全輕混凝土在樓地面保溫工程中的應(yīng)用分析

樓地面保溫主要有兩種設(shè)計(jì)：保溫層加結(jié)構(gòu)層疊合，或者是保溫結(jié)構(gòu)一體化的全輕混凝土?，F(xiàn)階段我國應(yīng)用較多的樓地面保溫方式主要有：復(fù)合硅酸鹽板、聚苯乙烯泡沫塑料板、聚苯顆粒保溫漿料等。復(fù)合硅酸鹽板抗壓強(qiáng)度低，吸水率高，還需特別增設(shè)抗裂防護(hù)層；聚苯乙烯泡沫塑料板不能和基面完美結(jié)合，容易造成空鼓、脫層、龜裂等，且其抗壓強(qiáng)度較低，使用時(shí)需抗裂防護(hù)層；聚苯顆粒保溫砂漿應(yīng)用時(shí)也需要增設(shè)抗裂保護(hù)層，而且屬于有機(jī)材料；三者的缺點(diǎn)都在一定程度上制約了其在樓地面保溫板中的推廣與使用。全輕混凝土輕質(zhì)高強(qiáng)、保溫隔熱性能好、耐火性能優(yōu)良、抗震性能好、耐久性能好而且可以利用工業(yè)廢料制造輕集料，使得能源循環(huán)利用，能產(chǎn)生顯著的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益［4，6］。

1 全輕混凝土配合比分析

1.1 原材料

采用P·O 42.5級(jí)水泥、陶沙和頁巖陶粒，其物理力學(xué)性能及化學(xué)組成符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求（如表1所示）。拌和用水為本地自來水。

表1 陶粒的物理力學(xué)性能

1.2 試驗(yàn)配合比

根據(jù)松散體積法設(shè)計(jì)配合比，設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)為15MPa。先計(jì)算出普通混凝土配合比，再將混凝土中的砂石等體積替換為陶石和陶粒。各試驗(yàn)組配合比如表2所示，A1-A4組砂率為陶沙的質(zhì)量除以陶沙加陶粒質(zhì)量總和；第五組為普通混凝土對(duì)比組。

表2 全輕混凝土配合比

1.3 力學(xué)試驗(yàn)結(jié)果及分析

試驗(yàn)室實(shí)際試件強(qiáng)度結(jié)果如圖1所示。

由圖1可見，將陶石與陶粒替換砂石之后，混凝土強(qiáng)度有了明顯提高。保持水泥、水膠比不變，砂率越大，全輕混凝土強(qiáng)度越低。上述結(jié)果表明，陶石、陶粒對(duì)砂石的替換能顯著增強(qiáng)混凝土的強(qiáng)度，砂率對(duì)全輕混凝土的強(qiáng)度影響顯著。當(dāng)砂率在一定合理范圍內(nèi)，砂率越大，集料中的陶粒就會(huì)越多，集料的細(xì)度模數(shù)就會(huì)越好，對(duì)于混凝土強(qiáng)度的提升就會(huì)越大。陶粒是多孔結(jié)構(gòu)，在混凝土拌合與澆筑的過程中，陶粒充分吸收水分，在混凝土后期養(yǎng)護(hù)過程中不斷釋放水分，進(jìn)行混凝土的內(nèi)養(yǎng)護(hù)，因此提高強(qiáng)度。

圖1 全輕混凝土28d抗壓強(qiáng)度曲線圖

2 全輕混凝土與普通混凝土在樓地面工程中的比較

全輕混凝土與普通的輕集料混凝土不同的是，它的細(xì)集料使用的也是陶砂等輕集料。全輕混凝土最早是為了解決樓地面保溫材料的空鼓開裂現(xiàn)象而提出的，所以它主要運(yùn)用在于樓板保溫工程中。全輕混凝土具有輕質(zhì)、保溫的特點(diǎn)，與其他的保溫材料相比，全輕混凝土的強(qiáng)度要高，但是低于輕集料混凝土。具體的性能如表3。

（1）與傳統(tǒng)的細(xì)石混凝土相比，全輕混凝土熱阻高、耐高溫性能好。就導(dǎo)熱性能來看，用于樓面保溫工程的全輕混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)在0.16到0.28之間，而普通混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)在1.86到2.09之間，相差近8倍，因此全輕混凝土的保溫性能非常好。在一些高層建筑或是光照嚴(yán)重的地方，如果使用熱阻較低的普通細(xì)石混凝土，溫度的傳遞會(huì)更快，容易加快鋼筋的損壞。全輕混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)很低，熱量的傳遞較差，對(duì)鋼筋可以起到一定的保護(hù)作用。與其他的保溫材料相比，全輕混凝土的強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他保溫材料的強(qiáng)度，在施工時(shí)減少了施工流程，降低施工成本，而且安全性更強(qiáng)，發(fā)生空鼓開裂的幾率更低。

（2）全輕混凝土的抗震性能非常好。傳統(tǒng)的細(xì)石混凝土在發(fā)生地震或者沖擊的時(shí)候，會(huì)承受巨大的地震力。全輕混凝土本身的密度比細(xì)石混凝土小，質(zhì)量也小，承受載荷的能力更強(qiáng)，抗震能力非常強(qiáng)。除此之外，全輕混凝土的結(jié)構(gòu)也比細(xì)石混凝土更加的科學(xué)。全輕混凝土的材料表觀密度比普通細(xì)石混凝土低30%左右，但是強(qiáng)度卻高出普通細(xì)石混凝土許多，由于自重較小，全輕混凝土的結(jié)構(gòu)承載力要比普通細(xì)石混凝土高出一截。由此來看，全輕混凝土的應(yīng)用前景要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通細(xì)石混凝土，發(fā)展?jié)摿Ω訌V闊。

3 全輕混凝土施工工藝對(duì)強(qiáng)度與干密度的影響

在使用全輕混凝土的時(shí)候，要同時(shí)考慮到強(qiáng)度和干密度，但是提高強(qiáng)度更重要。在提高了強(qiáng)度之后，可以通過降低水泥量等方法來降低干密度，還能夠擴(kuò)大全輕混凝土的應(yīng)用范圍。制作工藝對(duì)全輕混凝土強(qiáng)度的影響非常巨大，由于陶粒是一種多孔材料，所以全輕混凝土的強(qiáng)度與水膠比呈正相關(guān)。

表4 不同工藝對(duì)全輕混凝土強(qiáng)度和干密度的影響

從表4中我們可以看出，經(jīng)過裹漿處理的全輕混凝土強(qiáng)度與未處理的全輕混凝土的水膠比、強(qiáng)度基本相同，在進(jìn)行浸泡處理之后，混凝土的強(qiáng)度大幅度降低。筆者分析之后認(rèn)為，造成這種現(xiàn)象的主要原因是，在進(jìn)行浸泡處理之后，陶粒會(huì)大量吸水，增加了水膠比?；炷恋臄嚢柽^程一般只需要5分鐘左右的時(shí)間，在攪拌的過程中，沒有經(jīng)過浸泡處理的陶粒不會(huì)大量吸水，在硬化的過程中陶粒會(huì)持續(xù)吸收水分，降低了混凝土的凈水膠比。在經(jīng)過浸泡處理之后，上述過程就不會(huì)發(fā)生，相當(dāng)于增加了水膠比，進(jìn)而降低了混凝土的強(qiáng)度。陶粒裹漿工藝是將陶粒、水泥和三分之一的混凝土進(jìn)行拌和，讓陶粒的表面覆蓋有一層濃度較高的水泥漿，使用這項(xiàng)工藝可以減少混凝土攪拌時(shí)陶粒的吸水，降低總的水膠比，提高混凝土的強(qiáng)度。試驗(yàn)表明，材料的添加順序?qū)θp混凝土強(qiáng)度的影響幾乎可以忽略不計(jì)。但是不能讓陶粒浸泡在水中，所以施工人員在施工時(shí)應(yīng)該防止陶粒浸水。不同種類的減水劑對(duì)全輕混凝土強(qiáng)度的影響也不同，萘系減水劑對(duì)全輕混凝土強(qiáng)度的影響幾乎可以忽略不計(jì)，聚羧酸減水劑對(duì)全輕混凝土強(qiáng)度的影響較大。由于全輕混凝土中主要是輕集料，而輕集料的輕度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水泥石的強(qiáng)度，所以提高水泥的強(qiáng)度對(duì)全輕混凝土強(qiáng)度幾乎沒有影響。

4 結(jié)語

本文對(duì)全輕混凝土的配合比、干密度、強(qiáng)度與應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)性的研究。經(jīng)過研究表明，陶粒強(qiáng)度和陶粒形態(tài)對(duì)全輕混凝土強(qiáng)度的影響最為明顯，陶粒筒壓強(qiáng)度越高，混凝土強(qiáng)度越高。由于全輕混凝土主要是由輕集料組成的，所以單純的提高水泥強(qiáng)度，對(duì)全輕混凝土的強(qiáng)度基本沒有影響。陶粒處理工藝對(duì)全輕混凝土的影響也很大，裹漿處理可以提高混凝土的后期強(qiáng)度，但是影響很小，浸泡處理會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度。施工人員在進(jìn)行施工的時(shí)候，應(yīng)該不做處理或者是對(duì)陶粒做裹漿處理，增加全輕混凝土的強(qiáng)度。

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