陶粒泡沫混凝土力学性能试验探究.docx

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1、陶粒泡沫混凝土力学性能试验探究摘要在前期试验研究的基础上，通过调整混凝土配合比以及在陶粒外裹水泥浆，共浇筑84块陶粒泡沫混凝土试块;对试块进行压缩试验，采用数字图像相关(DIC)技术对试件外表进行观测。研究了陶粒泡沫混凝土的毁坏形态，抗压强度与密度之间的关系以及减水剂掺量、砂含泥量和陶粒外裹水泥浆对试件抗压强度的影响。结果表明:陶粒泡沫混凝土的典型毁坏形态为劈裂毁坏;陶粒泡沫混凝土的抗压强度和混凝土密度之间呈指数函数关系;陶粒外裹水泥浆能够提高陶粒混凝土的抗压强度，并解决陶粒在施工和运输经过中的上浮问题;陶粒泡沫混凝土的泊松比可取0.22。关键词陶粒泡沫混凝土;配合比;试验;强度;毁坏形态;泊

2、松比轻集料混凝土是指利用轻粗骨料、轻砂(或普通砂)、水泥和水配制而成的干密度1950kg/m3的混凝土1。陶粒泡沫混凝土是轻集料混凝土的一种，是用陶粒代替普通粗骨料，掺入泡沫配制而成的一种表观密度1950kg/m3的高性能混凝土。由于陶粒内部具有独特的孔隙构造，使得配制出的陶粒泡沫混凝土与普通混凝土相比具有轻质高强、抗震性能好、保温隔热性能好等特点2-4。但陶粒混凝土在施工和运输经过中存在陶粒上浮问题5-6，制约着陶粒混凝土的发展。陶粒是采用工业废渣等原材料加工而成，符合国家关于绿色节能建材的要求，是一种利废、环保、节能的新型建筑材料，是目前高性能混凝土的研究热门之一。文献7-8研究了泡沫混凝

3、土密度与抗压强度的关系，但很少有人研究陶粒泡沫混凝土密度和抗压强度之间的关系。本研究在前期试验研究的基础上，通过适当调整配合比，得到不同配合比的立方体试件。通过压缩试验，研究了陶粒泡沫混凝土中减水剂掺量和砂含泥量对陶粒泡沫混凝土抗压强度的影响，得到陶粒泡沫混凝土抗压强度与混凝土密度的关系。1试验材料本文使用的陶粒为贵州某公司生产的黏土陶粒;水泥为市购52.5级普通硅酸盐水泥;缓凝剂为柠檬酸钠;粉煤灰选用一级粉煤灰;发泡剂为市购动物蛋白类发泡剂;减水剂为聚羧基减水剂，浓度10%;水采用自来水。2试验方法2.1物料配合比本试验基于前期研究及试验时的情况，为探明砂含泥量、减水剂、陶粒外裹水泥浆对陶粒

4、泡沫混凝土力学性能的影响以及陶粒泡沫混凝土抗压强度与其密度之间的关系，通过适当调整配合比，得到表14所示物料配合比。采用表14中的配合比，共浇筑84块立方体试件，试件设计边长为100mm，在自然条件下养护28d后进行力学性能试验。2.2试验方法及装置压缩试验加载装置采用MT-301数显压力试验机(1500kN)，通过位移加载，持续加载至试件毁坏。同时采用数字图像相关(digitalimagecorrelation，DIC)技术，利用相机进行连续图像采集，能够实时测出试件外表变形9。3试验结果与分析3.1试块的毁坏形态陶粒泡沫混凝土试块的典型毁坏状态一般为劈裂毁坏且劈裂毁坏面大都为垂直面，如图2

5、a所示。图2b为毁坏试件的水平位移云图，通过位移云图中的不连续能够判定裂缝的发展状况。压缩试验中试块的裂缝发展经过大致如下。1)当轴向压应力增加到30%50%的抗压强度时，试件中的压应力较小，裂缝尖端产生应力集中，但只要少许微裂缝延伸，裂缝扩展稳定，砂浆并未开裂。2)当应力到达50%75%抗压强度时，粗骨料界面处裂缝缓慢延伸，少量微裂缝也出如今水泥砂浆中。由于试件中裂缝扩展持续，试件内部的裂缝状态变得不再稳定。3)当应力75%抗压强度后，粗骨料界面裂缝和砂浆中的原有裂缝扩展加速，而后贯穿直至试件完全毁坏。从试件受压和裂缝发展的经过看，微裂缝常出如今骨料附近处。随着应力增大，骨料附近的裂缝逐步扩

6、展与砂浆中裂缝交织贯穿构成贯穿裂缝直到试件毁坏。3.2抗压强度与密度关系由于部分试件在浇筑、脱模和运输经过中损坏严重而未加载，剩下的67个立方体试件的密度及抗压强度试验结果如表5所示。每个试块的密度与抗压强度的散点图如图3所示，通过回归分析能够得到陶粒泡沫混凝土试块的抗压强度f与其密度的关系式f=0.1939e0.00264，通过断定系数2=0.7824，关系式拟合比拟好(=0.88，接近1)。通过这个关系式，预测陶粒泡沫混凝土的抗压强度，能够找到强度与密度的最佳组合，为装配式建筑提供指导。1)陶粒泡沫混凝土的典型毁坏形态为劈裂毁坏，劈裂毁坏面主要为垂直面。2)陶粒泡沫混凝土的抗压强度随着混凝土密度的增加呈指数形式(f=0.1939e0.00264)提高。利用该公式，能够预测特定密度陶粒泡沫混凝土的抗压强度，为装配式建筑提供指导。3)砂的含泥量和减水剂掺量对陶粒泡沫混凝土的抗压强度影响不大。4)陶粒外裹水泥浆能够增大陶粒的质量和界面强度，进而提高陶粒泡沫混凝土的抗压强度，还可解决陶粒混凝土在施工和运输经过中陶粒上浮问题。5)陶粒泡沫混凝土的抗压强度对泊松比并无明显影响，泊松比可取0.22。