摘要：陶粒混凝土具有轻质高强、绿色环保、耐火抗冻等优点，具有广阔的应用前景。随着社会的发展，科技发展日新月异。在建筑行业，逐渐出现了一些新型材料，如岩棉、防辐射玻璃、绿色水泥等，陶粒也是其中之一，陶粒形状因工艺不同而各异，外形一般呈圆球或椭球形，也有一部分呈不规则碎石状。其表面是一层坚硬的外壳，这层外壳呈陶质或釉质，具有隔水保气作用，并且赋予陶粒较高的强度，逐渐取代砂石在混凝土中骨料的支撑作用。

关键词：高强陶粒混凝土;性能

引言

生产陶粒的原材料一般为黏土、页岩等天然矿物，但随着环境问题的日益突出及天然资源的匮乏，利用尾矿烧制陶粒成为近年来的研究重点。利用尾矿烧制陶粒，不仅可以消除环境污染和尾矿库安全隐患，还可以变废为宝，为尾矿综合利用开辟一条新的途径。

1高强陶粒混凝土性概述

高性能（包括高强和高耐久性）和可持续发展是混凝土发展的方向。陶粒混凝土与普通混凝土相比，具有无碱骨料反应、隔音和质轻等优点，可用于外墙板材、耐火材料和非承重墙等领域。关于陶粒混凝土的力学性能、抗冻性、热工性能及耐火性能的研究十分广泛，然而对陶粒混凝土弹性模量及泊松比的研究较少。

2试验分析

陶粒作为混凝土骨料时，与水泥砂浆的密度相差甚大，这会导致陶粒上浮，加剧混凝土拌合物离析现象，因此，本文加入了适量的增稠剂，以增加浆体的粘聚性。可以看出，新拌陶粒混凝土的初始坍落度大于普通混凝土，且陶粒粒径越大，初始坍落度越大;陶粒混凝土拌合物30min和1h坍落度损失大于普通混凝土，尤其是20mm粒径的陶粒混凝土，其1h坍落度损失达到70mm，远高于其他组别，主要原因一是陶粒轻质上浮，导致离析，二是陶粒自身有高吸水性特点，造成水泥浆体水分损失快，从而坍落度经时损失严重。将20mm粒径陶粒进行浸水1h和2h预处理后制备的混凝土拌合物则有较高的初始坍落度和较低的坍落度经时损失。

3高强陶粒混凝土性能

3.1双掺粉煤灰和矿渣粉对改性陶粒混凝土性能

近年来，国家一直在大力推进建筑节能和绿色建筑发展，而本试验研究的陶粒混凝土属于绿色建材，符合国家建筑的发展战略要求。在建筑领域，使用陶粒混凝土可以降低对自然资源的开采，因此，陶粒混凝土具有良好的社会效益和经济效益。但是对于陶粒混凝土来说，相对于普通混凝土，其和易性差从而导致混凝土硬化后的质量变差是陶粒混凝土的极大劣势，也是导致陶粒混凝土未大量普及利用的原因之一。采用松散体积法进行混凝土配合比的初步设计;采用高性能混凝土及矿物掺合料和高效减水剂双掺技术，结合原材料的实测性能进行混凝土试配。设计坍落度为55mm～70mm。试验前陶粒应充分泡水6h，然后用湿毛巾将陶粒表面擦干。（1）对比分析不同时间段的陶粒吸水率发现，陶粒的最佳预湿处理时间应控制在6h;（2）随着粉煤灰掺量的增多，陶粒混凝土流动性也在提高，当掺入45%双掺料时流动性最好;（3）在配合比等相同条件下，经过预湿处理的陶粒混凝土试块的抗压强度是明显优于干陶粒混凝土试块的;（4）单掺粉煤灰或单掺矿渣粉的陶粒混凝土试块的抗压强度极趋近于纯水泥陶粒混凝土抗压强度，而单掺粉煤灰的陶粒混凝土抗压强度优于单掺矿渣粉的陶粒混凝土抗压强度;（5）随着双掺料比例的增加其抗压强度也越来越大。在双掺掺合料占比为45%时，双掺掺合料抗压强度与纯水泥陶粒混凝土抗压强度趋于一致，即该比例的双掺掺合料可代替水泥。

3.2持续荷载和氯盐侵蚀下钢筋与陶粒混凝土黏结性能

试验用粗骨料为碎石型页岩陶粒，中砂的细度模数2.9，拌合水为普通自来水，水泥为P·O42.5普通硅酸盐水泥。陶粒混凝土的强度等级包括LC30和LC35两种。试验选用隆鑫铸造有限公司出产的普通螺纹钢筋，强度等级为HRB400，直径为16mm。考虑陶粒混凝土强度（LC30、LC35）、盐溶液浓度（5%、10%和15%）和持荷水平（20%、30%和40%）三个因素，共设计了A、B、C三组拉拔试件。根据《混凝土物理力学性能试验方法标准》的规定，拉拔试件尺寸为150mm×150mm×150mm，其中A组为对照试件且同时用于测试试件的极限拉拔荷载Pmax，B组仅进行腐蚀试件，C组持荷且同时进行腐蚀试件，共计66个试件，持荷水平为试件施加的持续荷载与Pmax的比值。为便于阐述，对试件进行编号，“C30”表示陶粒混凝土强度等级为LC30、“Y5”表示盐溶液浓度为5%、“P30”表示施加的持续荷载为极限拉拔荷载Pmax的30%。试件的黏结段长度设计依照GB50152-2012《混凝土结构试验方法标准》规定取值，即黏结长度为5倍钢筋直径，自由端和加载端为35mm。试件浇筑前，用直径稍大于钢筋直径的PVC塑料管套住无黏结部位，并用泡沫胶将塑料管两端密封，防止浇筑时水泥浆体进入管内。为测定陶粒混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度以及腐蚀环境对陶粒混凝土力学性能的影响，在浇筑试件的同时预留100mm的立方体试块并采用同条件进行养护。得出以下结论：（1）盐溶液浓度为5%时，相较于浸泡在盐溶液浓度0%（清水）中的试件，陶粒混凝土的抗压强度和劈裂抗拉强度略有提高，抗压强度提高4.41%～4.71%、劈裂抗拉强度提高4.57%～4.70%;盐溶液增加至15%，陶粒混凝土抗压强度降低5.07%～8.97%、劈裂抗拉前强度降低9.14%～15.75%。（2）氯盐侵蚀和持续荷载共同作用下，会在小范围内提高钢筋与混凝土的极限黏结强度。盐溶液浓度为5%～15%，持荷水平20%试件的极限黏结强度较未持荷试件增大13.50%～22.99%，但持荷水平增大至40%时，极限黏结强度降低达到19.01%～24.81%。

3.3粉煤灰陶粒混凝土

粉煤灰陶粒具有质轻、利废、环保等特点，用粉煤灰陶粒配制的混凝土称为粉煤灰陶粒混凝土，其特点是重量轻，耐久性和保温隔热性好，更难能可贵的是抗震性好，体现出明显的经济、社会效益。设计要求考虑到混凝土泵送的需要，故和易性要求拌合的混凝土的坍落度在160mm以上，质量均匀，无骨料上浮现象和泌水、离析现象;表观密度：达到轻质混凝土的要求;抗压强度：考虑到施工性能，28d混凝土立方体抗压强度配合比试配强度94.0MPa。为保证混凝土的强度和耐久性，在配合比设计过程中，部分内容参考了JGJ/T12—2019《轻骨料混凝土应用技术规程》、JGJ55—2011《普通混凝土配合比设计规程》和JGJ/T281—2012《高强混凝土应用技术规程》等标准，共选取水胶比0.18、0.20、0.22、0.24、0.26、0.28来进行混凝土的配合比设计，根据不同水胶比和陶粒掺量共设计18组配合比。在进行配合比设计过程中考虑到轻质高强大流动性混凝土的水泥石结构密实性，降低混凝土浆体的表观密度，提高胶凝材料强度。

结语

总之，陶粒除了轻质，还可以提高混凝土的韧性。10mm粒径的陶粒混凝土在强度和弹模损失较少的情况下，其泊松比明显大于普通混凝土。

参考文献

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