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徐州陶粒

陶粒吸水率對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的影響

陶粒是一種多孔結(jié)構(gòu)的人造輕集料。其內(nèi)部孔隙分為開口孔和封閉孔兩大類，開口孔有毛細(xì)孔吸水功能。因此陶?；炷羶?nèi)陶粒和水泥漿體存在雙重微孔系統(tǒng)。在陶?；炷劣不^程中，由于兩者的孔隙結(jié)構(gòu)特征、溫度差和壓力差，發(fā)生了陶粒從水泥漿體吸收水分和向水泥漿體返還水分的過程，使陶?；炷羶?nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了以下變化：

1、當(dāng)陶粒與水接觸時(shí)，其表面的開口孔吸入水分。在陶?；炷涟韬臀镏?，則能吸收水泥漿的水分，使陶粒周圍水泥漿的水灰比局部降低，密實(shí)度增加。

2、在陶?；炷劣不^程中，陶粒孔隙所蓄水分又能向水泥漿返還，使水泥漿體處于優(yōu)良的潮濕養(yǎng)護(hù)環(huán)境條件。所以陶?；炷林兴嗟乃潭忍岣?，也將使水泥漿體的密實(shí)度增加。

3、普通混凝土中由于各組分的離析和泌水，往往在粗集料下方形成“水穴”，影響界面的粘結(jié)力。而在陶?；炷林?，由于陶粒的吸水作用，不易形成“水穴”，使界面粘結(jié)力增強(qiáng)。

4、陶粒在混凝土中吸水的同時(shí)，一部分水泥漿也被吸入開口孔內(nèi)，在界面處形成了“機(jī)械鉚固”，進(jìn)一步增加了界面粘結(jié)力。

5、混凝土拌制過程中，陶粒籍助毛細(xì)管作用吸收水分，在開口孔內(nèi)部不可避免地要產(chǎn)生“密閉空氣”，阻止水分進(jìn)一步吸入。這樣，在陶?；炷羶?nèi)部形成了許多類似引氣作用產(chǎn)生的“儲(chǔ)備孔”。從上可見，由于多孔陶粒的吸水作用，使陶?；炷恋膬?nèi)部結(jié)構(gòu)與普通混凝土有較大的區(qū)別。這些區(qū)別必然會(huì)影響混凝土的耐久性和工作性，以及高強(qiáng)高性能混凝土的體積穩(wěn)定性等。

陶?；炷恋男阅?/span>

人們有一種錯(cuò)覺、認(rèn)為高強(qiáng)混凝土必然具有高性能，而實(shí)踐已證明并非如此。高強(qiáng)混凝土并不一定是高性能混凝土?；炷恋母咝阅苤饕侵噶己玫墓ぷ餍?、體積穩(wěn)定性以及高的抗?jié)B、抗凍、抗化學(xué)侵蝕和無堿集料反應(yīng)破壞等耐久性。這些性能與混凝土強(qiáng)度沒有相關(guān)性。從上可見，無論是相同強(qiáng)度或相同配合比，陶?；炷恋目?jié)B性大大優(yōu)于普通混凝土。飽水陶?；炷恋目?jié)B性略優(yōu)于干燥陶粒混凝土，但都比相近強(qiáng)度的普通混凝土要高得多。陶?；炷羶?yōu)良抗?jié)B性的主要原因是：多孔透水的陶粒在混凝土中被一層密實(shí)的硬化水泥漿包裹和界面粘結(jié)強(qiáng)化：混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)不存在滲水的“水穴”。這卻是普通混凝土抗?jié)B性差的致命弱點(diǎn)。采用干燥陶粒的混凝土抗凍性高于普通混凝土，而采用飽水陶粒的混凝土抗凍性低于普通混凝土。其原因是干燥陶?；炷羶?nèi)含有大量的“密閉空氣”的“儲(chǔ)備孔”，起到引氣劑的作用而提高了抗凍性。而采用飽水陶粒時(shí)就沒有“儲(chǔ)備孔”，加上所用粉煤灰陶粒的吸水率較高，大大降低了混凝土的抗凍性。

抗化學(xué)侵蝕性：高溫下燒成的陶粒與侵蝕介質(zhì)不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以與普通混凝土一樣，抵抗化學(xué)侵蝕的能力取決于硬化水泥漿的性質(zhì)。由于陶?；炷恋目?jié)B性好，侵蝕介質(zhì)不易滲入。所以，其抗化學(xué)侵蝕能力不亞于普通混凝土。

堿集料反應(yīng)：采用交流阻抗法和砂漿棒法，對(duì)三種陶粒和一種對(duì)比用無堿活性碎石的堿集料反應(yīng)進(jìn)行丁試驗(yàn)。三種陶粒是：高強(qiáng)粉煤灰頁巖陶粒、燒結(jié)粉煤灰陶粒和超輕粘土陶粒。交流阻抗試驗(yàn)表明，經(jīng)80°水中養(yǎng)護(hù)7天的三種陶粒的試件都在不同程度上發(fā)生堿集料反應(yīng)，而以粉煤灰陶粒的堿活性最大。砂漿棒法的砂漿試件膨脹值測(cè)定結(jié)果表明，三種陶粒試件的砂漿膨脹值都小于對(duì)比的碎石。膨脹值分別是：高強(qiáng)粉煤灰頁巖陶粒0.030%；燒結(jié)粉煤灰陶粒0.035%；超輕粘.陶粒0.040%和無堿活性碎石0.050%。
上面的試驗(yàn)結(jié)果表明：陶粒本身雖具有堿活性，但由于陶粒的多孔吸水結(jié)構(gòu)，所以堿集料反應(yīng)產(chǎn)生膨脹卻不會(huì)導(dǎo)致混凝土的宏觀結(jié)構(gòu)破壞。

體積穩(wěn)定性：混凝土體積穩(wěn)定性對(duì)于高強(qiáng)和高性能混凝土來說是很重要的性能。因?yàn)楦邚?qiáng)混凝土往往采用高水濾用量和低水灰比的措施，使混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)普通混凝土有很大差別。最嚴(yán)重的問題是在混凝土硬化早期，由于水份不足而發(fā)生自干燥和自收縮，混凝土容易開裂導(dǎo)致強(qiáng)度和耐久性降低。如結(jié)構(gòu)滲漏、鋼筋銹蝕、抗凍和抗侵蝕能力下降，嚴(yán)重影響結(jié)構(gòu)的安全性和使用壽命。當(dāng)采用高強(qiáng)陶粒配制高強(qiáng)和高性能混凝土?xí)r，陶粒在預(yù)濕處理時(shí)吸水以及從水泥漿所吸收的水份、積蓄在孔隙內(nèi)形成一個(gè)個(gè)小的獨(dú)立蓄水庫。在混凝土硬化過程中可以不斷向水泥漿供水，阻止混凝土自干燥和減輕自收縮，使混凝土不僅高強(qiáng)而且高性能。

工作性：眾所周知，干燥陶粒吸水會(huì)導(dǎo)致混凝土拌和物的坍落度很快損失，且吸水率越大，坍落度損失越快。將陶粒預(yù)濕飽水處理，則混凝土坍落度損失情況可與普通混凝土類似。

在現(xiàn)代泵送混凝土施工中，陶?；炷?/span>拌和物的適應(yīng)性較差。較多的觀點(diǎn)歸結(jié)于陶粒的吸水率較大。陶粒的吸水可能是原因之一，但不是主要因素?；炷涟韬臀镏刑樟：蜕皾{組分相互間的性能協(xié)調(diào)也可能是重要因素。正如暢材陶粒認(rèn)為：配制泵送高強(qiáng)輕集料混凝土?xí)r，摻入一定量的粉煤灰，則能增加混凝土的粘聚性，防止泌水，減少離析，改善和易性，利于泵送。陶粒的吸水還水作用可改善混凝土的硬化結(jié)構(gòu)，從而使陶?；炷恋哪途眯燥@著提高?？梢哉f陶粒吸水對(duì)混凝土性能的影響利大于弊，這也是陶?；炷恋囊粋€(gè)特點(diǎn)，不少觀點(diǎn)認(rèn)為：陶粒的吸水率愈小，則性能愈好，高性能陶粒必須具有與普通集料相近的吸水率。但是過低的吸水率僅有利于混凝土泵送施工，而不利于混凝土的高性能，尤其不利于高強(qiáng)混凝土的體積穩(wěn)定性。試驗(yàn)早已證明陶粒顆粒的抗凍性、抗?jié)B性和筒壓強(qiáng)度與其混凝土的抗凍性、抗?jié)B性和強(qiáng)度沒有相關(guān)性。而以吸水率作為技術(shù)指標(biāo)的高性能陶粒與其混凝土的高性能的相關(guān)性。

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