高强复合陶粒的制备及轻骨料混凝土氯离子渗透性能的研究

刘冬学

[摘要]高强复合陶粒的制备是以低等级粉煤灰和废玻璃作为主要原料，同时结合粘结剂、造孔剂等外加剂烧制而成。通过对原材料、外加剂以及烧制参数的研究，分析其对轻骨料混凝土氯离子渗透性能的影响，为提高高强复合陶粒制备质量提供理论参考。

[关键词]复合陶粒；混凝土氯离子

文章编号：2095-4085（2015）12-0022-02

1 高强复合陶粒

1.1确定原材料配比

通过大量的对黏土与页岩原料膨胀性能的实验研究，确定了陶粒原料化学成分的范围。二氧化硅53%～79%，氧化铝10%～25%，熔剂3%～26%。

1.2确定烧制参数

烧制参数的内容主要包括预热温度、预热时间、焙烧温度、焙烧时间…。综合多次研究以及相关文献、资料，本次制备的预热温度控制在600℃，时间为20分钟。焙烧温度与时间是决定陶粒性能的关键因素之一。

1.3确定工艺流程

本次制备的是高强复合陶粒，作为一种微胀高强陶粒，在工艺方法方面需要严格控制，主要的工艺流程包括原材料的处理、生料的配制、生料球的制备、烧制、冷却。

1.4具体制备过程

通过一个基础试验得到粉煤灰与废玻璃的最佳配比。这个阶段需要进行大量的试烧试验确定在不同的配比情况下陶粒的烧成温度，最后得到粉煤灰和废玻璃的配合比控制在7：3。采用正交试验确定外加剂的最佳掺量以及焙烧制度。

2 轻骨料混凝土

一般情况下，混凝土的渗透性能越差，陶粒混凝土的耐久性越差‘纠。由于陶粒与普通碎石在技术指标上的不同，因此陶粒混凝土的渗透性能也与普通混凝土不同。在进行陶粒混凝土渗透性能的研究中，首先需要进行陶粒混凝土渗透性试验，主要完成混凝土的配制、RCM法氯离子渗透试验、ASTMC1202快速氯离子渗透试验几个步骤。在混凝土配制的过程中，配制抗压强度为LC40的高强复合陶粒混凝土、页岩陶粒混凝土一起C40普通混凝土，使用绝对体积法确定陶粒混凝土的配合比。在通过试验发现，三个试验对象都达到了相应的要求。从预湿程度、掺和料的掺入量分析对高强复合陶粒渗透性的影响。利用RCM法氯离子渗透试验是定量评价混凝土抗氯离子渗透性能的方式，能够评价混凝土耐久性设计以及结构质量。利用RCM-DH型氯离子扩散系数测定仪进行试验，使用游标卡尺测定标准试件的直径与高度，做好记录，将试件放置在超声波清洗剂中进行15分钟的清洗，确保表面无污垢。完成清洗之后将其安装在夹具上，保证其密封性后放置在电解槽中，注入正负极溶液，完成溶液的注入后，将主机与夹具连接，打开电源开始电迁移。完成电迁移后，将试件取出劈开，在劈开截面均匀的喷洒0.1mol/L的AgN0₃溶液，直到整个溶液面饱满。可以发现试件的劈开截面出现白色沉淀，沉淀的深度代表渗透深度。通过公式计算得到强度等级为LC40的高强复合陶粒混凝土的氯离子渗透系数为5.28×10^-12m²/s，页岩陶粒混凝土的氯离子渗透系数为9.24×10^-12m²/s。强度等级为C40的普通混凝土的氯离子渗透系数为11.3×^-12m²/s。

另外一种能够表征混凝土氯离子渗透性能的方法即ASTM C1202快速氯离子渗透试验，也就是电通量法。这个试验在进行之前需要使用全自动真空饱盐饱水机将试件进行真空饱盐饱水。完成饱盐饱水试验之后，将表面水分擦干，将试件安装在试验槽内并用螺栓杆顶紧。在试件和垫圈的交界处涂抹玻璃胶，完成试件安装之后，在试验槽内注入氯化钠和氢氧化钠溶液，接通电源记录电流时间5分钟。

3 结语

本次研究主要围绕高强复合陶粒的制备以及研究轻骨料混凝土的氯离子渗透性展开，针对影响高强复合陶粒性能的因素需要严格控制，在以水玻璃作为年解气，工业碳酸钙作为起泡剂的基础上使用正交试验得到了制备高强复合陶粒的工艺条件。本次研究中关于渗透性的研究知识评价混凝土耐久性的一个指标，还需要开展对轻骨料混凝土抗冻性等方面的研究以及在受力状态下轻骨料混凝土的耐久性研究，完善相关方面的理论基础。