轻集料混凝土对原材料要求都有什么?

一、胶凝材料

普通轻集料混凝土本身对水泥无特殊要求。选择水泥品种和水泥的强度等级仍要根据混凝土强度、耐久性的要求。由于轻集料混凝土的强度可以在一个很大的范围内(5-50MPa),一说不宜用强度等级较高的水泥配置低强度等级的轻集料混凝土,以免影响混凝土拌合物的和易性。一般情况下,如果轻集料混凝土的强度为feu,,水泥强度为f.,则:fce=1.2~1.8fcu,L

粉煤灰、硅灰等辅助胶凝材料是配制轻集料混凝土的常用原料。因硅灰对轻集料混凝土具有显著的增强作用,所以配制高强轻集料混凝土普遍使用10%左右的硅灰。有资料表明配制100MPa的超高强轻集料混凝土必须掺加一定量的硅灰。硅灰除了具有显著的增强作用之外,还可以提高新拌轻集料混凝土拌合物的稳定性。粉煤灰因其颗粒形同玻璃微珠,具有润滑作用,可以增大混凝土的流动性。同时对防止轻集料的上浮也具有重要作用,所以它已成为配制泵送轻集料混凝上不可或缺的组分。珠海国际会展中心、蔡甸汉江大桥使用的泵送轻集料混凝土中都使用了15%左右的一级粉煤灰,从而获得了较理想的施工效果。

另外,在配置低强度等级的轻集料混凝土时,允许加入占水泥用量20%~25%的粉煤灰或其他磨细矿物掺合料,以改善混凝土拌合物的和易性。

二、轻集料

轻集料按来源不同可分为天然轻集料和人造轻集料。按照粒度大小又分为轻粗集料和轻细集料。轻粗集料习惯上称为轻集料,就是指粒度大于5mm、堆积密度不超1100kg/m3的陶粒。轻细集料就是指粒度不超5mm,堆积密度不超1200kg/m3的陶砂。制备优质轻集料混凝土的粗集料需要采用品质好且性能稳定的优质人造轻集料,而细集料主要采用质量较好的河砂。

目前使用最多的人造轻集料有膨胀黏土陶粒、膨胀页岩(板岩)陶粒和粉煤灰陶粒三类。因原料和烧制工艺不同,轻集料的外形和质地有较大差别,从极不规则的碎石形到圆球形各种粒形都有,我国轻集料混凝土技术规程将轻集料分为圆球型、研石型和普通型三种。轻集料的颗粒形状、表面特征、级配以及强度等性能对混凝土的和易性、强度、表观密度等各种性能都有重要影响。

评价轻集料品质的常用指标有堆积密度、颗粒表观密度,简压强度、强度等级,吸水率,级配,最大粒度,粒型系数,浮粒率,抗冻性等,其中堆积密度、简压强度和吸水率是最主要的指标,习惯上人们将它们称之为三大指标。

(1)简压强度

轻集料是一种多孔材料,内部结构疏松多孔,其颗粒强度和弹性模量较低。颗粒强度一般用筒压强度表示,筒压强度的测试,是将10~20mm粒级的粗集料,装入截面积为100cm2的圆筒内作抗压试验,取压入深度为2cm时的抗压强度为该轻集料的筒压强度。由于轻集料在筒内为点接触,因此其抗压强度不是轻集料的极限抗压强度,只是反映鼓励颗粒强度的相对强度。

根据筒压强度的大小可将轻集料划分为普通轻集料和高强轻集料。高强轻集料就是指筒压强度大于6.0MPa、强度等级大于25MPa的轻集料,它是配制高强轻集料混凝土的重要原材料,目前国内已有很多厂家能够生产出筒压强度达到7.0MPa以上的高强优质轻集料。

轻集料的筒压强度与堆积密度等级有密切关系,见表23-3.



(2)吸水率

轻集料的吸水率是一项非常重要的指标,其大小直接影响到混凝土的拌合方式、工作性能和强度大小,甚至影响其耐久性能。表征轻集料吸水率的指标有1h吸水率、压力吸水率、真空吸水率等,一般烧胀陶粒24h吸水率可达10%,粉煤灰陶粒、火山渣、膨胀珍珠岩等轻集料,1h的吸水率几乎达到24h吸水率的80%以上,所以通常所指的吸水率是1h吸水率,根据吸水率大小可将轻集料分为低吸水率陶粒(吸水率<5%)和高吸水率陶粒(吸水率>5%)。根据工程经验,一般吸水率不应大于22%。

轻集料与普通集料相比,具有较大的吸水率,一般人工轻集料24h的吸水率在10%-25%左右。轻集料吸水率的大小,主要取决于轻集料的生产工艺及内部的孔隙结构和表面状态。通常,孔隙率越大,吸水率也越高,特别是具有开孔的轻集料,其吸水率往往都比较大。吸水率过大的轻集料,会给混凝土的性质带来不利影响。如轻集料吸水率过大,施工时混凝土拌合物的和易性很难控制:硬化后的混凝土会降低保温性能、抗冻性和强度。


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