中国混凝土与水泥制品协会预制混凝土桩分会

页岩陶粒砼应用探索

来源:宜昌汇腾陶粒制品贸易有限公司 陆光全[2016/01/07]

核心提示:页岩陶粒是页岩经过破碎入旋窑焙烧而成的一种轻集料,其烧制过程发生物化反应,高温状态下页岩没有添加任何物质变成了内部具有一定数量大小不等的封闭微孔洞陶粒。故其强度较同堆积密度的制粒型陶粒高,吸水率同比制粒陶粒小,内部微孔结构闭合绝热性能也较制粒型陶粒好,另外页岩陶粒烧制温度为1250℃左右,符合防火A级标准。

  一、页岩陶粒

  页岩陶粒是页岩经过破碎入旋窑焙烧而成的一种轻集料,其烧制过程发生物化反应,高温状态下页岩没有添加任何物质变成了内部具有一定数量大小不等的封闭微孔洞陶粒。故其强度较同堆积密度的制粒型陶粒高,吸水率同比制粒陶粒小,内部微孔结构闭合绝热性能也较制粒型陶粒好,另外页岩陶粒烧制温度为1250℃左右,符合防火A级标准。

  二、页岩陶粒砼配合比设计

  页岩陶粒具有强度高的性能,可以配制符合各种性能要求的陶粒砼,在陶粒砼配合比设计时,除了参照陶粒砼技术规程的相关内容进行配合比设计外,还应注意以下几个方面:

  1、全轻陶粒砼

  粗细集料用页岩陶粒和陶砂配制而成的混凝土称为全轻陶粒砼。在配比设计时,采用相对体积比加经验的试配方法:⑴充分考虑陶粒和陶砂表面的孔洞,一般每立方混凝土的粗细集料用量总松散体积为1.35~1.38m3,砂率选用38%~40%,每m3的胶粉料用量比同强度等级普通砼用量提高40kg/m3左右,经过多年的试验,全轻陶粒砼的最高强度等级不宜大于CL35。一般CL7.5-CL15可选用500级页岩陶粒及陶砂,CL20可选用600级高强页岩陶粒及陶砂,CL25可选用700级高强页岩陶粒及陶砂,CL30~CL35可选800级或900级高强页岩陶粒及陶砂。全轻的陶粒砼充分利用其保温隔热性能用于屋面、楼地面保温层或者大板结构的剪力样板等部件,不宜用于竖向和水平承力构件。

  2、砂轻(半轻)页岩陶粒砼

  一般情况下,半轻砼强度等级设计从CL20开始至CL55都是可行的,粗轻集料和自然砂试配,一般情况下考虑陶粒表面孔洞每立方混凝土粗细集料的总松散体积为1.3m3,砂率一般取38%~42%,随着强度的提高砂率从低往高适当增加,砂由中砂逐步变成粗砂,且要严格按相关标准控制砂的含泥量,胶粉料用量比同强度等级的普通混凝土增加25~35kg/m3,随着强度的提高CL40以上等级的砼还要严格控制每m3砼的用水量。一般情况下强度等级小于LC30可选用600级或700级高强陶粒,CL40~CL45可选用800级或900级高强页岩陶粒,CL50~CL55必须选用900级高强页岩陶粒。

  3、试配注意事项

  ⑴ 强度等级大于CL35的陶粒砼,必须选用高效减水剂,每m3的用水量控制在170kg以内。

  ⑵ CL45 ~CL55的陶粒砼胶粉料强度不宜小于52.5Mpa

  ⑶ 陶粒砼的早期强度增长较快,为保证强度等级实现概率,7天的抗压强度易达到设计值的85%以上。

  ⑷ 砼试块的早期养护潮湿度大于90%。

  ⑸ 同强度等级的陶粒砼弹模比普通砼低于一个强度等级。

  ⑹ 当配制泵送陶粒砼时,每立方米砼掺20万粘度单位的纤维素醚不得大于0.3kg,否则对强度的影响很大。

  4、陶粒砼的特性

  ⑴ 抗震性,在震灾破坏时,同比普通砼陶粒砼的抗震性能好很多。

  ⑵ 防火性,陶粒砼耐高温,且遇火时不发生任何物化反应,外温900度以内强度无变化,1050度后有逐步软化的现象,阻燃。

  ⑶ 吸声性,陶粒砼有良好的吸声性能。

  ⑷ 是一种很好的绝热材料,在建筑工程中可以实现建筑节能的目标。

  ⑸ 陶粒砼抗渗性能很好,不掺任何抗渗剂,抗渗性标号可达S12,大体积地下工程可广泛使用。

  ⑹ 最大的特点是高强轻质,在装配式建筑中结合其隔热性能,可得收到广泛的应用,实现节材节能的目标。

  三、陶粒砼的应用方向

  1、全轻陶粒砼在制品和楼地面、屋面保温中的应用

  A、超轻陶粒砼CL7.5~CL10可用于制作砌块墙板等墙体材料、人造浮岛的轻质砼浮床等制品。

  B、CL10~CL15充分利用全轻陶粒砼的强度与保温隔热性能,在广大的黄河以南地区可以大量用于楼地面、屋面的保温隔热层,具有天然的耐火和保温特性。

  C、艺术石及工艺制品可以用于人造艺术石的原料,制作成各种形状和调配成各种颜色,在高档建筑中广泛应用充分发挥美学和保温效果,其它制品如公园里的凳、板桥、高速公路旁的艺术型声障板等都是充分利用其有一定强度又轻质吸声的性能。

  D、耐火材料的浇注料充分利用其耐火及保温性能,可以用作窑炉温度低于1000℃的耐火材料的集料。

  2、高强页岩陶粒砼

  A、利用其轻质高强和导热系数小的特别,可以在超高层建筑结构上大力推广应用,除了节约结构用材外,还能解决冷热桥以及楼盖结构的保温问题。

  B、在装配式建筑中广泛应用,一是在二次浇筑的整体楼盖结构上,解决楼层的保温问题,二是外墙剪力墙板及楼梯板等自重大的构件,可用陶粒砼制作解决单一部件不超过七吨的问题。

  C、用于桥梁结构的桥面梁板,减轻结构自重,大量节约钢材及提高承载能力。

  D、沥青陶粒砼,经过中国交科院的试验检测,沥青陶粒砼的容重比普通沥青砼的容重低600kg/m3,磨光值和磨耗值比中等质量的玄武岩还好,达到热阻式低级吸热路面的标准要求。

  在钢桥梁板上用作铺装面层,除节约钢材,大大减小了温度对钢梁的影响外,还可以大大减小城市热岛效应,沥青陶粒砼比普通沥青砼在道路上还可降噪5~8db,因此在城市道路中应用具有独特的优势和广阔的前景。

  四、页岩陶粒砼施工注意事项

  1、陶粒预湿必须提前24小时以上,且必须湿水均匀,表面处于冷干状态,并多点取样检测吸水后的实际堆积密度及时调整配比,确保砼配合比的均衡性。

  2、每批次的陶粒堆积密度相差不得大于40kg/m3,砼强度等级越高,这个数据越要认真控制,每批砼都要据实微调配合比。

  3、每批陶粒的筒压强度都必须符合规范要求。

  4、在满足施工性能的情况下,尽量的减少用水量。

  5、尽量不要过振,振点间距和振动时间以砼达到密实又没有陶粒

  富集现象为准,振深以棒头插入下一界面下50~70mm为宜。

  6、结冰天气尽量不要施工陶粒砼。

  7、其它材料也要符合相应规范的要求。

  本文没有严格按轻集料技术规程写些学术性的文章,只是笔者把生产应用实践的结果做了一个简单的综述,拜请各位朋友斧正。

(责任编辑:陈宗勤)

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