陳圓飛，張彧銘，葉永健，劉 瓊，周觀鐘

(1. 紹興文理學(xué)院元培學(xué)院， 浙江紹興 312000；2. 紹興文理學(xué)院土木工程學(xué)院， 浙江紹興 312000)

在經(jīng)濟(jì)、環(huán)保和性能等方面具有良好優(yōu)勢(shì)的陶粒混凝土，廣泛應(yīng)用于橋梁、高層建筑、大跨度空間的結(jié)構(gòu)中[1-3]。而陶粒的顆粒密度較小，具有較高的吸水率。陶粒在混凝土在拌合施工過程中會(huì)不斷地吸水，容易出現(xiàn)分層離析，對(duì)陶?；炷恋墓ぷ餍阅茉斐刹焕挠绊慬4]。本文對(duì)陶粒陶?；炷亮鲃?dòng)性的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)和分析，為陶粒混凝土的應(yīng)用和發(fā)展提供依據(jù)。

1 最大粒徑對(duì)陶?；炷恋挠绊?/h2>

陶粒的粒徑大小對(duì)陶粒混凝土的流動(dòng)性能有一定的影響。王彥[5]采用最大粒徑為 31.5 mm 和 20 mm 的陶粒配制陶?；炷粒畲罅綖?1.5 mm的陶粒比最大粒徑為20mm的陶粒，密度分層度高了2 %，質(zhì)量分層度高了6 %。檀春麗[6]研究發(fā)現(xiàn)陶粒最大粒徑從12 mm增加至31.5 mm，明顯增加了密度分層度和質(zhì)量分層度。陳連發(fā)[7]等對(duì)鐵板砂巖陶?；炷恋难芯堪l(fā)現(xiàn)隨著陶粒粒徑的加大，陶粒的上浮速度增加，陶粒的勻質(zhì)性明顯降低，陶粒的最大粒徑應(yīng)選擇一個(gè)最佳范圍。

2 砂率對(duì)陶粒混凝土性能的影響

砂率是陶?；炷恋牧鲃?dòng)性的重要因素。合理的砂率有利于改善陶?；炷恋墓ぷ餍阅埽岣呋炷练€(wěn)定性和強(qiáng)度[5]。鄭秀華等[8]研究發(fā)現(xiàn)陶粒的流動(dòng)性隨著砂率的增加而增加， 但當(dāng)達(dá)到的某一個(gè)值時(shí)，就會(huì)有所降低。劉哲[9]的研究中，砂率從 25 %增加到 38 %時(shí)，坍落度也從 118 mm 增加到了 262 mm，砂率繼續(xù)增加時(shí)坍落度增長(zhǎng)不明顯，且有降低。李崇智等[10]對(duì)不同砂率混凝土性能進(jìn)行了研究，砂率為44 %時(shí)的陶粒出現(xiàn)裸露的狀況，而當(dāng)砂率為47 %時(shí)，坍落度為240 mm，包裹性能較好，隨著砂率的繼續(xù)上升至50 %時(shí)，陶?；炷恋男阅茌^差。增加砂率雖然能夠提高陶?；炷恋膹?qiáng)度和彈性模量，但水泥砂漿的黏度也會(huì)增加，陶粒與水泥砂漿之間的密度差和內(nèi)部摩擦也會(huì)隨之增加，工作性能也就減弱了。因此，選擇最佳砂率才能提高混凝土的工作性能(圖1)。

圖1 砂率對(duì)陶?；炷列阅艿挠绊?/p>

3 礦物摻合料對(duì)陶?；炷列阅艿挠绊?/h2>

礦物摻合料是泵送混凝土非常重要的材料之一。礦物摻合料可以改變陶粒陶粒與水泥水泥漿體之間的密度差，從而改變陶?；炷恋墓ぷ餍阅堋谋?可知，粉煤灰對(duì)陶?；炷恋牧鲃?dòng)性的影響是最為顯著的，混凝土的流動(dòng)性隨著粉煤灰的摻量增加而增大。磨細(xì)礦粉的影響較小，當(dāng)摻入量為20 %以內(nèi)，混凝土的流動(dòng)性增長(zhǎng)了5 %，當(dāng)摻入量為20 %以上時(shí)，混凝土的流動(dòng)性降低了5 %。硅灰的摻量在4 %時(shí)，陶?；炷亮鲃?dòng)性有所提高。硅灰的摻量在4 %以上時(shí)，混凝土的坍落度降低，當(dāng)硅灰摻量達(dá)到12 %時(shí)，混凝土坍落度急劇下降，此時(shí)陶粒混凝土的粘稠度較大，無法滿足泵送施工要求。粉煤灰與磨細(xì)礦粉復(fù)摻在一定程度上也可以提高陶粒混凝土的流動(dòng)性，以粉煤灰摻量為10 %，磨細(xì)礦粉摻量為20 %時(shí)，流動(dòng)性最為理想。

4 外加劑對(duì)陶?；炷列阅艿挠绊?/h2>

4.1 減水劑對(duì)陶?；炷列阅艿挠绊?/h3>

外加劑的摻入可以提高陶?；炷恋牧鲃?dòng)性、和易性和勻質(zhì)性。由表2可知，減水劑能有效提高陶粒混凝土的流動(dòng)性。其原因是高效減水劑將水泥水化反應(yīng)的產(chǎn)物分散成絮狀結(jié)構(gòu)，釋放絮狀結(jié)構(gòu)中的游離水，對(duì)混凝土拌合物中有潤(rùn)滑作用[5]。陶?；炷林械奶樟Ｓ形饔?，加上陶粒中的毛細(xì)孔隙內(nèi)表面吸附作用，往往會(huì)削弱了減水劑的塑化效果。適當(dāng)摻入增稠劑可以改善陶粒混凝土的流動(dòng)性，但隨著其摻量的增加，混凝土的稠度增加，流動(dòng)性降低。此外，計(jì)亦奇等[11]對(duì)用木鈣溶液減水劑摻入混凝土拌合物的時(shí)間不同測(cè)試了其坍落度的損失值。結(jié)果顯示陶?；炷恋奶涠葥p失值比卵石混凝土的坍落度損失值要高得多。

表1 礦物摻合料對(duì)陶粒混凝土性能的影響

表2 外加劑對(duì)陶?；炷亮鲃?dòng)性影響

4.2 引氣劑對(duì)陶粒混凝土性能的影響

在混凝土土中摻入引氣劑產(chǎn)生大量的小氣泡。類似滾珠的氣泡在混凝土的拌合物中具有潤(rùn)滑作用而減少離析和泌水現(xiàn)象，從而提高混凝土的流動(dòng)性和均勻性。陳連發(fā)等[7]的試驗(yàn)中，引氣劑摻量由 0 增加到 0.05 %，鐵板砂巖陶?；炷恋奶樟７謱佣葟?5.2 %降到5.8 %，引氣劑摻量增加到 0.10 %后，陶粒分層度反而增加至15.5 %。而不同摻量的引氣劑拌制的鐵板砂巖陶?；炷恋奶涠染?00 mm以上。這也說明了引氣劑對(duì)陶?；炷恋奶涠扔绊懖淮蟆?/p>

5 膠凝材料用量對(duì)陶?；炷列阅艿挠绊?/h2>

膠凝材料的用量直接影響了混凝土集料的包裹程度，進(jìn)而影響了混凝土的工作性能。李崇智等[10]研究發(fā)現(xiàn)膠凝材料用量為500 kg/m3時(shí)，混凝土包裹性較差，漿體體積較少，陶粒裸露情況較嚴(yán)重，陶粒混凝土的坍落度和擴(kuò)展度均較??；當(dāng)膠凝材料用量為550 kg/m3和600 kg/m3時(shí)，工作性指標(biāo)均滿足泵送要求。而在膠凝材料用量為600 kg/m3時(shí)，陶?；炷翝{量過多，成型時(shí)有泌漿分層現(xiàn)象。因此，確定膠凝材料最佳用量為550 kg/m3。陳連發(fā)等[7]研究結(jié)果顯示，鐵板砂巖陶?；炷猎诎柚七^程中可以通過增加膠凝材料用量來降低陶粒的上浮和分層離析。膠凝材料用量在540 kg/m3時(shí)，鐵板砂巖陶?；炷撩谒取⒎謱佣纫约傲鲃?dòng)度最為理想。

6 預(yù)濕時(shí)間對(duì)陶?；炷恋挠绊?/h2>

具有多孔性的陶粒在拌制過程中吸收混凝土內(nèi)的水，減低了水灰比不利于陶?；炷恋乃磻?yīng)。陶粒的預(yù)濕處理可以減少其在混凝土拌和過程中水的吸收量，有益于陶粒混凝土的流動(dòng)性。由表3可知，預(yù)濕處理之后減少了陶?；炷恋奶涠鹊慕?jīng)時(shí)損失，流動(dòng)性明顯的提高。破碎陶粒的預(yù)濕處理后流動(dòng)性能力提高的效果優(yōu)于非破碎陶粒。預(yù)濕處理0.5 h、1 h的陶粒拌制成混凝土的2 h后坍落度值分別提高了175 %、230 %，說明預(yù)濕處理對(duì)陶?；炷亮鲃?dòng)性的保持能力也有明顯的提高。

此外，檀春麗[6]對(duì)粉煤灰陶粒研究中發(fā)現(xiàn)預(yù)濕處理的陶粒拌制的混凝土隨著預(yù)濕時(shí)間的增長(zhǎng)，其坍落度和擴(kuò)展度的經(jīng)時(shí)損失越小，而未預(yù)濕處理陶粒拌制的混凝土經(jīng)時(shí)損失較大。而在陳連發(fā)[2]等的研究結(jié)果顯示鐵板砂巖陶粒預(yù)吸水時(shí)間對(duì)混凝土工作性能影響較小，預(yù)濕1 h 幾乎就使鐵板砂巖陶粒顆粒達(dá)到飽和狀態(tài)，坍落度幾乎沒有改變。

表3 陶粒的預(yù)濕處理對(duì)陶?；炷恋牧鲃?dòng)性影響

7 結(jié)論

綜上所述，陶粒的粒徑、砂率、礦物摻合料、外加劑、膠凝材料用量、預(yù)濕時(shí)間在一定程度上都會(huì)影響陶?；炷恋牧鲃?dòng)性。其中，骨料的粒徑、粉煤灰、減水劑對(duì)陶?；炷恋牧鲃?dòng)性影響較為顯著。選擇合理的砂率可以有效的提高陶?；炷恋牧鲃?dòng)性。綜合分陶?；炷亮鲃?dòng)性的研究現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)仍存在一些問題亟待解決：

(1)文獻(xiàn)中礦物摻合料和外加劑的種類較少，得出的結(jié)果不夠全面。

(2)目前的研究主要以試驗(yàn)研究為主，理論分析不夠深入，試驗(yàn)分析的因數(shù)組數(shù)值較少，反映的結(jié)果不夠全面。