陶粒混凝土性能及存在问题探究论文_王卫

陶粒混凝土性能及存在问题探究论文_王卫

德州天祺商品混凝土有限公司 山东德州 253300

摘要:新技术和新材料的不断研发应用,是推动我国建筑行业蓬勃发展的重要动力。近年来,城市高层建筑数量逐渐增加,陶粒混凝土因为具有自重轻、防火保温等一系列性能优势而得到了广泛使用。但是陶粒混凝土自身也存在不足之处,对建筑单位的施工技术水平提出了较高要求。文章首先分析了陶粒混凝土的性能优势和存在问题,随后对其在实际工程中的具体应用效果进行了对比论述。

关键词:陶粒混凝土;性能分析;存在问题;实际应用

引言:

陶粒混凝土作为一种新型的轻骨料混凝土,按照组成材料的不同,可分为粘土陶粒、页岩陶粒以及粉煤灰陶粒等。不同类型的陶粒混凝土在制作方法和实用性能上也存在较大差别。进入21世纪以来,国内高层建筑和节能建筑得到了快速发展,受这一行业现状影响,陶粒混凝土也得以广泛应用。为了进一步提高建筑质量安全,必须要综合分析陶粒混凝土的性能优势和存在问题,进而采取有效的管理措施,消除建筑质量隐患。

一、陶粒混凝土的性能优势

1、自重轻

根据密度的不同,陶粒混凝土又可分为一般密度(500kg/m3以上)、超轻密度(300-500kg/m3)和特轻密度(300kg/m3以下)三类,以用途最广泛的一般密度陶粒混凝土为例,其密度也远远低于普通混凝土(2350-2450kg/m3)。尤其是在一些高层建筑中,使用陶粒混凝土代替普通混凝土,可以有效降低上部建筑对地基的荷载压力,有利于保障高层建筑的稳定性。

2、寿命长

陶粒的化学稳定性较强,可以承受一定的酸碱腐蚀和低温冻害影响。以200号粉煤灰陶粒混凝土为例,在外界平均气温为-25℃的环境下,在经过反复冻融20次后,陶粒混凝土结构的损坏率不超过3%。在同样的条件下(同等强度、同能用量),陶粒混凝土的抗渗指数最高可达25B,而普通混凝土的最高抗渗指数仅为8B。因此,在东南沿海的多雨城市以及北方地区,使用陶粒混凝土代替普通混凝土,对于提高建筑使用寿命和防止建筑渗漏也有积极作用。

3、抗震性好

对于高层建筑来说,抗震能力直接关系到建筑的使用安全。高层建筑主体材料使用陶粒混凝土,由于其密度小、质量轻,因此在受到地震冲击影响后,可以有效缓解冲击能量造成的破坏影响,减震效果良好。通过模拟实验数据分析,在同等实验条件下,使用陶粒混凝土的建筑模型的极限变形值为普通混凝土建筑模型的1.3倍,且震后建筑的受损程度较轻,基本上不会影响到建筑主体结构。另外,即便是建筑承重结构没有使用陶粒混凝土,只要围护结构或填充墙采用了陶粒混凝土,也可以在一定程度上起到抗震效果。

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4、耐火性好

陶粒混凝土之所以具有较强的耐火性,一方面与其自身特殊的结构有关,例如陶粒内部多孔隙,因此在发挥保温效果的同时,还能起到良好的隔热作用。陶粒的热导率仅为0.3W/(m·k),这一数值仅为普通混凝土的1/2,因此耐火性较好;另一方面,还与陶粒混凝土的制备过程有一定关系。通常来说,陶粒需要经过1200℃的高温进行煅烧,高温条件加快了陶粒内部化学成分的化学反应速率,在陶粒表面生成有二氧化硅和三氧化二铝组成的致密氧化膜,也可以发挥耐火作用。

5、适应性强

我国自上世纪60年代开始进行陶粒混凝土相关技术的研究,经过几十年的经验总结和技术实践,现阶段可用于生产陶粒的原料十分丰富,例如粘土、页岩、粉煤灰等,均可用作陶粒混凝土的制备原料。另外,根据高层建筑的使用需求和成本预算,还能够科学选择不同类别的陶粒混凝土。因此,陶粒混凝土具有较强的适应性,可以在不同城市、不同地质环境下进行使用。

二、陶粒混凝土存在的问题

陶粒混凝土虽然具有多种性能优势,但是在实际使用中,也存在一些不可忽视的问题,需要建筑单位加以控制。常见的问题有以下两种:

第一,抗折强度和弹性模量较低,脆性较大。陶粒混凝土的弹性模量约低25-65%。陶粒混凝土弹性模量低,与同标号普通混凝土相比,在硬化时和长期荷载作用下会产生过大的变形和徐变。这些缺点限制了它在工程建设中的广泛应用。

第二,陶粒混凝土的工作性比普通骨料混凝土的工作性较差。陶粒表面粗糙多孔,所以拌制混凝土的和易性较差,要满足同等和易性的要求,则其单位水泥用量往往要比普通混凝土多;陶粒的密度小容易上浮,产生分层离析,使拌和物不均匀,影响到混凝土的力学性能;陶粒的吸水率高,净用水量不易控制,且给泵送施工带来较大问题。

三、陶粒混凝土的应用

1、桥梁工程

陶粒混凝土具有密度小、强度高、抗冲击性能优、耐久性好等特点,用于静荷载影响较大的桥梁工程,效果尤为显著。桥梁跨径>14m的梁式结构,陶粒混凝土,比普通混凝土自重减轻20%~30%,构件的计算应力相应降低,使受力钢筋面积减少,可节约钢筋用量,桥墩基础的受力也相应减少。近年来国内许多大跨度桥梁均采用陶粒混凝土作为主体材料,综合来看在工程质量和经济效益等方面均取得了良好效果。

2、地下工程

陶粒混凝土良好的抗渗、耐火、耐腐蚀性能,决定了陶粒混凝土可以作为建筑地下工程的主体材料。国外部分发达国家由于该方面的技术较为成熟,因此像隧道、地铁以及地下车库等,均使用陶粒混凝土。近年来,随着陶粒混凝土相关技术的发展,国内地下工程中也逐渐使用陶粒混凝土,除此之外在一些水利工程、地下管道工程中,陶粒混凝土的应用也取得了良好效果。

结语:

陶粒混凝土的广泛应用是我国建筑行业成熟发展的标志之一,我们在关注陶粒混凝土各方面应用优势的同时,也必须要结合建筑实际情况,对其存在的问题有一个全面的认识,并从专业角度出发,采取问题解决措施,确保建筑的质量安全。在未来一段时间内,要进一步深化技术、材料和工艺等方面的研究,为陶粒混凝土应用优势的体现奠定基础。

参考文献

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论文作者:王卫

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第19期

论文发表时间:2017/12/8

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