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耐高温轻质陶粒混凝土的配合比设计及应用

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耐高温轻质陶粒混凝土的配合比设计及应用

发布日期:2018-11-05 作者: 点击:

贵州卫生间回填陶粒为您介绍耐高温轻质陶粒混凝土的配合比设计及应用

以具体工程为例对耐高温轻质陶粒混凝土的配合比设计及应用进行研究,通过大量试验积累数据进行分析,根据陶粒本身的物理力学性质和作为骨料成为混凝土的力学性能达到工程设计要求,满足工程中对建筑物本身的功能性要求。

0引言

目前,对陶粒混凝土的研究不像普通混凝土研究那么系统和深入,实际工程应用量也无法与普通混凝土相比,对其基本性能的规律性认识非常有限,尤其是陶粒混凝土的耐高温性能,是混凝土研究领域的一个“冷门”,也是该研究领域一个相对薄弱的交叉点。目前国内轻质陶粒混凝土应用较少,但其减轻结构自重,增大其跨度能力;减少裂缝,提高抗渗能力;耐高温性能好;提高其耐久性,延长使用寿命;抗震能力好;降低工程造价等一系列的特点,使得轻质陶粒混凝土在各工程中施工有明显优势,本技术配制的陶粒混凝土不仅具有以上优点,还在高温环境中以其良好的耐久性能起到了重要作用。

1工程概况

随着当前人们对混凝土的深入研究和技术水平的不断提高,为了减轻结构自重、解决普通混凝土质量大、在高温中易发生形变且物理性能大幅变化的缺点,在很多工程中如工业厂房、景观平台通过设计验算,都要求应用轻质混凝土来完成施工。本工程是电厂粉煤灰仓内设备隔热层施工,首先应满足混凝土强度和耐高温方面的要求,并且密度设计规定不得超过1500kg/m3。因此,研发一种既能满足轻质高强性能在高温环境中保持良好体积稳定性的新型轻质耐高温混凝土,成为一种解决此类问题的有效途径。随着试验的深入,终于成功的配制出了设计密度为1450kg/m3,强度等级在LC20的轻质耐高温陶粒混凝土,并成功应用于该工程。

2重点难点

耐高温轻质陶粒混凝土在配合比设计与施工中较普通混凝土的难点主要有:

(1)陶粒混凝土的耐高温性能研究;

(2)陶粒混凝土的施工工艺。

我们对陶粒混凝土在不同高温段中分别进行试验,配制出符合要求的配合比。在陶粒施工工艺过程中宜采用拍板、刮板、辊子或振动抹子等工具及时将浮在表层的粗陶粒颗粒压入混凝土内。

3试验

根据工程设计要求选用合适的原材料,研究合理的耐高温轻质陶粒混凝土配合比,并进行合理的验证试验。

3.1材料选用

3.1.1陶粒

3.1.2细集料

选用沂河中砂,密度为2660kg/m3,堆积密度为1490kg/m3,细度模数2.8,含泥量0.6%。

3.1.3水泥

3.1.4粉煤灰

选用邹县产优质I级粉煤灰,密度2.42g/cm3,需水量比94%,烧失量为3.2%,45μm方孔筛筛余7.9%。

3.1.5外加剂

贵州卫生间回填陶粒外加剂采用某品牌FAC聚羧酸盐高效减水剂,减水率为27%,掺量2.0%~3.0%。

如无特殊说明本方案所进行的试验均采用以上材料。

3.2试验试配

为保证轻质陶粒混凝土的顺利施工,本工程提出了如下混凝土配制原则:

(1)混凝土力学性能必须满足设计要求,该条为基本原则须严格遵守。

(2)对陶粒的耐高温性能进行试验,选择合适陶粒。

(3)保证足够的胶凝材料用量,以确保混凝土的和易性和黏聚性,利于该混凝土的浇筑施工。

(4)在配合比设计中掺加优质高效减水剂,使水胶比能够满足GB/T50476《混凝土结构耐久性设计规范》的规定,改善混凝土和易性,提高混凝土流动性并且降低坍落度损失满足施工要求。

(5)在试拌前,将准备试拌混凝土的每盘陶粒材料称量后,按1h吸水率计算出用水量,并事先将陶粒预湿。

(6)根据以上配制原则,先对陶粒进行耐高温性能试验,选择合适的陶粒。

该工程设备隔热层所处的环境温度为170℃,试验数据表面各陶粒在不同温度段中的筒压强度值相差不大,故两种陶粒都可选为合适材料。

(7)配合比试验

陶粒确定后进行陶粒混凝土的配合比试验,考虑到此工程对该混凝土强度和高温性能方面有特殊要求。因此我们以P·O42.5级水泥和高铝水泥及5~35mm页岩陶粒和5~25mm黏土陶粒进行正交试验。经过试验确定,当陶粒粒径为5~25mm时砂率选取50%,当陶粒粒径为5~35mm时砂率选取57%,在正交试验中进行对比。

试验数据表明各温度段对陶粒混凝土的强度影响差别不大,对其工作环境温度都符合要求。

试验表明,高铝42.5水泥强度要优于P·O42.5级水泥,混凝土拌合物的初始状态也能够满足要求,但高铝水泥凝结时间快,1h后其工作性能显著变差,不利于实际现场施工,且高铝水泥价格高于P·O42.5级水泥。采用5~25mm的黏土陶粒的混凝土抗压强度和黏聚性稍逊于5~35mm的页岩陶粒,在抗压强度均能满足要求条件下,可优先选用5~35mm的页岩陶粒。

综合以上试验结果和经济效益方面考虑我们选用配合比2。

4施工工艺

4.1计量搅拌

陶粒、砂、水泥、粉煤灰、外加剂和水等按质量计算,其中陶粒和砂允许计量偏差为2%,水泥、粉煤灰、外加剂和水允许计量偏差为1%。

4.2浇筑前准备

(1)轻质陶粒混凝土具有特殊的应用范围,应根据结构形式、荷载大小、施工顺序等相关的要求对作业人员进行技术交底。

(2)由于施工部位为内部高低不一,因此要施工前表好浇筑厚度,以免造成层面厚度不一。

(3)此工程为主体完工后再施工,且施工预留口小只能采用溜槽进行混凝土的浇筑,大大增加了施工难度,因此要求吊车、溜槽等设备提前准备好,保证浇筑施工的顺利进行。

4.3混凝土的浇筑

(1)轻质陶粒混凝土拌合物应采用机械振捣成型。振捣时间应以拌合物捣实和避免陶粒上浮为原则,应根据拌合物稠度和振捣部位确定。

(2)浇筑成型后,宜采用拍板、刮板、辊子或振动抹子等工具及时将浮在表层的粗陶粒颗粒压入混凝土内。若颗粒上浮面积较大,可采用表面振动器复振,使砂浆返上,再作抹面。

(3)轻质陶粒混凝土施工部位一般具有特殊性。因此,混凝土的浇筑应保持其连续性。

4.4混凝土的养护

(1)由于陶粒存在大量孔隙,弹性模量较低,一般情况下,其收缩和徐变也较大,易产生开裂,所以在生产前润湿陶粒,陶粒混凝土浇筑成型后应及时覆盖、洒水、喷雾、喷养护剂或用薄膜保湿等养护措施。

(2)陶粒有一定的吸水性,陶粒在混凝土内部释放水分对混凝土产生养护作用,称作“内养护”,对陶粒混凝土的养护起到很好地辅助作用。

(3)采用自然养护时,湿养护时间不应少于14d。

4.5使用检查

经检查,表面无变形、无裂缝。

5结语

陶粒混凝土的隔热、抗冻、耐酸碱、腐蚀及热膨胀系数低等性能,在电力建设工程中更能够得到广泛的应用,而其质轻、保温、隔热、隔音的特性在高层、超高层建筑及大跨度建筑工程施工中具有广阔的应用前景。当对陶粒混凝土的强度及耐高温性有更高的要求时应考虑性能更优异的陶粒骨料来配制高强陶粒混凝土,必要时可掺加硅灰来增强强度。由于陶粒本身密度小于水的密度,在陶粒混凝土的浇筑中必须要考虑其坍落度,尽量减少水的用量,振捣过程中防止陶粒漂浮于表面而无法振捣,避免过振。随着建筑节能和资源综合利用政策的逐步落实,建筑结构体系的日新月异,对可持续发展、生态建设和环境保护的轻骨料混凝土应用的前景越来越广阔。陶粒混凝土是一种比较理想的建筑材料,贵州卫生间回填陶粒具有轻质、保温、隔热等诸多优点,陶粒密度较小,能够减轻荷载,具有显著地实效意义。

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