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        輕集料混凝土研究進(jìn)展以及發(fā)展現(xiàn)狀

        2014-04-02 17:28:07吳俊燾
        河南建材 2014年4期
        關(guān)鍵詞:陶粒高強(qiáng)高性能

        吳俊燾

        宿遷學(xué)院(223800)

        輕集料混凝土研究進(jìn)展以及發(fā)展現(xiàn)狀

        吳俊燾

        宿遷學(xué)院(223800)

        輕集料混凝土是僅次于普通混凝土后使用量較大的一種建筑材料,具有輕質(zhì)、保溫、隔熱等諸多優(yōu)點(diǎn),已廣泛應(yīng)用于橋梁以及各種工業(yè)、民用建筑上。這里結(jié)合國內(nèi)外目前對于輕集料混凝土的研究進(jìn)行了論述,同時結(jié)合輕集料混凝土目前存在的問題進(jìn)行了探討。

        輕集料;混凝土;研究進(jìn)展

        1 輕集料混凝土在國內(nèi)外的發(fā)展

        1996年建成的Heidrum TLP浮體石油平臺,整個65 700 m3的殼體全部采用最大密度為2 200 kg/m3的高強(qiáng)混合集料混凝土。1998年,美孚石油公司在沿海油田修建的石油平臺用輕集料代替了所用高強(qiáng)混凝土中50%的普通粗集料,使混凝土密度減小為2 170 kg/m3,增加了整個浮體結(jié)構(gòu)的漂浮性。1998年,日本研制的高強(qiáng)粉煤灰輕集料在0.3水膠比下,配制出28 d抗壓強(qiáng)度80 MPa、干燥表觀密度小于2 100 kg/m3高強(qiáng)輕集料混凝土。此外,日本輕集料混凝土協(xié)會在1992年開始研究鋼纖維增強(qiáng)輕集料混凝土,主要目的是提高剪切和彎曲強(qiáng)度,以用于道路橋面板,取得了較好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果[1-2]。目前,人造輕集料朝著綠色、環(huán)保方向發(fā)展,利用淤積海泥[3]、尾礦粉[4]、硅藻土[5]等燒制的許多新型輕集料也相繼涌現(xiàn)。

        進(jìn)入21世紀(jì),由于高層、超高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的普及,高性能混凝土輕量化技術(shù)成為一個重要的發(fā)展課題,高性能輕集料混凝土便是一個重要的發(fā)展方向。因此,輕集料混凝土技術(shù)發(fā)展的重心逐漸移到了適合結(jié)構(gòu)用的高強(qiáng)度、高性能輕集料混凝土上來。近幾年,我國輕集料的產(chǎn)量不斷提高,上海、宜昌等地形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模,輕集料的品質(zhì)也不斷得到提高,高強(qiáng)度高性能輕集料混凝土的應(yīng)用也日益廣泛。在國內(nèi)外高強(qiáng)度、高性能混凝土技術(shù)迅速發(fā)展的推動下,我國高性能輕集料混凝土的發(fā)展出現(xiàn)了新的契機(jī)。

        2 輕集料混凝土的特點(diǎn)

        2.1 輕質(zhì)高強(qiáng)

        結(jié)構(gòu)輕集料混凝土的容重一般為1 400~1 900 kg/m3,其強(qiáng)度可以達(dá)到普通混凝土常用的強(qiáng)度等級。高層建筑、大跨度橋梁等工程而言,這種特性在經(jīng)濟(jì)效益方面表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性。

        2.2 保溫隔熱性能好

        多孔輕集料內(nèi)部的孔隙,還使其導(dǎo)熱系數(shù)低,保溫性能好。干燥狀態(tài)人造輕集料混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)一般為0.21~0.81 W/(m·K),遠(yuǎn)低于普通混凝土1.86 ~2.09 W/(m·K)和磚砌體0.81 W/(m·K)。

        2.3 抗震性好

        由于輕集料混凝土密度小,質(zhì)量輕,彈性模量低,變形性能好,所以其抵抗變形的能力增強(qiáng),結(jié)構(gòu)破壞時會消耗更多的變形能,減震效果顯著。在輕集料混凝土成型后,輕集料會吸收過多的水分,隨著時間的延長,混凝土水分逐漸蒸發(fā),輕集料又會緩慢釋放出內(nèi)部的水分,使水泥石得到充分的養(yǎng)護(hù),從而提高了水泥石的密實性和強(qiáng)度[6]。

        2.4 抗裂性好

        輕集料混凝土的熱膨脹系數(shù)和彈性模量比普通混凝土小,這對于改善結(jié)構(gòu)的耐久性以及延長結(jié)構(gòu)使用壽命是非常有利的,并有助于降低結(jié)構(gòu)在試用期間的維護(hù)費(fèi)用。

        2.5 耐火性能好

        輕集料混凝土導(dǎo)熱系數(shù)低,其耐火性能比普通混凝土高4倍,在高溫作用下可保護(hù)鋼筋不遭受破壞。

        3 輕集料混凝土存在的問題

        輕集料的多孔、輕質(zhì)的特點(diǎn)雖然可以降低輕集料混凝土的自重,但同樣也會對輕集料混凝土的工作性能、硬化后的強(qiáng)度和耐久性能產(chǎn)生一些不利的影響。目前,我國生產(chǎn)的人造的吸水率小于5%的低吸水率輕集料年產(chǎn)量較少,不超過10萬m3。輕集料性能上的不足也使輕集料混凝土的強(qiáng)度、工作性能以及施工都難以達(dá)到設(shè)計要求。這個問題已經(jīng)成為當(dāng)前制約輕集料混凝土應(yīng)用迅速發(fā)展的主要障礙。輕集料混凝土工作性差主要表現(xiàn)在:干燥陶粒吸水會導(dǎo)致混凝土拌和物的坍落度很快損失;吸水率越大,坍落度損失越快。這是由陶粒自身的性能特點(diǎn)所決定的,也正是配制高性能陶?;炷恋募夹g(shù)難點(diǎn)所在,在較大程度上限制了輕集料混凝土的應(yīng)用。如何克服輕集料上浮現(xiàn)象一直是輕集料混凝土領(lǐng)域內(nèi)公認(rèn)的難題之一??偟膩碚f,研制具有良好工作性與可泵性的高性能陶?;炷寥匀皇潜绢I(lǐng)域研究的一個難點(diǎn)與重點(diǎn)。

        [1]陳烈芳,宋淑敏.抓住機(jī)遇促進(jìn)我國輕集料及其輕集料混凝土的健康穩(wěn)定[D].2002年全國輕集料及其輕集料混凝土生產(chǎn)、應(yīng)用、技術(shù)研討會論文集,2002:1~3.

        [2]胡曙光,王發(fā)洲.輕集料混凝土[J].北京:化學(xué)工業(yè)出版社, 2006:54~57.

        [3]張學(xué)亮.用珍珠巖尾礦粉生產(chǎn)輕集料和陶砂[J].中國資源綜合利用,2000(9):11~12.

        [4]Chen H J.Determination of the dividing strength and its relation to the concrete strength in lightweight aggregate concrete[J].Cement and Concrete Composition,1998,21: 29~32.

        [5]V.Dumcan,A.Mladenovic,et al.lightweight aggregate based on waste glass and its alkal-silica reactivity.Cement and Concrete Research.2002,32:223~226.

        [6]龔洛書.輕集料混凝土技術(shù)的發(fā)展與展望[J].混凝土,2002, 2:13~15.

        項目來源:2013江蘇省大學(xué)生實踐創(chuàng)新

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