徐州陶粒陶粒吸水率对混凝土结构的影响——畅材陶粒-安徽畅材节能科技有限公司

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陶粒吸水率对混凝土结构的影响

陶粒是一种多孔结构的人造轻集料。其内部孔隙分为开口孔和封闭孔两大类，开口孔有毛细孔吸水功能。因此陶粒混凝土内陶粒和水泥浆体存在双重微孔系统。在陶粒混凝土硬化过程中，由于两者的孔隙结构特征、温度差和压力差，发生了陶粒从水泥浆体吸收水分和向水泥浆体返还水分的过程，使陶粒混凝土内部结构发生了以下变化：

1、当陶粒与水接触时，其表面的开口孔吸入水分。在陶粒混凝土拌和物中，则能吸收水泥浆的水分，使陶粒周围水泥浆的水灰比局部降低，密实度增加。

2、在陶粒混凝土硬化过程中，陶粒孔隙所蓄水分又能向水泥浆返还，使水泥浆体处于优良的潮湿养护环境条件。所以陶粒混凝土中水泥的水化程度提高，也将使水泥浆体的密实度增加。

3、普通混凝土中由于各组分的离析和泌水，往往在粗集料下方形成“水穴”，影响界面的粘结力。而在陶粒混凝土中，由于陶粒的吸水作用，不易形成“水穴”，使界面粘结力增强。

4、陶粒在混凝土中吸水的同时，一部分水泥浆也被吸入开口孔内，在界面处形成了“机械铆固”，进一步增加了界面粘结力。

5、混凝土拌制过程中，陶粒籍助毛细管作用吸收水分，在开口孔内部不可避免地要产生“密闭空气”，阻止水分进一步吸入。这样，在陶粒混凝土内部形成了许多类似引气作用产生的“储备孔”。从上可见，由于多孔陶粒的吸水作用，使陶粒混凝土的内部结构与普通混凝土有较大的区别。这些区别必然会影响混凝土的耐久性和工作性，以及高强高性能混凝土的体积稳定性等。

陶粒混凝土的性能

人们有一种错觉、认为高强混凝土必然具有高性能，而实践已证明并非如此。高强混凝土并不一定是高性能混凝土。混凝土的高性能主要是指良好的工作性、体积稳定性以及高的抗渗、抗冻、抗化学侵蚀和无碱集料反应破坏等耐久性。这些性能与混凝土强度没有相关性。从上可见，无论是相同强度或相同配合比，陶粒混凝土的抗渗性大大优于普通混凝土。饱水陶粒混凝土的抗渗性略优于干燥陶粒混凝土，但都比相近强度的普通混凝土要高得多。陶粒混凝土优良抗渗性的主要原因是：多孔透水的陶粒在混凝土中被一层密实的硬化水泥浆包裹和界面粘结强化：混凝土结构内不存在渗水的“水穴”。这却是普通混凝土抗渗性差的致命弱点。采用干燥陶粒的混凝土抗冻性高于普通混凝土，而采用饱水陶粒的混凝土抗冻性低于普通混凝土。其原因是干燥陶粒混凝土内含有大量的“密闭空气”的“储备孔”，起到引气剂的作用而提高了抗冻性。而采用饱水陶粒时就没有“储备孔”，加上所用粉煤灰陶粒的吸水率较高，大大降低了混凝土的抗冻性。

抗化学侵蚀性：高温下烧成的陶粒与侵蚀介质不会发生化学反应，所以与普通混凝土一样，抵抗化学侵蚀的能力取决于硬化水泥浆的性质。由于陶粒混凝土的抗渗性好，侵蚀介质不易渗入。所以，其抗化学侵蚀能力不亚于普通混凝土。

碱集料反应：采用交流阻抗法和砂浆棒法，对三种陶粒和一种对比用无碱活性碎石的碱集料反应进行丁试验。三种陶粒是：高强粉煤灰页岩陶粒、烧结粉煤灰陶粒和超轻粘土陶粒。交流阻抗试验表明，经80°水中养护7天的三种陶粒的试件都在不同程度上发生碱集料反应，而以粉煤灰陶粒的碱活性最大。砂浆棒法的砂浆试件膨胀值测定结果表明，三种陶粒试件的砂浆膨胀值都小于对比的碎石。膨胀值分别是：高强粉煤灰页岩陶粒0.030%；烧结粉煤灰陶粒0.035%；超轻粘.陶粒0.040%和无碱活性碎石0.050%。
上面的试验结果表明：陶粒本身虽具有碱活性，但由于陶粒的多孔吸水结构，所以碱集料反应产生膨胀却不会导致混凝土的宏观结构破坏。

体积稳定性：混凝土体积稳定性对于高强和高性能混凝土来说是很重要的性能。因为高强混凝土往往采用高水滤用量和低水灰比的措施，使混凝土内部结构与传统普通混凝土有很大差别。最严重的问题是在混凝土硬化早期，由于水份不足而发生自干燥和自收缩，混凝土容易开裂导致强度和耐久性降低。如结构渗漏、钢筋锈蚀、抗冻和抗侵蚀能力下降，严重影响结构的安全性和使用寿命。当采用高强陶粒配制高强和高性能混凝土时，陶粒在预湿处理时吸水以及从水泥浆所吸收的水份、积蓄在孔隙内形成一个个小的独立蓄水库。在混凝土硬化过程中可以不断向水泥浆供水，阻止混凝土自干燥和减轻自收缩，使混凝土不仅高强而且高性能。

工作性：众所周知，干燥陶粒吸水会导致混凝土拌和物的坍落度很快损失，且吸水率越大，坍落度损失越快。将陶粒预湿饱水处理，则混凝土坍落度损失情况可与普通混凝土类似。

在现代泵送混凝土施工中，陶粒混凝土拌和物的适应性较差。较多的观点归结于陶粒的吸水率较大。陶粒的吸水可能是原因之一，但不是主要因素。混凝土拌和物中陶粒和砂浆组分相互间的性能协调也可能是重要因素。正如畅材陶粒认为：配制泵送高强轻集料混凝土时，掺入一定量的粉煤灰，则能增加混凝土的粘聚性，防止泌水，减少离析，改善和易性，利于泵送。陶粒的吸水还水作用可改善混凝土的硬化结构，从而使陶粒混凝土的耐久性显著提高。可以说陶粒吸水对混凝土性能的影响利大于弊，这也是陶粒混凝土的一个特点，不少观点认为：陶粒的吸水率愈小，则性能愈好，高性能陶粒必须具有与普通集料相近的吸水率。但是过低的吸水率仅有利于混凝土泵送施工，而不利于混凝土的高性能，尤其不利于高强混凝土的体积稳定性。试验早已证明陶粒颗粒的抗冻性、抗渗性和筒压强度与其混凝土的抗冻性、抗渗性和强度没有相关性。而以吸水率作为技术指标的高性能陶粒与其混凝土的高性能的相关性。

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