高性能轻集料混凝土的研究

本文结合了国内外的研究成果,研究了集料形状,孔结构、吸水率,筒压强度以及混凝土的性能,在实验的基础上总结了高强轻混凝土的基本理论。

6 8 1 5吸水率 .

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与一般集料相比，轻集料由于多孔的本质，会吸收大量的水，这种吸水很快，随时间很快会降低。吸水但率和总的吸水量主要依赖于孔的结构和表面状态。有密实外壳的通常比没有的要吸水少。在实验的 4种集 料中发现：表面光滑的全颗粒吸水较少，剖成两半后。但吸水率增加了将近 4% . 0而全颗粒吸水较大的粉煤

灰陶粒变化不大， 1%。与在纯水中相比，约 O在新制水泥浆体混凝土混合物中.它们的粘度和容重会影响吸水。实验表明：灰比太于 0 6的水泥浆体在最初 3水 o分钟内，集料吸水几乎与在纯水中相同。… 1 6强度特征 .

轻集料的强度与来源和种类有关，常隙率越高，通 L容重越低 .强度也越低。大的、不规则形状的 L 隙可能使集料不牢固，降低集料强度。这样的集料不适台配制高强轻混凝土。一些轻集料象膨胀粘土、页岩有一个密实的外壳，会使集料强度提高大约 1%。 O

当然，在集料容重和集料强度之间、以及在集料强度和混凝土强度并没有一个确切的关系。

2轻集料混凝土的微观结构 1

我们可以将混凝土认为是粗、细集料包埋在水泥浆中的两相混合物。而我们知道复合材料的性能由组成材料的性能和它们阃的相互作用。轻混凝土与普通混凝土的差别在于组成的集料和集料与水泥浆之间的 界面区不同。由于集料的性能由生产厂家确定了，目前大多通过改变砂浆强度和它们界面区的性能来提高混凝土的性能。国外资料报道：轻集料混凝土在恶劣的水下环境也可以使用 7而仍可很好使用，年具有良好的耐久性。原因之一在于轻集料和水泥浆之问有很强的结合力。 在其扫描电镜微观图中已不

能分辨集料和砂浆间的界面区。据俄国学者报道：他们观察到了轻集料和水泥石问新的化学结构。通过微硬测试表明：界面区的强度比界面区外层的水泥石强度要高。 F gr n运用电子显微镜分析了轻集料和水泥石间的界面区。他认为：能是由于过滤效应， aeud l可这种效应使集料吸水，集料周围产生一个相对而言不可渗透的壳，这个壳会减少水的进一步浸入，在界面产生一种增强效应。]【 3 下列的因素有利于改善界面区的性能

() 1集料的多 . L它为集料和水泥浆之问在没有游离水在集料表面的情况下达到湿度平衡和水泥浆渗进集料表面的开提供了机会。] L[这些都有利于集料和水泥浆间形成较强的化学键。( ) 2集料吸水 .它使水泥浆的内部固化时间延长。( ) 3轻集料和水泥浆问的火山灰反应。 近来有学者用扫描电子显微镜研究了几种高强轻骨料和水泥浆体之间的界面区的微结构。结果表明： 对有一密实外壳层的高强轻集料混凝土来说，料和水泥浆体间的界面区的本质与普通混凝土相同，集在这个区域，有一多孔的自然形成的 C ( H)层的界面区。外壳层多、 aO 2 L不牢固的轻集料比没有密实外壳层的轻集料界面区更加均质化。还有，在这种情况下，由于集料和水泥石问的相互机械相互作用，使键变得更强。 对有密实外壳层的集料而言 .加入硅灰降低了孔隙和界面区的厚度，但在一些区域，集料颗粒附近的 C a

( H)的富集仍然可见当然通过降低水灰比来增强轻集料和水泥石间的界面区强度也是明显的。据资料： O 2 集料的表面湿度是兰制界面区微观结构的最重要的因素，它比集料总含湿量更重要。通过实验发现：没掺硅 灰时 .集料和水泥石问的薄界面区与其测得的力学强度是一致的；参硅灰时，8天强时， 2混凝土的裂缝明显的穿过集料颗粒。而未掺硅灰的混凝土 .裂缝只部分穿过集料，而部分出现在集料周围。 也有研究人员用测定水泥石和磨碎集料混凝土里的 C ( H)的含量来研究火山灰反应 J观察到了火 aO 2 . 山灰的反应程度 .不显著。一些理论认为：但这种不明显的火山灰反应可能是由于在生产中矿物的再结晶的影响造成的。

也有人用扫描电镜研究了在载荷下轻集料混凝土的裂纹发展。】【他们发现： 破裂首先出现在硬的易碎

的水泥石中，

然后在集料中传播开来。在低载荷下，一些裂缝到达集料时发生了偏转。停在那里。然后