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陶粒在混凝土中的应用技术发展现状

时间: 2021-05-07 10:45:40来源: 祁阳县胜达贸易有限责任公司
     陶粒是一种多孔隙的固体,表面粗糙,质量较轻,通常以球状较多,陶粒堆积密度一般为300~ 900 kg /m3,在陶粒制备的过程中,原材料之间发生反应产生气体,充满陶粒内部,陶粒体积膨胀,气体排出后,陶粒表面布满排气细孔,使陶粒具有轻质多孔的特点。
1 陶粒的性能及分类
1.1 按原料分类
陶粒制备所用原材料不同,来源不同,制成陶粒的外观、工作性能以及应用场景有所不同。
1) 黏土陶粒。黏土陶粒是一种以黏土、亚黏土为原材料,加入适量的胶凝材料以及外加剂烧制而成的陶粒,图1为黏土陶粒,黏土陶粒的粒径一般在5 mm 以上,具有质量轻、高度强以及保温隔热的特点,大量应用于高层建筑结构混凝土的制备、隔热保温工程、园林绿化、饮水净化等领域。李文斌以两种不同类型黏土陶粒为骨料,制备出黏土陶粒轻骨料混凝土,实验测量发现陶粒混凝土的密度较轻,一般小于1 900kg/m3。在对陶粒混凝土进行力学抗压测试时,能满足实验目标力学性能。进行热工测试,黏土陶粒轻骨料混凝土密度较低,相应其导热系数较普通混凝土低。
2) 页岩陶粒。页岩陶粒的原材料多为页岩、板岩等。由于制备工艺不同,大致分为普通型页岩陶粒,圆球形页岩陶粒。两者区别在于,圆球型页岩陶粒较普通型陶粒多了“成球”的制作步骤。
3) 粉煤灰陶粒。粉煤灰陶粒主要原材料是发电厂废料———粉煤灰,粉煤灰陶粒废物利用更加环保。粉煤灰陶粒加入粉煤灰、胶凝材料、水,成球烧结而成。粉煤灰陶粒内部的孔隙较多,强度相对较低,较少用于配制高强度混凝土,但其保温隔热的性能较好,所以粉煤灰陶粒普遍应用于隔音隔热材料中。由于粉煤灰陶粒烧结工艺复杂、投入较大等缺点,其发展应用较为困难,降低生产耗能成为现在粉煤灰陶粒研究的重点。
1.2 按生产工艺分类
1) 烧结型。烧结法是比较常用的制备陶粒的工艺,在烧结时,通过氧化钠、氧化钾、氧化镁以及氧化铁等氧化物的氧化作用下,使原材料的氧化硅、氧化铁、氧化铝等物质生产硅酸盐化合物,并在该化学反应过程中生产大量气体,使陶粒体积得到膨胀,并在内部形成多气孔,待陶粒冷却,内部呈现多孔隙,而陶粒的表面则发生还原反应,生成坚硬的釉质外壳。
2) 免烧型。免烧型陶粒不需要高温烧结,在制备陶粒时,加入水泥作为激发剂,水泥在陶粒的制作过程中提供碱性环境,使原材料可以相互反应。陶粒原材料具有火山灰活性,通过原材料之间发生化学反应,生成具有胶凝性能的物质,固结原材料中有害的重金属物质。温久然利用粉煤灰和水泥为原材料,加入轻质填充材料,经过免烧法制备出了粉煤灰陶粒。该陶粒具有堆积密度低、性能优良的特点。
2 陶粒对混凝土的影响
2.1 陶粒用量对混凝土的影响
1) 力学性能。轻骨料经过高温的煅烧,表面活性较强,在与水泥接触时,发生化学反应,加固接触面,同时陶粒表面粗糙多孔,与水泥石的接触面积较大,彼此之间的咬合力也更能提高界面的粘结力。
2) 工作性能。在研究混合骨料混凝土工作性能影响因素时,以普通混凝土配合比为基准,改变陶粒在粗骨料中的体积取代率,在取得轻质同时获得更高的强度。
.2 陶粒预湿对混凝土的影响
目前研究较多的高性能混凝土,由于水胶比较低,在水泥水化过程中,常会出现严重的自收缩现象,以往在混凝土加入膨胀剂解决混凝土收缩的问题,但随着混凝土朝着高强、高性能方向发展,混凝土的水灰比不断减少,出现膨胀剂争夺水泥水化有限水分,造成混凝土的水泥颗粒不能完全水化现象。
2.3 陶粒吸水率对混凝土的影响
3 陶粒混凝土存在的问题
3.1 离析泌水问题
3.2 收缩与徐变问题
3.3 耐久性问题


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