高性能轻集料混凝土的研究
高强轻集料混凝土的性能试验研究
材料研 究与应用
高强轻集料混凝 土 的性能试验研究
詹镇 峰 李从波
（ 广州大学工程材料研 究所）
摘 要 ：本文以碎石型页岩陶粒为骨料， 配制 Ｌ３一Ｃ０ Ｃ０Ｌ５ 等级的混凝土， 测试混凝土的力学性能和
耐 久 性 ， 分析 其 原 因 。 并
项目 活性指数 ｌ动度比 密度 比 流 表面积 Ｓ ０
７ ２ ｝ （） ８ ％ （／ ｍ） ｇｃ。 （ ｋ ） ｍ／ ｇ （） ％
检验结 ８ ／ ｌ ９ 果 ７ ５
２８ ． ４
４９ ５
Ｏ２ ．７
４ ％ 本试 验掺 量在 ０ ８ ～ １ ５ 之 间 。 ０， ．％ ．％
表
６ 试 验 结 果
表 观 轴 心抗 压 弹 性 抗 压 强度 ｆ Ｍ ａ 比强度 （Ｐ ） 编 号 （ｇ ｍ） 强Ｍ ａ 模量 ） 密度 Ｐ （Ｐ ｆ （Ｐ Ｅ 度 ） ７ ｋ ／ Ｍ ａ ｄ ２ ｄ （ｐ ・ ３Ｔ ） ８ Ｍ ａ ｍ ￣ 一
Ｌ ０ １ ４５ Ｃ３ ８ Ｌ ４０ ｌ ０ Ｃ ８５ Ｌ ０ １ ５ Ｃ５ ８７ ３ ７ ３． ４ ５ ２． ４ ２ ５． ２６３ ０ ５ ２６ ０ ８５ ２６ ０ ９５ ２９ ．９ ４０ ．Ｏ ４２ ．８ ４１ ６ ． ５ ３ ０． ５３ ０ ． ２ ５５ ２． ２ ７．１ ９ ２ ２７ ８．
． 验 ２试 性 能 ，在 国外 已广 泛应 用 于 大 跨度 桥 梁 工 程 和 高层 建 １ 轻集 料混 凝土 配合 比计 算按 照 《 轻骨料 混 凝土 技术 筑 。近年 来 ， 国 的高强 轻集 料 的研 究 与生 产 也取 得 了 我
Ｊ Ｊ １２ ０ ． 采用 松散 体积法 计算 。 较 大 进 展 ， 宜 昌宝珠 陶粒 ， 如 筒压 强 度 高 ， 吸水 率 小 ， 可 规程》 Ｇ ５ — ０ ２中第 ５ ３条 ， 混凝 土拌 和物 搅拌 采用 强制 式搅 拌机 搅 拌 ， 陶粒 为 以配 制 Ｌ ５ Ｃ ０以上 的混凝 土 ， 文 选择 该 陶粒 为 骨料 ， 本 配 制 出不 同等级 混 凝土 ， 测试 相 关性 能并 分析 其 原 因。 预湿 状 态 ，搅 拌 时 间及 投料 顺 序按 照 规程 Ｊ Ｊ １ ２ ０ Ｇ５— ０ ２ 中第 ６ ２ ４条 。 ．． 混 凝 土 硬 化 体 的 力 学 性 能 和 耐 久 性 试 验 按 照 Ｇ Ｓ ０ Ｇ ５ ０ ２中的有关 规 定进行 。 Ｂ Ｏ ８ 、Ｂ ０ ８ ｌ
高强轻集料混凝土的性能试验研究.
广东建材2012年第2期材料研究与应用高强轻集料混凝土的性能试验研究詹镇峰李从波（广州大学工程材料研究所）摘要：本文以碎石型页岩陶粒为骨料，配制ＬＣ３０－ＬＣ５０等级的混凝土，测试混凝土的力学性能和耐久性，并分析其原因。
关键词：高强轻集料混凝土；性能；试验研究轻集料种类众多，依据密度不同可分为超轻集料、普通轻集料和高强轻集料。
不同密度等级轻集料所配制的混凝土用途不同，只有用高强轻集料配制的混凝土才能有足够的力学性能，满足结构物的要求。
高强轻集料高耐久性的优点，其优异的抗渗混凝土具有轻质高强、性能，在国外已广泛应用于大跨度桥梁工程和高层建筑。
近年来，我国的高强轻集料的研究与生产也取得了较大进展，如宜昌宝珠陶粒，筒压强度高，吸水率小，可以配制ＬＣ５０以上的混凝土，本文选择该陶粒为骨料，配制出不同等级混凝土，测试相关性能并分析其原因。
表4矿渣的物理性能活性指数流动度比密度比表面积３）（％）（ｇ／ｃｍ）（ｍ２／ｋｇ７２８检验结果８７／９５２．８４４５９项目ＳＯ３（％）０．２７４０％，本试验掺量在０．８％～１．５％之间。
1.2试验轻集料混凝土配合比计算按照《轻骨料混凝土技术规程》ＪＧＪ５１－２００２中第５．３条，采用松散体积法计算。
混凝土拌和物搅拌采用强制式搅拌机搅拌，陶粒为预湿状态，搅拌时间及投料顺序按照规程ＪＧＪ５１－２００２中第６．２．４条。
混凝土硬化体的力学性能和耐久性试验按照ＧＢ５００８１、ＧＢ５００８２中的有关规定进行。
1原材料及试验1.1原材料轻集料：碎石型页岩陶粒，湖北宜昌宝珠陶粒厂，其性能见表１、２；表1陶粒物理性能吸水率（％）筒压强度堆积密度表观密度粒形系数３３（ＭＰａ）（ｋｇ／ｍ）（ｋｇ／ｍ）１ｈ２ｈ４ｈ８ｈ２４ｈ４８ｈ６．９７９０１５３０／２．６２．８３．０３．０３．６４．０2试验结果与分析2.1陶粒混凝土的基本力学性能陶粒混凝土的基本力学性能试验的配合比见表５，测试指标包括抗压强度、轴心抗压及弹性模量等力学性能及表观密度，其结果见表６。
轻质高强混凝土的制备及其力学性能研究
轻质高强混凝土的制备及其力学性能研究一、背景介绍轻质高强混凝土是一种新型的建筑材料，具有重量轻、强度高、耐久性好等优点，在工业和民用建筑领域有广泛的应用。
轻质高强混凝土的制备及其力学性能研究是一个热门的研究领域，研究的目的是提高混凝土的力学性能和耐久性，从而满足建筑工程中对材料强度和耐久性的要求。
二、制备方法轻质高强混凝土的制备方法主要有两种：一种是利用轻质骨料，如珍珠岩、膨胀珍珠岩、轻质粘土等，配合适量的水泥、外加剂和水进行混合，形成混凝土；另一种是采用加气剂，如铝粉、铝粉膨胀剂等，将加气剂混入混凝土中，通过气体的产生和扩散来形成混凝土。
其中，以轻质骨料制备的轻质高强混凝土工艺简单，成本低，制备过程中不会产生有害气体，可以在室内制备，但其强度相对较低。
而以加气剂制备的轻质高强混凝土具有较高的强度，但制备过程中需要控制加气剂的用量和加气时间，否则会影响混凝土的强度和稳定性。
三、力学性能评价轻质高强混凝土的力学性能评价主要包括强度、变形、抗裂性、耐久性等方面。
1.强度轻质高强混凝土在强度方面具有较高的优势，其抗压强度可达到40 MPa以上，抗拉强度可达到4 MPa以上，而且该材料的体积重量较轻，密度一般在1600 kg/m3以下，因此在同等厚度下，其承载能力比传统混凝土更高。
2.变形轻质高强混凝土的变形性能与传统混凝土相似，其弹性模量在15-30 GPa之间，抗拉变形在2%-4%之间，与传统混凝土相比，轻质高强混凝土的变形性能更好。
3.抗裂性轻质高强混凝土的抗裂性能与传统混凝土相似，其裂缝抵抗力较强，能够有效地防止裂缝的产生和扩展。
4.耐久性轻质高强混凝土的耐久性较好，其耐久性主要受到材料的孔隙结构和水泥基体的质量控制，因此在制备过程中需要控制水泥的用量和材料的孔隙结构，以提高混凝土的耐久性。
四、应用前景轻质高强混凝土在建筑工程中具有广泛的应用前景，特别是在大型工业厂房、高层建筑、桥梁和隧道等场所中，轻质高强混凝土可以替代传统混凝土成为重要的建筑材料。
高性能轻集料混凝土的抗氯离子渗透性能研究
广东 广州 ５ １ ０ ６ ６ ３； ３ ． 亚泰集 团长 春建材有 限公 司 吉林市分公司 ， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ ０ ２ ）
摘要 ： 研 究了胶凝材料用量 、 砂率 、 矿 物掺合料 和引气剂对高性 能轻集料 混凝土抗 氯离子渗 透性能 的影 响规律 ， 探讨了轻集料混凝土 的抗氯离 子渗透性 与材料组 成 、 密实度及 孔 隙特征 的关系 ， 通过调 整混凝 土 中胶凝材料用量 、 水胶 比、 高效减水剂和矿物掺合料 配比 ， 可 以有效地细化混凝 土孔 隙结构 、 改善界 面 区、 减少不利 晶相数量和提高混凝 土的密实度 ， 从 而提 高混凝 土抵抗氯离子侵蚀 的能力 ． 关 键 词： 轻集料 ； 高性能轻集料混凝土 ； 砂率 ； 抗 氯离 子渗透性 文献标志码 ： Ａ Ｄ Ｏｌ ： １ ０ ． １ ６ ０ ３ ９ ／ ｊ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｃ ｎ ２ ２—１ ２ ４ ９ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ４ ． ０ １ ９ 中图分 类号 ： Ｔ Ｕ ５ ２ ８ ． ２
２ ０ １ ５年 ４月
文章编号 ： １ ０ ０ ７ － ２ ８ ５ ３ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ４ － ０ ０ ８ １ － ０ ６
高 性 能 轻 集 料 混 凝 土 的 抗 氯 离 子 渗 透 性 能 研 究
陈连发 ， 陈 悦 ， 李 龙 ， 王 辰
（ １ ． 吉林化工学 院 材料科学与工程学院 ， 吉林 吉林 １ ３ ２ ０ ２ ２ ； ２ ． 中 国 电 器 科 学 研 究 院 有 限 公 司 威 凯 检 测 家 电 事 业 部
量、 水胶 比 、 掺加 高效 减水 剂 和矿 物掺合 料 可 以有 效 地微 细化 混凝 土孔 隙结构 、 改 善界 面 区粘 结力 、
降低不 利 晶体 相 数量 并 提 高混 凝 土 的密 实 程 度 ， 从 而 提高混 凝 土抵 抗 氯 离 子 侵 蚀 的 能 力 Ｊ ． 提 高
高性能轻集料混凝土的研究与应用
高性能轻集料混凝土的研究与应用摘要：随着社会经济的发展，国民的生活水平得到了很大程度的提高，对生产生活的环境也有了更高的要求与标准。
尤其是科学技术的日新月异，使高性能轻集料混凝土的应用在建筑行业的建设中占据着非常重要的位置，为了保证高性能轻集料混凝土的研究与应用适应社会生产力的发展，就要不断地进行科研工作。
本文即对目前的高性能轻集料混凝土的研究与应用中存在的问题做了具体的分析，简要介绍了其特性。
关键词：高性能；轻集料；混凝土；研究与应用引言：在建筑行业中，混凝土虽然是传统的建筑材料，有着上百年的历史，但是随着社会的发展，已经不再适应社会的发展，现阶段的大规模、大型化的建筑，对于混凝土的使用条件越来越严格，加之对环境保护提出的要求，所以，要大力研究高性能轻集料混凝土，以便于满足现代建筑的要求，提高建筑的质量水平，促进建筑行业的发展，从而推动社会的发展。
一、高性能轻集料混凝土目前存在的主要问题高性能轻集料混凝土具备轻质、保温的特点，若轻质和保温这两种特点能够区别轻集料混凝土和普通密度混凝土，目前的关于混凝土的配合比、浇筑以及结构设计的规范就都不需要修正、但是从实际出发，轻集料混凝土具备的很多特征与普通的混凝土都有着相当大的区别，例如：拌合、水化硬化阶段、延展性、失效模式以及抗渗性能。
在拌合和浇筑阶段，轻集料的多孔和吸水性质会导致水温升高，轻集料中的水分也会在很大程度上影响硬化水泥石的组成以及轻集料和水泥石的界面组成和结构。
所以，在混凝土的早期硬化中，混凝土的体积稳定性和轻集料中的水分中的变化有着极大的关系。
此外，轻集料混凝土在硬化后，由于收缩变形极易开裂，对混凝土的使用寿命产生很大的影响，针对上述问题，进行了以下的研究：1.1对于轻集料混凝土的强度来源问题。
由于轻集料混凝土自身的组成和结构的特点决定了轻集料混凝土具有一个极限的强度，所以，在混凝土的强度达到一定程度之后，在继续增加使用的水泥量也不能够继续提高混凝土的强度，相反的，还会降低混凝土的其他性能。
高性能轻集料混凝土的研究
１ ３ 颗 粒 材 料 的结 构 ．
由于在 高温促成了一系列化学变化 ， 有机物的燃烧 ， 产生 的气 泡使材料膨胀而 成蜂窝状 ， 尽管人 造轻集 料内部的疏松多孔 ， 但是通过半颗粒 的微观观察 ， 都有一层致 密的外壳层 ， 许多内部孔 封闭使骨料 短最终质量起 了很重要 的作用 ， 表 人们往 往采用颗 粒坚固 （ 筒压
高） 表面规则 的圆形颗粒来配置高强轻集料混凝土。这对混凝土的和易性 、 水泥用量及混凝土的最终强度影 响很 大。
１４ 容 重
颗粒的松散容重是由颗粒的孔结构决定 的， 当然也和颗粒的大小有关 ， 但一般说来 ， 细的集料容重大 ， 精 粗糙 的集 料容重低 ， 以它可 以粗略知道集料的力学性能 ， 所 容重大的一般强度较高。
料 中发现 ： 表面光滑的全颗粒吸水较少， 剖成两 半后 。 但 吸水率 增加 了将 近 ４ ％ ． ０ 而全 颗粒 吸水较 大 的粉煤
灰 陶粒变化不 大， １％。与在纯水中相 比， 约 Ｏ 在新制水 泥浆体混凝土混合物 中． 它们 的粘 度和容重会影 响吸 水 。实验表 明： 灰比太于 ０ ６的水 泥浆体 在最初 ３ 水 ｏ分钟内， 集料吸水几 乎与在纯水中相同。 …
１ １ 颗 粒 的外 形 ．
由于生产工艺的不同 ， 颗粒 的外形有煤渣状的 、 圆球形 的、 多棱角的、 层状 ４种 ， 它影 响混 凝土的和易性。
１２ 颗粒 的表面状 态 ．
在破碎 中， 材料 的蜂窝状结构被破坏 ， 有气孔 的地方 断裂 ， 外表 面状态极不 规则 ， 了把 骨料周 围的蜂 为
收稿 日期 ０ １ ｏ 一 ３ ２ｏ 一 ９ ｏ
高性能页岩轻集料混凝土试验研究的开题报告
高性能页岩轻集料混凝土试验研究的开题报告一、选题背景页岩是一种深层地质资源，具有丰富的烃类和脆性特性。
近年来，随着能源危机的加剧，页岩气的大规模开采成为热点问题。
同时，页岩作为一种新型的轻集料材料，其应用在混凝土领域也备受关注。
随着社会经济的发展，高性能混凝土的需求逐年增加，而页岩轻集料混凝土具有节能、环保、耐久等特点，有望成为未来高性能混凝土的重要组成部分。
因此，对页岩轻集料混凝土的研究具有重要的理论和实际意义。
二、选题意义1. 增加页岩的利用价值：页岩井开采后，产物中的页岩可作为轻集料用于混凝土门窗、空心砌块等建筑材料。
2. 推进混凝土结构的节能环保：页岩轻集料混凝土具有较低的导热系数和热容量，可降低建筑物能耗，减轻城市热岛效应。
3. 推动高性能混凝土的技术进步：页岩轻集料混凝土研究可以探索出新型的高性能混凝土配合比和制备工艺，从而推进混凝土行业的技术进步。
三、研究内容和方法研究内容：1. 确定页岩轻集料混凝土配合比，探究其物理力学性能、耐久性能、隔热性能等特性。
2. 针对页岩轻集料混凝土中的问题，分析其成因并提出解决方法。
3. 通过对不同类型页岩的试验研究，探究不同类型页岩在混凝土中运用的差异。
研究方法：1. 对比试验法：根据现有的试验结果，组织实验室内的对比试验，确定不同配合比下的页岩轻集料混凝土的力学性能和隔热性能等特性，从而确定最佳配合比。
2. 实测法：对页岩轻集料混凝土进行实测，以分析其强度、吸水性、压缩性、耐久性等指标的变化情况。
3. 宏观表征法：采用扫描电镜、XRD等技术手段，对页岩轻集料混凝土的结构和组成进行宏观表征，以探究其性能表现的过程和机理。
四、预期研究成果及创新点一方面，该研究可以推进页岩的利用价值，将储存在地下的页岩资源发掘出来，带动页岩行业的发展。
另一方面，该研究可以推动混凝土行业的技术进步，探索出一种新型的高性能混凝土制备方法。
同时，该研究成果可以为混凝土行业以及建筑节能环保领域提供理论支持。
轻质高强混凝土研究方案
轻质高强混凝土研究方案1研究意义随着我国经济的发展，我国目前正值基础设施建设和城市化建设的高潮，混凝土的需求量还将不断地快速增加，成为建设的重要物质基础。
轻骨料混凝土是一种利用人造或天然轻质骨料替代普通密度骨料的混凝土。
与普通混凝土相比, 轻骨料混凝土具有轻质高强、隔热保温性能好、耐火性能好、抗震性能好、耐久性能好及综合经济技术效果好等优点。
同时, 由于在生产轻骨料和配置轻骨料混凝土的时候, 利用了粉煤灰、硅灰等工业固体废弃物, 有利于资源的综合利用和生态环境保护。
轻骨料混凝土的显著优点, 使其在大跨度桥梁、高层建筑、海洋工程等工程应用中具有巨大的技术经济优势和突出的社会效益, 已成为现代混凝土的一个重要发展方向。
结合我公司现有情况，有必要对轻质高强混凝土进行研发，力争配制出经济合理、安全可靠、适用性强的轻质高强混凝土，并且使我公司所属的搅拌站具备生产轻质高强混凝土的能力具有重大的现实意义。
2 研究目标本次试配实验采用全系列进行轻质高强混凝土配合比的设计，选择水胶比、掺和料掺量为因素，利用工作性（坍落度）、强度、表观密度三个指标进行评价，选择最佳的配合比进行二次实验，其中表观密度越小越好，强度越高越好，坍落度在不离析的条件下越大越好。
并优选出经济合理、安全可靠、适用性强的轻质高强混凝土配合比，用于参加“大赛”并积累数据库，为以后的生产提供科学合理的数据。
3 研究的主要内容3.1不同水胶比对轻质高强混凝土抗压强度的影响规律。
3.2不同粉煤灰、矿粉复合掺入量对轻质高强混凝土抗压强度的影响规律。
3.3不同硅粉、矿粉、粉煤灰复合掺入量对轻质高强混凝土抗压强度的影响规律。
3.5不同硅粉掺量对轻质高强混凝土抗压强度的影响规律。
3.6不同目标表观密度对轻质高强混凝土抗压强度的影响规律。
3.7在满足强度及施工要求，选出各个强度等级最经济的混凝土配合比。
4 技术路线及方案4.1 对市场进行调研，确定轻质高强混凝土可用的原材料，相关技术指标要求及所需原材料见附表。
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第17卷 第1期2002年3月西 南 工 学 院 学 报JOURNAL OF SOUTH WEST INST IT UTE OF T ECH NOLOGY Vol.17No.1 Mar.2002 收稿日期:2001-09-03文章编号:1007-8916(2002)04-0067-03高性能轻集料混凝土的研究蒋 明 谭克锋 范付忠(西南科技大学材料科学与工程学院 四川 绵阳 621002)摘要:本文结合了国内外的研究成果,研究了集料形状、孔结构、吸水率、筒压强度以及混凝土的性能,在实验的基础上总结了高强轻混凝土的基本理论。
关键词:高强陶粒;吸水率;高性能轻集料混凝土中图分类号:Tu528.041 文献标识码:A通常高性能轻集料混凝土是指密度等级为1600~1950kg/m 3、强度等级为CL30以上、具有好的耐久性和工作性的轻集料混凝土。
由于其轻质、高强的特点,已广泛应用于高层建筑、桥梁、水下建筑等。
在国外自从本世纪初已开始使用结构用轻集料混凝土,而我国起步较晚50年代才开始生产陶粒。
近年来得到了较大发展,但是对CL50以上的高性能轻集料混凝土研究还很少,远不能满足需要。
1 轻集料的性能与普通混凝土不同,影响高性能轻集料混凝土强度最主要的因素是集料,通过实验发现:无论7天还是28天强度实验后的轻集料混凝土裂缝都是穿过了集料,而普通混凝土则是绕过集料而断裂。
说明集料的强度对其混凝土强度至关重要。
国外的一些资料表明:只有粘土、页岩、板岩、矿渣、烧结粉煤灰适合配制高强轻集料混凝土。
1.1 颗粒的外形由于生产工艺的不同,颗粒的外形有煤渣状的、圆球形的、多棱角的、层状4种,它影响混凝土的和易性。
1.2 颗粒的表面状态在破碎中,材料的蜂窝状结构被破坏,有气孔的地方断裂,外表面状态极不规则,为了把骨料周围的蜂窝、孔洞填满,水泥砂浆的耗用要比光滑表面的多得多。
而且这种骨料制成的混凝土很 粗糙 ,和易性不好。
1.3 颗粒材料的结构由于在高温促成了一系列化学变化,有机物的燃烧,产生的气泡使材料膨胀而成蜂窝状,尽管人造轻集料内部的疏松多孔,但是通过半颗粒的微观观察,都有一层致密的外壳层,使许多内部孔封闭使骨料短时间内吸水减少。
由于颗粒的外形、表面状态和结构对混凝土最终质量起了很重要的作用,人们往往采用颗粒坚固(筒压高)表面规则的圆形颗粒来配置高强轻集料混凝土。
这对混凝土的和易性、水泥用量及混凝土的最终强度影响很大。
1.4 容重颗粒的松散容重是由颗粒的孔结构决定的,当然也和颗粒的大小有关,但一般说来,精细的集料容重大,粗糙的集料容重低,所以它可以粗略知道集料的力学性能,容重大的一般强度较高。
1.5 吸水率与一般集料相比,轻集料由于多孔的本质,会吸收大量的水,这种吸水很快,但随时间很快会降低。
吸水率和总的吸水量主要依赖于孔的结构和表面状态。
有密实外壳的通常比没有的要吸水少。
在实验的4种集料中发现:表面光滑的全颗粒吸水较少,但剖成两半后,吸水率增加了将近40%,而全颗粒吸水较大的粉煤灰陶粒变化不大,约10%。
与在纯水中相比,在新制水泥浆体混凝土混合物中,它们的粘度和容重会影响吸水。
实验表明:水灰比大于0.6的水泥浆体在最初30分钟内,集料吸水几乎与在纯水中相同。
[1]1.6 强度特征轻集料的强度与来源和种类有关,通常孔隙率越高,容重越低,强度也越低。
大的、不规则形状的孔隙可能使集料不牢固,降低集料强度。
这样的集料不适合配制高强轻混凝土。
一些轻集料象膨胀粘土、页岩有一个密实的外壳,会使集料强度提高大约10%。
[2]当然,在集料容重和集料强度之间、以及在集料强度和混凝土强度并没有一个确切的关系。
2 轻集料混凝土的微观结构我们可以将混凝土认为是粗、细集料包埋在水泥浆中的两相混合物。
而我们知道复合材料的性能由组成材料的性能和它们间的相互作用。
轻混凝土与普通混凝土的差别在于组成的集料和集料与水泥浆之间的界面区不同。
由于集料的性能由生产厂家确定了,目前大多通过改变砂浆强度和它们界面区的性能来提高混凝土的性能。
国外资料报道:轻集料混凝土在恶劣的水下环境也可以使用7年而仍可很好使用,具有良好的耐久性。
原因之一在于轻集料和水泥浆之间有很强的结合力。
在其扫描电镜微观图中已不能分辨集料和砂浆间的界面区。
据俄国学者报道:他们观察到了轻集料和水泥石间新的化学结构。
通过微硬测试表明:界面区的强度比界面区外层的水泥石强度要高。
Fagerlund 运用电子显微镜分析了轻集料和水泥石间的界面区。
他认为:可能是由于过滤效应,这种效应使集料吸水,集料周围产生一个相对而言不可渗透的壳,这个壳会减少水的进一步浸入,在界面产生一种增强效应。
[3]下列的因素有利于改善界面区的性能(1)集料的多孔,它为集料和水泥浆之间在没有游离水在集料表面的情况下达到湿度平衡和水泥浆渗进集料表面的开孔提供了机会。
[4]这些都有利于集料和水泥浆间形成较强的化学键。
(2)集料吸水,它使水泥浆的内部固化时间延长。
(3)轻集料和水泥浆间的火山灰反应。
近来有学者用扫描电子显微镜研究了几种高强轻骨料和水泥浆体之间的界面区的微结构。
结果表明:对有一密实外壳层的高强轻集料混凝土来说,集料和水泥浆体间的界面区的本质与普通混凝土相同,在这个区域,有一多孔的自然形成的Ca(OH )2层的界面区。
外壳层多孔、不牢固的轻集料比没有密实外壳层的轻集料界面区更加均质化。
还有,在这种情况下,由于集料和水泥石间的相互机械相互作用,使键变得更强。
对有密实外壳层的集料而言,加入硅灰降低了孔隙和界面区的厚度,但在一些区域,集料颗粒附近的Ca (OH)2的富集仍然可见当然通过降低水灰比来增强轻集料和水泥石间的界面区强度也是明显的。
据资料:集料的表面湿度是控制界面区微观结构的最重要的因素,它比集料总含湿量更重要。
通过实验发现:没掺硅灰时,集料和水泥石间的薄界面区与其测得的力学强度是一致的;参硅灰时,28天强时,混凝土的裂缝明显的穿过集料颗粒。
而未掺硅灰的混凝土,裂缝只部分穿过集料,而部分出现在集料周围。
也有研究人员用测定水泥石和磨碎集料混凝土里的Ca(OH)2的含量来研究火山灰反应[5],观察到了火山灰的反应程度,但不显著。
一些理论认为:这种不明显的火山灰反应可能是由于在生产中矿物的再结晶的影响造成的。
也有人用扫描电镜研究了在载荷下轻集料混凝土的裂纹发展。
[6]他们发现:破裂首先出现在硬的易碎的水泥石中,然后在集料中传播开来。
在低载荷下,一些裂缝到达集料时发生了偏转,然后停在那里。
68 西 南 工 学 院 学 报 2002年3 混凝土的特性3.1 容重用于结构的轻集料混凝土最重要的参数之一就是它的容重。
这类轻集料混凝土的容重比普通混凝土低(20~40)%,轻集料混凝土的容重有3种:新制混凝土容重、气干表观密度和干表观度。
前两种是变数,不能确切表示其密度,而且干表观密度还被用作与强度和弹性模量等与混凝土其它相关的量的估计,国内多采用这种密度(如无说明,以后均指这种密度)。
而国外越来越多采用新制混凝土密度。
超过50M pa 的高强轻集料混凝土的容重通常在(1600~1950)kg/m 3之间,象普通轻集料混凝土一样,高强轻混凝土的容重主要由集料颗粒容重控制。
当我们选用容重低、球形的、表面孔隙少、空隙率低的轻粗集料,尽量少用或不用普通砂而选用轻砂采用引气剂,选用较大粒径的轻粗集料(最大粒径不大于40mm)时,可以降低密度。
对于给定的集料,提高水泥含量和加入辅助材料如像粉煤灰或硅灰,对混凝土的强度影响不大。
试验和实践表明:1m 3轻集料混凝土的水泥用量每增加50kg,而其表观密度大约增加30kg/m 3。
3.2 抗压强度与普通混凝土不同,在给定坍落度时,高强轻集料混凝土的抗压强度通常受水泥含量的影响比水灰比要大,但当增大到一定程度时,影响会减小,而且增加水泥含量对高强轻混凝土的影响不如对普通混凝土影响明显。
对高性能轻混凝土来说:为了得到高强度,减水剂和硅灰是必要的成分。
在早期,高强轻混凝土展示了一个比低中强度混凝土更高的强度增长率,但后期就变得不明显了。
对普通混凝土来说,强度发展与砂浆强度发展成比例,而轻集料混凝土的早期强度和28天强度都很难估计,甚至同种集料的也很难估计。
通常认为:轻集料混凝土由两相组成,水泥砂浆及包在其中的粗集料。
强度和变形主要由集料、砂浆和它们间的界面区确定。
对高强轻混凝土来说,集料强度通常比砂浆的强度要低,在这样的情况下粗集料显得尤为重要。
然而,通过使用高强砂浆比只通过考虑集料强度得到高强轻混凝土更可能。
给定集料的轻集料混凝土的极限强度字一定程度上也依赖于砂浆的强度,因为对轻混凝土来说,集料的弹性强度和弹性模量低于砂浆的强度和弹性模量,当混凝土受到一个非轴向的压力时,集料受到一个周围砂浆的面的限制,在这种多轴向压力下,轻集料的强度可能会高于单轴向的。
对大多数轻混凝土来说,集料典型的穿过集料而不是围绕着集料是一个很常见的特征。
然而,近来的研究表明:对有密实外壳的高强轻集料混凝土来说,裂缝也可能围绕集料颗粒。
在实验中发现:从高强轻集料混凝土得到的强度数据与普通混凝土相比更分散。
这可能是由于轻集料的更大活性、湿度条件的变化以及集料的上浮引起的。
3.3 抗冻性对普通混凝土和轻集料混凝土来说,为了得到足够的抗冻性,满足空气含量是一个具有争议的课题。
一些研究人员认为一定的空气含量是必需的[7],而另一些则报道了不含空气的具有优良抗冻性的高强轻混凝土。
多孔的轻集料是引起轻混凝土和普通混凝土的主要原因。
集料的颗粒大小和孔结构等物理特性对抗冻性是致关重要的集料的多孔的本质并不意味着轻集料容易被冷冻和解冻毁坏。
这是由于轻集料的孔只部分被水填充。
因此,孔剩余的体积为水压和水的形成物提供了补偿空间,还有:在轻集料混凝土中轻集料和砂浆中的水的饱和度可能相互影响,多孔的轻集料可能充当砂浆中冷冻水的扩张空间。
而且实验表明:可以通过使用轻砂来得到良好的抗冻性。
这是由于小颗粒的多孔轻砂使混凝土充满空气的缘故。
抗渗低水灰比、密实和掺硅灰被认为是得到好的抗渗能力的轻混凝土的有效方法。
与普通混凝土相比,尽管轻集料有一个高的孔隙率,但研究表明:轻混凝土有一个相等或更低的渗水率。
可能是由于改进的(下转第74页)69第1期 蒋 明等:高性能轻集料混凝土的研究3126 A.Eden,C.Foias,B.Nicolaenko,R.Teman,Exponential attractor for dissipative evolution equations,M asso Paris and J.w ily collection recherch -esen,M athmatiques Appligues,1994EXPONENTIAL ATTRACTOR OF NONLINEAR STRAIN WAVESIN ELASTIC WAVEGUIDESChen Ling,Du Xianyun(Mianyang Nor mal College)Abstract:Based on the paper 1,we obtain the ex ponential attractors for the generalized nonlinear Strain waves e -quation in one dimension.Key words:Nonlinear Strain Wave equation;The Squeezing Property;Exponential Attractors(上接第69页)界面区和更一致的结构所致。