粘土 陶粒颗粒级配为 一一 一 , 一一 肠 , 堆积密度 场, 一小时吸水率肠 , 筒压强度 , 空隙率 。 水泥用,大 孔 陶粒棍凝土强 度与 水泥用量间存在 有如下函数关 系 对矿渣水泥 。 一 , 相关系数丫一 。 对 吞普 硅水泥 、, , 相关系数丫 。 需要指 出 , 侮混凝土的水泥用量在 。一 内 , 强度按线性方程增长 , 水泥用 量增加过多 , 强度增加甚微 。 长龄期强度递 增率比砂轻混凝土要小 。 由于大孔混凝土模 壁与骨料间隙较大 , 边角易受损 , 为减少强 度耐散性 , 试件一律采用 “ 。 上式 中 , 为大孔陶粒混 凝土的试配强 度为每 、棍凝 土中的水泥用量 。 水灰比最佳水灰比应该是指施工 拌和时 , 水泥浆体能均匀地贴 附在陶粒表面 而不产生流淌且呈金属光泽为准 。 对矿 渣硅 酸盐水泥 , 水灰比为 。 拼一 。 对 硅酸盐水泥 , 水灰比为早 “。一。 “ 飞 陶粒强度大孔陶粒混 凝土强度随 陶粒强度与混凝土 陶粒自身强度现用筒压 强度来度量提 高 而增长的规律 , 较为显著见表 。 强度间关系表 ,尸, 闷甲 口 , 尸, ,户月冲 , ,尸吮, , 一一 口 重容 蔺 一、一杯 二二怀篇不 赢 一一 一 水泥用量 一 混凝土强度 堆积密度 “ 筒压强度 一 一一一 一 一 一一 , 一 一 三二三二 户侧二库一 一二 竺卜 凡一 一一 竺 一 曾经 作了在相同水泥用量情况下陶粒三 种湿润状态对棍凝土强度影响的试验 。 其试 验结果表明 , 混凝土强度以饱和面干陶粒的 强度最高 , 干陶粒次之 , 浸水饱和湿透陶粒 最差 。 其它如养护条件 、 捣实方法 、 搅拌工 艺等有效选用对混凝土强度增减都有一定影 响 。 试验表明 , 因养护条件差异 , 混凝土强 度波动范围可达约 肠 , 若采用预拌水泥浆体 后与饱和面干陶粒相拌和的二次搅拌工艺 , 强 度又有提 高 。 二 、 大 孔陶粒混凝 土轴压强度 、 弹性模 最 、 收缩 等主要力学性能 上海市建科所通过大量试验后确定 , 梭 柱体轴压强度与立方体强度间呈下列关系 值 二。 而大孔陶粒混凝土弹性 模量值的大小 , 取决于 它的干容重和抚压板 限强度值 , 呈下 列关系式 肠丫千了哀 式 中 丫干一一大孔陶粒混凝土干容 重盯 。一一 抗压 强度 九 。 大孔陶粒混凝土的早期收缩略大于砂轻 陶粒棍凝土 , 但最终收缩值较小 , 这主要是 因为引起大孔混凝土收缩变形的水泥石较少 之故 。 陶粒及碎石大孔混凝土 、 陶粒砂轻混 凝土的收缩曲线见图 。弓, ,。二 弩 即栩和 责瑞厂奋嘴厂言瑞厂 日萝间 图陶拉及碎石大孔混凝土 、 陶粒砂轻混凝土的 收 缩曲线 一陶粒砂轻混凝土 , 一拈土陶粒大孔混凝土 一碎石大孔混凝士 。 大孔陶粒混凝土 的收缩与龄期呈下列关 系式 。、 , 一。 。 刁 相关系数 式中 。、一一收缩值 加 一一龄期 , 天 。 现列举 , 户 、 强度标号大孔陶 粒棍凝土主要物理力学性能 , 见表 。 , 旧,甘 一 曰 表 可 一二” ” ” ” ” 公 一 ” ” ” 一 护丫价 一 一 一 一一 一 州侧 三 、 导热系数 、 淋水 、 防冻 、 耐火等墙 体功 能 当大孔混凝土内部结构 、 骨料级 配 、 成 型工艺 、 干燥程度等条件相对稳定时 , 导 热 系数几与混凝土干容重丫干基本呈线性关系 , 几是丫干的递增函数, 其经验式为 先 一 干 , 相关系 数 大孔石子棍凝土与大孔陶粒混凝土配制 墙体的技术性能比较列于表 。 曾采用人工风雨箱 , 模拟上海地区最大 风雨量进行大孔陶粒棍凝土墙体墙体厚 “ , 外加各砂浆粉刷层的淋水 大孔石子 、 陶粒混凝土墙体性能 比较表 大孔混凝土 导热系数 甲昆凝土干容重 防火性能 墙厚为 时的隔声量 好一良石子混凝土 陶粒涅凝土优秀 试验 。 试验结果表明 , 无风雨下淋水小时 后 , 渗入深 度 为 , 小 时后趋于平 稳 , 而 在风载下淋水小时后 , 渗入深度为 一 , 小时后趋于平稳 。 钻洞观察 的平 均渗水深度为 。, 抗雨渗 性 大大 优于妞厚砖墙 , 这是 因为大孔结构空隙对 水渗透起阻隔作用 , 陶粒的贮水性能起 “缓 冲 ” 作用 的结果 。 大孔陶粒混凝土耐火试验在立式炉膛 内 进行 。 温度时间作业制度参照 国 际标 准曲 线 。 经小 时耐 火试验后发现 , 墙体试件 内 有较多水分 , 没有肉眼可见裂缝出现 , 背火面 中心测点与外围 测点间的温差较大 。 相比而 言 , 其耐 火性能优于大孔石 子混凝土 , 符合中 大孔 陶拉混凝土在冻融 、 国高层民用建筑设计防火规范一级耐火 极限标准要求 。 按在一 下冻 小时 , 标准温度下融 小时为冻融循环的作业制度下进行抗冻 试验 。 强度 等级为 。大孔陶粒混 凝土就 可满足次冻融循环抗冻性要求 。 考虑到上 海地区又可能出现持续负温最不利气候条件 因素 , 也作了掺 、 一 减水剂 、 抗冻剂大孔陶粒混凝土强度试验见表 。 试验结果表 明 , 合理 选择减水剂 、 抗冻 剂 对冬期施工 , 尤为重要上海层大孔 陶粒 混凝土高层建筑就是在负温条件下施工 , 采 取措施后确保了施工进度 。 四 、 结构抗艇性能 负沮卜 “ 下 强度变化表 一点 一 淤 一曰 秘 蒸 “ 竺兰 一 一二一 一 一二一 一 一 一井臀牛 一 巡 一 一竺一 二一 一井 一 、 兰 。一 匕兰 万” 物 一 ” 。” 一 “ 一 卫 少 一 一 “ 兰 一 一 一了一 上 一 “脸 “ 一 “ 。 。 注表中巧后强度损 失率 , 系指冻融后 强度与标养强度之差值率与同龄期强度相比其损失率相对偏小 由于减轻自重减少地震反应 , 能使 “带 框无砂混凝土墙 ” 的结构体系成为我国很有 发展前途 的工业化建筑体系之一 。 根据对原 型建筑物的动力特性 、 量测与分析 , 选用 “ 带框大孔陶粒混凝土墙 ” 高层房屋八层模 型的模拟地震 振动台试验研究 。 其试验结 果表 明 , 模型房屋 初裂时加速度峰 值为 。 , 相 当于原型八层房屋 承受 】 。 。 地震烈度 在一度 间 。 此时 , 顶点位移平 均反应值 二 典 , 能满足 高层建筑规 范 ” 对剪力墙 一肴 一 卜流 的限值要求 , 在施工质量确有保证的 前 提 下 , 是可满足七度抗震设防要求的 。 综 一上所 述 , 大 孔陶粒混凝土不失为二种 性能优异 的墙体材料 。 国内外混凝土外加剂技术的新动态 屈志中陕西省建筑科学研究院 目前 , 我国水泥年产量超过亿 , 混 凝土年用量 约亿 , 到 。 。 年 , 水泥产 量近亿 , 混凝土使用量将超过亿 “, 就水泥混凝土年总量而言 , 我国居世界各国 之首 。 现在一些发达国家使用混凝土的绝对 体积亿 飞 为原苏联 , 日本 , 意大利 , 原联邦德国 。 混凝土 人均指标 , 欧 洲国家居世 界 前茅 。 法国 “, 高度发达的 国家有日本 , 美国 , 原苏联 。 我国人均 几, 到 。年 , 人均指标增长甚微 。 尽管 “混凝土的能耗大约 标准 煤 , 在原苏联 , 根据混凝土强度等极不同 , 这个指标变化于 。一。众 标准煤之间 。 但 由于混 凝土用量大 , 能耗十分可观 。 我国 亿混 凝土 , 若以,计 , 则年耗 能为万 标准煤 , 约占我国年 能源生产 总 量的肠 。 水泥混凝土用量与日俱增 , 世 界水泥混凝土技术面临的最大课题是节能 、 改进工艺和提高混凝土的耐久性 。 混凝土节能 , 主要是节约水泥 , 其次是 节 约蒸养用能 。 在我 国 , 由于水 泥比较廉 价 , 以美元 来补 , 约为原联邦德国 。 , 意大利 , 法国, , 保加利亚 , 美国 八, 原苏联 , 所以节约水泥问题尚未引起普 遍注意 。 改进工艺包括制造流态拌合物 , 实 现混凝土泵送和无振动浇筑 。 提高混凝土的 耐久性 能 够减少维修费用 , 延长混凝土使 用寿命 , 实际上就是最大的节能 。 发 达国家 现在确认 , 在混凝土中使 用化学外加剂是综 合解决混凝土生产和施工面临问题的 主要方 法 。 一 、 超塑化剂进一步推广 如