安徽省淮南市寿县水务局 安徽淮南 232200
摘要：通过引气剂掺量的单因素试验，测定了大掺量粉煤灰陶粒轻骨料混凝土不同龄期下的抗压强度和表观密度。结果表明：随引气剂掺量的增大，轻骨料混凝土表观密度逐渐减小、抗压强度先增大后减小；随龄期的增加，材料抗压强度逐渐增大、表观密度逐渐减小。一定掺量范围内，引气剂可以提高轻骨料混凝土的抗压强度；引气剂掺量不大于0.25%时，材料抗压强度不降低，反而有所提高。
关键词：引气剂；轻骨料混凝土；抗压强度；表观密度
0.引言
陶粒混凝土因具有重量轻、保温性能好、抗渗性、抗震性能好等优点，成为取代粘土砖的有效建筑墙体材料之一。但陶粒轻骨料混凝土的抗冻性能较差，而在其中掺加引气剂是改善其抗冻性能的有效措施之一。国内学者在掺加引气剂对混凝土性能影响方面，开展了大量的研究，取得了丰硕的成果。文献[1~3]为配制高性能轻集料混凝土，研究了优质引气剂对大流动性轻集料混凝土的工作性及力学性能的影响规律。结果表明：引气剂对大流动性轻集料混凝土的坍落度的影响不大，对黏度影响较大；一定范围内，引气对轻集料混凝土的力学性能有益；掺入优质粉煤灰并适量引气(含气量为3％～5％)，可明显提高轻集料混凝土的工作性能。文献[4]通过对市场上常用引气剂的对比试验，发现引气剂质量对混凝土含气量稳定性、坍落度损失、抗压强度损失、抗冻性能、抗折性能有较大影响。文献[5]阐述了我国目前在工程中常用的混凝土引气剂的类型，分析了混凝土引气剂的抗冻机理，通过实验研究引气剂对混凝土抗冻性能的影响，为混凝土配合比设计及混凝土耐久性研究提供应用经验。文献[6]研究了含气量对标准养护及低温（３℃）养护下混凝土强度及抗冻耐久性的影响。文献[7]研究了引气剂与凹凸棒土双掺对混凝土土触变性能的影响。结果表明引气剂与凹凸棒土双掺的效果，明显优于单掺引气剂的混凝土。
本文以建筑节能为目的，以大掺量粉煤灰陶粒轻骨料混凝土为基准配合比，设计引气剂掺量单因素试验，探索不同引气剂掺量对大掺量粉煤灰陶粒轻骨料混凝土性能的影响，探索引气剂的合理用量范围，为研究陶粒混凝土多孔砖、陶粒混凝土砌块、轻骨料板材等墙体材料提供参考和理论支撑。
1.试验概况
1.1原材料
试验用原材料为市售P.C 32.5#复合硅酸盐水泥；I级粉煤灰；页岩陶粒（粒径5mm-10mm）；页岩陶砂（粒径0.16mm-5mm）；水：普通饮用自来水；引气剂: CS 引气剂，主要技术性能指标见表1。
表1引气剂主要技术性能指标
1.2试验设计
本研究以大掺量粉煤灰陶粒混凝土为基准配合比，编号为1组，基准配合比见表2所示，2-4组为分别掺加0.05%、0.25%和0.5%CS 引气剂的配合比组，主要测试轻骨料混凝土材料7d、28d、90d三个龄期的抗压强度和表观密度。试验参照JGJ 51-2002 《轻骨料混凝土技术规程》[8]进行。
表2试验基准配合比
注：水胶比=水/（水泥+粉煤灰），砂率=陶砂/（陶砂+陶粒）
2试验结果与分析
2.1试验结果
本次试验轻骨料混凝土不同龄期的抗压强度和表观密度测试结果见表3所示。
表3 试验结果数据表
2.2 试验结果分析
2.2.1 引气剂掺量对砂浆抗压强度的影响
通过图1中的(a)图，可以发现，对7d、28d、90d三个不同的龄期，轻骨料混凝土抗压强度随引气剂掺量的增大表现出相似的变化趋势，均呈现为先增大后减小的趋势，3个龄期抗压强度峰值均出现在第1小组，即引气剂掺量为0.05%时，此时的抗压强度对应7d、28d、90d三个龄期分别比对比小组提高了41.87%、17.73和35.97%，第3小组3个不同龄期的抗压强度也均大于对比组，只有第4小组的抗压强度低于对比组，且降低幅度不是很明显；由图1中（b）图可以发现，随龄期的延长，4组不同引气剂掺量的混凝土试件的抗压强度，整体表现出一致的变化规律，试件抗压强度均随龄期的延长而逐渐增加，且增幅明显，由（b）图曲线斜率可以看出，7d-28d时间段比28d-90d时间段强度提高更明显。由曲线变化趋势可以看出，90d龄期之后，材料的抗压强度仍有继续增长的趋势，且增幅比较显著，其中第2小组表现比较突出。综上所述，相同龄期下，混凝土抗压强度随引气剂掺量的增大先增加后减小；相同引气剂掺量下，混凝土抗压强度随龄期的增加而逐渐增大；一定范围内，掺加引气剂可以提高轻骨料混凝土的抗压强度，与文献[2-3]结论相似。
(b) 同掺量不同龄期抗压强度
图1 引气剂掺量与混凝土抗压强度关系图
2.2.2 引气剂掺量对材料表观的影响
(b) 同掺量不同龄期抗压强度
图2 引气剂掺量与混凝土表观密度关系图
通过图2中的(a)图，可以发现，随引气剂掺量的增大，对7d、28d和90d三个龄期而言，表观密度表现出非常相一致的变化规律，即表观密度随引气剂掺量的增加而逐渐减小，说明随引气剂掺量的逐渐增大，在混凝
土内产生的空隙越多，混凝土密实度逐渐减小，图（a）、（b）均说明，28d龄期后，材料表观密度趋于稳定。由图2中（b）图可以发现，4组不同引气剂掺量的混凝土试件，随龄期的延长，表观密度均逐渐减小，且曲线斜率也完全一致。符合随混凝土龄期的延长，水化作用逐渐完成，水分逐渐蒸发消耗，试件质量趋于稳定的过程。综上所述，相同龄期下，混凝土表观密度随引气剂掺量的增大逐渐减小；相同引气剂掺量下，混凝土表观密度随龄期的增加而逐渐减小；掺加引气剂可以进一步降低轻骨料混凝土的表观密度。
3.结论
（1）相同引气剂掺量下，随龄期的不断增加，混凝土抗压强度逐渐增大、表观密度逐渐减小。
（2）随引气剂掺量的增加，混凝土7d、28d、90d龄期的抗压强度均呈现先增大后减小的趋势；随引气剂掺量的增加，混凝土7d、28d、90d龄期的表观密度均逐渐减小。
（3）一定范围内，掺加引气剂可以提高轻骨料混凝土的抗压强度；考虑经济性因素，建议引气剂掺量在0.25%左右比较合理。
（4）大掺量粉煤灰轻骨料混凝土28d龄期后，抗压强度随龄期的增长而提高的幅度仍然很显著。
参考文献：
[1] 郑秀华，张宝生，袁杰等.引气剂与粉煤灰对大流动性轻集料混凝土性能的影响[J].混凝土，2005，（04）：88-92
[2]郑秀华，张宝生.引气轻集料混凝土工作性和力学性能的研究[J].材料科学与工艺，2005，13（02）：146-149
[3] 郑秀华，袁杰，葛勇等.引气剂对页岩陶粒混凝土工作性和强度的影响[J]. 第七届全国轻骨料及轻骨料混凝土学术讨论，2004会砖瓦，2006，（9）：53-54
[4] 张春林，李彦昌，杨荣俊.引气剂质量对混凝土性能的影响[J].市政技术，2004，22(1)：53-54，63
[5] 孙俊峰.浅淡引气剂在抗冻混凝土中的应用[J].水利技术监督，2017，（02），59-60，67
[6] 张凯，王起才，王庆石等.引气剂对混凝土性能的研究[J].公路工程，2015，40（6）：21-23，50
[7] 刘竞.引气剂与凹凸棒土对新拌混凝土触变性能的影响研究[J].混凝土与水泥制品，2016，（4）：5-9
[8] JGJ 51-2002 《轻骨料混凝土技术规程》［S］.北京:中国建筑工业出版社，2002
论文作者:王先锋
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/25
标签：混凝土论文; 抗压强度论文; 骨料论文; 表观论文; 陶粒论文; 密度论文; 性能论文; 《基层建设》2018年第35期论文;