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CL60轻骨料自密实混凝土的试验研究与施工技术

信息来源:hunningtu.biz  时间:2009-10-16  浏览次数:153

  摘要:高强轻骨料自密实混凝土因具有良好的轻质、高强、隔热、保温、抗震等性能,而在减轻建筑物总体质量、节约工程造价、促进工业废弃物循环利用等方面发挥着日益重要的作用,符合节能和环保的要求。粉煤灰陶粒具有颗粒圆涩、强度高、密度小的特点,适合配制高强轻骨料自密实混凝土。
  关键词:高强轻骨料自密实混凝土;粉煤灰陶粒;筒压强度;配合比,施工技术
  0 引言
  轻骨料混凝土又名轻集料混凝土,是用轻粗骨料、轻细骨料、水泥、水及必要时加入的化学外加剂和矿物掺合料配制而成,并且在标准养护条件下,28d龄期的干表观密度小于1950kg/m3的混凝土。轻骨料料混凝土强度等级达到CL30及以上者称为高强轻骨料混凝土。尽管高强轻骨料混凝土单位立方米造价比同强度等级的普通密度混凝土要高,但高强轻骨料混凝土轻质高强,能够减轻建筑物的自重,降低基础处理费用,缩小结构断面和增加使用面积,可降低工程造价5%~10%,同时还具有良好的耐久性、耐火性、抗震性和抗裂性能,因而具有显著的综合经济效益。
  1 高强轻骨料混凝土的发展及在我国的现状
  20世纪30年代开始,美国和前苏联因缺少天然骨料大量生产和使用了人造轻骨料,所以轻骨料混凝土在这两个国家得到飞速发展。但直到20世纪50年代,大部分轻骨料混凝土在世界范围内仍被当作非结构材料使用,20世纪90年代初期,美国、日本、挪威等国家研究了高性能轻骨料混凝土的配合比、生产工艺、高性能轻骨料等,编制了一系列的规范标准文件,并重点改善了轻骨料混凝土的工作性和耐久性,使之应用于高层建筑和大跨度结构中,取得了一定的成果,有力推动了高强轻骨料混凝土的发展。
  在我国,虽然高强轻质温凝土近年来发展很快,但总体研究水平和在结构中的应用仍处于起步阶段,主要表现为强度等级偏低,轻骨料质量有待提高。这主要是由于国内轻骨料混凝土过多偏重于墙体材料的应用,而用于承重结构的高强轻骨料混凝土的生产与开发并没有受到应有的重视,轻骨料混凝土的发展缺乏统一的管理和协调。当前,随着国家对建筑节能和建筑物功能性要求的提高,高强高性能轻骨料混凝土的研究和应用也得到了快速发展。
  2 高强轻骨料混凝土配合比试验
  目前,我国轻骨料产量已经超过200万m3/年,但品种比较多,性能差异比较大,许多品种满足不了高强高性能轻骨料混凝土对骨料性能的要求。经过查阅相关资料,选择了湖南某建材厂生产的粉煤灰陶粒做为轻骨料研究试配CL60轻骨料混凝土,该产品具有颗粒圆涩、强度高、密度小的特点,适合配制高强轻骨料自密实混凝土。其筒压强度已经达到10.7MPa以上(见表1),个别批次的产品甚至达到了15.0MPa以上。这为我们进行CL60轻骨料混凝土试验创造了条件,在试验过程中找们进行了泵送轻骨料混凝土的试验(见表2),初坍落度大于20cm,扩展度大于50cm,60min坍落度不小于18cm,同样取得了良好的效果。分析其原因,主要是该粉煤灰陶粒的圆度非常好,级配合理其表面又是麻涩面并且陶粒的强度相对较高,因此只要配合比设计的合理就能够配制出流动性很好的混凝土,达到自密实免振捣自流平的要求。
  表1中粉煤灰陶粒的检测结果均符合标准要求,这对我们进行高强轻骨料混凝土的试验研究提供了保障。依据JGJ51-2002《轻骨料混凝土技术规程》我们设计了高强轻骨料混凝土配合比和高强轻骨料自密实混凝土配合比,不仅强度满足设计要求,而且混凝土干表观密度也降了下来。
  表3中5-2、6-2组配合比的干表观密度均小于1950kg/m3,而且这两组配合比强度等级均达到设计要求。经过125次的冻融试验,其强度满足抗冻性要求,质量损失远小于5%的要求。混凝土抗渗试验当水压达到2.0MPa时,劈裂后平均渗透高度为1.3cm,试块表面无渗透。
  3 高强轻骨料混凝土的施工
  在施工前24h,应对轻骨料进行淋水预温处理。在搅拌前1h停止淋水,经充分沥水之后测定其含水率,以控制搅拌时的用水量。轻骨料上料时应去除骨料中的集水。轻骨料混凝土在搅拌时的投料次序对混凝土拌和物的性能影响很大。经过试验采用先搅拌均匀干料,再把水及外加剂同时加入的搅拌工艺,通过实践证明,此搅拌工艺可行。“振动时间短,振动间距短”是轻骨料混凝土振动成型时的操作原则。混凝土分层振捣,每层控制在30cm以内,插点要均匀,振盗时间不宜过长,否则会使陶粒和砂浆分离。在振捣时和振捣后,下层陶粒由于上部砂浆的阻挡不会浮上来,只有面层的陶粒容易产生露面现象,当出现露面现象时,可用木拍及时将浮在表层的轻粗骨料颗粒压入混凝土内。若颗粒上浮面积较大,可采用表面振动器复振,使砂浆返上,再做抹面。混凝土浇筑成型后应及时覆盖和喷水养护并严格控制拆模时间,保证24h后拆除模板,拆模后也应加强养护,湿养护时间不应少于14d。
  4 高强轻骨料混凝土的发展应用前景
  (1) 利用工业废料制造轻骨料可以变废为宝,降低生产成本,减少天然骨料的开采,有利于保护环境,能够充分、合理、节约地利用能源,符合可持续发展的要求。
  (2) 应充分发挥高强轻骨料混凝土在建筑节能上的作用,利用国内外成熟的工程经验来推动轻骨料混凝土在结构工程中的广泛应用。
  (3) 不同类型的高强轻骨料混凝土具有特殊的性能,能够满足工程上的特殊要求,应大力发展各类纤维增强型轻骨料混凝土、次轻泪凝土等,以满足工程上的不同要求,提高经济效益。
  (4) 应加速高强轻骨料混凝土工程技术应用规程的编制。对于高强轻骨料混凝土在工程中的应用,有关同家都有自己的设计、施工规范,为推广高强轻骨料混凝土在工程中应用,我国应进一步建立健全自己的有关标准和规程规范。
  总之,高强轻骨料混凝土无论在组成、结构还是性能方面,与普通混凝土相比,都有很大的不同。因此开展高强轻骨料混凝土的研究,意义十分显著。
  参考文献:
  [1]GB/T 17431,轻骨料及其试验方法[S]
  [2]JGJ51-2002,轻骨料混凝土技术规程[SJ
  [3]王金晶,刘志奇,李彦国.新型轻骨料混凝土特性及发展[J].混凝土,2006(12):65-66  摘要:高强轻骨料自密实混凝土因具有良好的轻质、高强、隔热、保温、抗震等性能,而在减轻建筑物总体质量、节约工程造价、促进工业废弃物循环利用等方面发挥着日益重要的作用,符合节能和环保的要求。粉煤灰陶粒具有颗粒圆涩、强度高、密度小的特点,适合配制高强轻骨料自密实混凝土。
  关键词:高强轻骨料自密实混凝土;粉煤灰陶粒;筒压强度;配合比,施工技术
  0 引言
  轻骨料混凝土又名轻集料混凝土,是用轻粗骨料、轻细骨料、水泥、水及必要时加入的化学外加剂和矿物掺合料配制而成,并且在标准养护条件下,28d龄期的干表观密度小于1950kg/m3的混凝土。轻骨料料混凝土强度等级达到CL30及以上者称为高强轻骨料混凝土。尽管高强轻骨料混凝土单位立方米造价比同强度等级的普通密度混凝土要高,但高强轻骨料混凝土轻质高强,能够减轻建筑物的自重,降低基础处理费用,缩小结构断面和增加使用面积,可降低工程造价5%~10%,同时还具有良好的耐久性、耐火性、抗震性和抗裂性能,因而具有显著的综合经济效益。
  1 高强轻骨料混凝土的发展及在我国的现状
  20世纪30年代开始,美国和前苏联因缺少天然骨料大量生产和使用了人造轻骨料,所以轻骨料混凝土在这两个国家得到飞速发展。但直到20世纪50年代,大部分轻骨料混凝土在世界范围内仍被当作非结构材料使用,20世纪90年代初期,美国、日本、挪威等国家研究了高性能轻骨料混凝土的配合比、生产工艺、高性能轻骨料等,编制了一系列的规范标准文件,并重点改善了轻骨料混凝土的工作性和耐久性,使之应用于高层建筑和大跨度结构中,取得了一定的成果,有力推动了高强轻骨料混凝土的发展。
  在我国,虽然高强轻质温凝土近年来发展很快,但总体研究水平和在结构中的应用仍处于起步阶段,主要表现为强度等级偏低,轻骨料质量有待提高。这主要是由于国内轻骨料混凝土过多偏重于墙体材料的应用,而用于承重结构的高强轻骨料混凝土的生产与开发并没有受到应有的重视,轻骨料混凝土的发展缺乏统一的管理和协调。当前,随着国家对建筑节能和建筑物功能性要求的提高,高强高性能轻骨料混凝土的研究和应用也得到了快速发展。
  2 高强轻骨料混凝土配合比试验
  目前,我国轻骨料产量已经超过200万m3/年,但品种比较多,性能差异比较大,许多品种满足不了高强高性能轻骨料混凝土对骨料性能的要求。经过查阅相关资料,选择了湖南某建材厂生产的粉煤灰陶粒做为轻骨料研究试配CL60轻骨料混凝土,该产品具有颗粒圆涩、强度高、密度小的特点,适合配制高强轻骨料自密实混凝土。其筒压强度已经达到10.7MPa以上(见表1),个别批次的产品甚至达到了15.0MPa以上。这为我们进行CL60轻骨料混凝土试验创造了条件,在试验过程中找们进行了泵送轻骨料混凝土的试验(见表2),初坍落度大于20cm,扩展度大于50cm,60min坍落度不小于18cm,同样取得了良好的效果。分析其原因,主要是该粉煤灰陶粒的圆度非常好,级配合理其表面又是麻涩面并且陶粒的强度相对较高,因此只要配合比设计的合理就能够配制出流动性很好的混凝土,达到自密实免振捣自流平的要求。
  表1中粉煤灰陶粒的检测结果均符合标准要求,这对我们进行高强轻骨料混凝土的试验研究提供了保障。依据JGJ51-2002《轻骨料混凝土技术规程》我们设计了高强轻骨料混凝土配合比和高强轻骨料自密实混凝土配合比,不仅强度满足设计要求,而且混凝土干表观密度也降了下来。
  表3中5-2、6-2组配合比的干表观密度均小于1950kg/m3,而且这两组配合比强度等级均达到设计要求。经过125次的冻融试验,其强度满足抗冻性要求,质量损失远小于5%的要求。混凝土抗渗试验当水压达到2.0MPa时,劈裂后平均渗透高度为1.3cm,试块表面无渗透。
  3 高强轻骨料混凝土的施工
  在施工前24h,应对轻骨料进行淋水预温处理。在搅拌前1h停止淋水,经充分沥水之后测定其含水率,以控制搅拌时的用水量。轻骨料上料时应去除骨料中的集水。轻骨料混凝土在搅拌时的投料次序对混凝土拌和物的性能影响很大。经过试验采用先搅拌均匀干料,再把水及外加剂同时加入的搅拌工艺,通过实践证明,此搅拌工艺可行。“振动时间短,振动间距短”是轻骨料混凝土振动成型时的操作原则。混凝土分层振捣,每层控制在30cm以内,插点要均匀,振盗时间不宜过长,否则会使陶粒和砂浆分离。在振捣时和振捣后,下层陶粒由于上部砂浆的阻挡不会浮上来,只有面层的陶粒容易产生露面现象,当出现露面现象时,可用木拍及时将浮在表层的轻粗骨料颗粒压入混凝土内。若颗粒上浮面积较大,可采用表面振动器复振,使砂浆返上,再做抹面。混凝土浇筑成型后应及时覆盖和喷水养护并严格控制拆模时间,保证24h后拆除模板,拆模后也应加强养护,湿养护时间不应少于14d。
  4 高强轻骨料混凝土的发展应用前景
  (1) 利用工业废料制造轻骨料可以变废为宝,降低生产成本,减少天然骨料的开采,有利于保护环境,能够充分、合理、节约地利用能源,符合可持续发展的要求。
  (2) 应充分发挥高强轻骨料混凝土在建筑节能上的作用,利用国内外成熟的工程经验来推动轻骨料混凝土在结构工程中的广泛应用。
  (3) 不同类型的高强轻骨料混凝土具有特殊的性能,能够满足工程上的特殊要求,应大力发展各类纤维增强型轻骨料混凝土、次轻泪凝土等,以满足工程上的不同要求,提高经济效益。
  (4) 应加速高强轻骨料混凝土工程技术应用规程的编制。对于高强轻骨料混凝土在工程中的应用,有关同家都有自己的设计、施工规范,为推广高强轻骨料混凝土在工程中应用,我国应进一步建立健全自己的有关标准和规程规范。
  总之,高强轻骨料混凝土无论在组成、结构还是性能方面,与普通混凝土相比,都有很大的不同。因此开展高强轻骨料混凝土的研究,意义十分显著。
  参考文献:
  [1]GB/T 17431,轻骨料及其试验方法[S]
  [2]JGJ51-2002,轻骨料混凝土技术规程[SJ
  [3]王金晶,刘志奇,李彦国.新型轻骨料混凝土特性及发展[J].混凝土,2006(12):65-66

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