陶粒泡沫混凝土力學性能試驗探究范文

本站小編為你精心準備了陶粒泡沫混凝土力學性能試驗探究參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

［摘要］在前期試驗研究的基礎上，通過調整混凝土配合比以及在陶粒外裹水泥漿，共澆筑84塊陶粒泡沫混凝土試塊;對試塊進行壓縮試驗，采用數字圖像相關(DIC)技術對試件表面進行觀測。研究了陶粒泡沫混凝土的破壞形態，抗壓強度與密度之間的關系以及減水劑摻量、砂含泥量和陶粒外裹水泥漿對試件抗壓強度的影響。結果表明:陶粒泡沫混凝土的典型破壞形態為劈裂破壞;陶粒泡沫混凝土的抗壓強度和混凝土密度之間呈指數函數關系;陶粒外裹水泥漿可以提高陶粒混凝土的抗壓強度，并解決陶粒在施工和運輸過程中的上浮問題;陶粒泡沫混凝土的泊松比可取0.22。

［關鍵詞］陶粒泡沫混凝土;配合比;試驗;強度;破壞形態;泊松比

0引言

輕集料混凝土是指利用輕粗骨料、輕砂(或普通砂)、水泥和水配制而成的干密度≤1950kg/m3的混凝土［1］。陶粒泡沫混凝土是輕集料混凝土的一種，是用陶粒代替普通粗骨料，摻入泡沫配制而成的一種表觀密度＜1950kg/m3的高性能混凝土。由于陶粒內部具有獨特的孔隙結構，使得配制出的陶粒泡沫混凝土與普通混凝土相比具有輕質高強、抗震性能好、保溫隔熱性能好等特點［2-4］。但陶粒混凝土在施工和運輸過程中存在陶粒上浮問題［5-6］，制約著陶粒混凝土的發展。陶粒是采用工業廢渣等原材料加工而成，符合國家關于綠色節能建材的要求，是一種利廢、環保、節能的新型建筑材料，是目前高性能混凝土的研究熱點之一。文獻［7-8］研究了泡沫混凝土密度與抗壓強度的關系，但很少有人研究陶粒泡沫混凝土密度和抗壓強度之間的關系。本研究在前期試驗研究的基礎上，通過適當調整配合比，得到不同配合比的立方體試件。通過壓縮試驗，研究了陶粒泡沫混凝土中減水劑摻量和砂含泥量對陶粒泡沫混凝土抗壓強度的影響，得到陶粒泡沫混凝土抗壓強度與混凝土密度的關系。

1試驗材料

本文使用的陶粒為貴州某公司生產的黏土陶粒;水泥為市購52.5R級普通硅酸鹽水泥;緩凝劑為檸檬酸鈉;粉煤灰選用一級粉煤灰;發泡劑為市購動物蛋白類發泡劑;減水劑為聚羧基減水劑，濃度≥10%;水采用自來水。

2試驗方法

2.1物料配合比本試驗

基于前期研究及試驗時的情況，為探明砂含泥量、減水劑、陶粒外裹水泥漿對陶粒泡沫混凝土力學性能的影響以及陶粒泡沫混凝土抗壓強度與其密度之間的關系，通過適當調整配合比，得到表1～4所示物料配合比。采用表1～4中的配合比，共澆筑84塊立方體試件，試件設計邊長為100mm，在自然條件下養護28d后進行力學性能試驗。

2.2試驗方法及裝置壓縮試驗加載裝置

采用RMT-301數顯壓力試驗機(1500kN)，通過位移加載，持續加載至試件破壞。同時采用數字圖像相關(digitalimagecorrelation，DIC)技術，利用相機進行連續圖像采集，可以實時測出試件表面變形［9］。

3試驗結果與分析

3.1試塊的破壞形態陶粒泡沫混凝土試塊的典型破壞狀態一般為劈裂破壞且劈裂破壞面大都為垂直面，如圖2a所示。圖2b為破壞試件的水平位移云圖，通過位移云圖中的不連續可以判斷裂縫的發展狀況。壓縮試驗中試塊的裂縫發展過程大致如下。1)當軸向壓應力增加到30%～50%的抗壓強度時，試件中的壓應力較小，裂縫尖端產生應力集中，但只有少許微裂縫延伸，裂縫擴展穩定，砂漿并未開裂。2)當應力達到50%～75%抗壓強度時，粗骨料界面處裂縫緩慢延伸，少量微裂縫也出現在水泥砂漿中。因為試件中裂縫擴展持續，試件內部的裂縫狀態變得不再穩定。3)當應力＞75%抗壓強度后，粗骨料界面裂縫和砂漿中的原有裂縫擴展加速，而后貫通直至試件完全破壞。從試件受壓和裂縫發展的過程看，微裂縫常出現在骨料附近處。隨著應力增大，骨料附近的裂縫逐漸擴展與砂漿中裂縫交錯貫通形成貫穿裂縫直到試件破壞。

3.2抗壓強度與密度關系由于部分試件在澆筑、脫模和運輸過程中損壞嚴重而未加載，剩下的67個立方體試件的密度及抗壓強度試驗結果如表5所示。每個試塊的密度與抗壓強度的散點圖如圖3所示，通過回歸分析可以得到陶粒泡沫混凝土試塊的抗壓強度f與其密度ρ的關系式f=0.1939e0.00264ρ，通過判定系數R2=0.7824，關系式擬合比較好(R=0.88，接近1)。通過這個關系式，預測陶粒泡沫混凝土的抗壓強度，可以找到強度與密度的最佳組合，為裝配式建筑提供指導。

4結語

1)陶粒泡沫混凝土的典型破壞形態為劈裂破壞，劈裂破壞面主要為垂直面。2)陶粒泡沫混凝土的抗壓強度隨著混凝土密度的增加呈指數形式(f=0.1939e0.00264ρ)提高。利用該公式，可以預測特定密度陶粒泡沫混凝土的抗壓強度，為裝配式建筑提供指導。3)砂的含泥量和減水劑摻量對陶粒泡沫混凝土的抗壓強度影響不大。4)陶粒外裹水泥漿可以增大陶粒的質量和界面強度，從而提高陶粒泡沫混凝土的抗壓強度，還可解決陶粒混凝土在施工和運輸過程中陶粒上浮問題。5)陶粒泡沫混凝土的抗壓強度對泊松比并無明顯影響，泊松比可取0.22。

參考文獻:

［1］胡曙光，王發洲．輕集料混凝土［M］．北京:化學工業出版社，2006．

［2］楊秋玲，馬可栓．輕骨料混凝土的現狀與發展［J］．鐵道建筑，2006(6):104-106．

［3］李強．淺析輕骨料混凝土的發展［J］．內蒙古科技與經濟，2009(7):213-214．

［4］扈士凱，李應權，陳志純，等．輕骨料混凝土行業發展報告［J］．混凝土世界，2015(4):18-22．

［5］楊飛，楊曉華，楊博，等．陶粒混凝土在工程中的泵送和施工應用技術［J］．混凝土，2011(12):106-109．

［6］盧水良，侯志遠，王芳利，等．泵送陶粒混凝土在工程中的應用研究［J］．混凝土，2015(4):148-150，158．

［7］王武祥．泡沫混凝土絕干密度與抗壓強度的相關性研究［J］．混凝土世界，2010(6):50-53．

［8］劉殿忠，潘帥，李滋仡．密度對泡沫混凝土抗壓強度的影響［J］．建材世界，2016，37(2):25-27．

［9］中國建筑科學研究院．普通混凝土力學性能試驗方法標準:GB/T50081—2002［S］．北京:中國建筑工業出版社，2003

作者：易秋；陳紅鳥；曾洲；王青原；黃興震 單位：貴州大學空間結構研究中心