轻质保温陶粒混凝土的热力学性能研究(附件)
陶粒混凝土是一种具有较好的经济性、环保性等优点等的轻质保温的隔热材料。它的耐热、防火性能较普通混凝土的好，但弹性模量则较低。以陶粒为粗骨料，以普通砂或陶砂为细骨料的轻骨料混凝土称为陶粒混凝土。本文主要利用陶粒和普通硅酸盐水泥这两种材料来混合制作轻质保温陶粒混凝土。通过控制陶粒、水泥、砂子等可变量来设计不同的配合比，再通过试验和比较来得出最优的配合比。通过试验的对比，得出最优的配合比是PGT-7这一组的配合比（配合比为水泥550g，水灰比0.25，陶粒600g，砂600g，瓜子片100g，减水剂3.0%，分散剂1‰）。这组在抗压强度和抗折强度上都有较好的成绩，在保温的性能上也比其它几组好一点。综合比较下来，这组是这么多当中最优的一组。陶粒混凝土无论在组成、结构还是性能方面，与普通混凝土相比，都有很大的不同，还需要进行大量的试验研究和理论分析。但陶粒混凝土由于其独特的优点，使人们对它的研究逐渐增多，应用日渐广泛，必将有更加广阔的发展前景。关键词 轻质，保温，陶粒混凝土，热力学性能
目 录
1 引言 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 本课题的研究目的和意义 7
1.3陶粒混凝土强度形成理论 8
1.4 本论文的主要工作 10
2 实验仪器和原材料 11
2.1 实验仪器 11
2.2 原材料 17
2.3 小结 24
3 轻质保温陶粒混凝土的试验流程 24
3.1 试块及试件的制作 24
3.2 试块的成型与养护 26
3.4 小结 30
4 实验结果与分析 30
4.1 试验数据 30
4.2 小结 32
结 论 34
致 谢 35
参考文献 36
1 引言
1.1 课题研究背景
轻质保温陶粒混凝土主要是由陶粒和普通硅酸盐水泥再加其他的粗细骨料混合制成的混凝土，是一种廉价的、自重轻的还能保温的混凝土。
我国在轻骨料混凝土的研究和应用上已经有长达50年的历程了。但由于技术、经济等限制，一直没有取得预期的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
应用效果。最近几年，国民经济的不断增长，带动了建筑行业的迅速发展，尤其突出在高层、超高层、海工以及大跨度的建筑建设中，还提出了建筑节能的概念，轻骨料砼以及它的轻质、高强、优秀的耐久性、较好的抗震性、保温性等优点，获取了前所未有的发展前途。
但纵观轻骨料混凝土的应用和发展，其主要用途限于砌块、内隔墙板等利用其保温性能的非承重结构。同时，由于工程人员对轻骨料混凝土的系统认识不够，导致轻骨料混凝土在承重结构中的应用受到阻碍。因此只有研制出适用的结构轻骨料混凝土，并对其进行深入系统的力学研究，首先从理论和试验上证明具有可行性，让广大工程人员从意识,上改变对轻骨料混凝土的看法，才能抓住现在发展的大好机遇。
研究结构轻骨料混凝土的力学性能可以借鉴普通混凝土的方法，但由于其独有的结构，又不能完全照搬普通混凝土的理论成果。同时，轻骨料种类繁多，不同骨料的轻骨料混凝土在力学性能上也可能有不同的结论。因此全国各地一些科研部门都在利用本地区的材料进行轻骨料混凝土研究。陶粒作为轻骨料的主要品种，也因产地和类型的不同而性能各异。
陶粒在长沙地区有丰富的资源，因此对陶粒混凝土力学性能的研究和发展陶粒混凝土不仅符合未来发展的趋势，而且具有就地取材的优势，同时也为轻骨料混凝土系统理论的发展和应用提供依据。
1.1.2陶粒混凝土的特点
陶粒混凝土的组成除用陶粒代替普通混凝土的天然岩石集料外，其余材料组成与普通混凝土基本相同。陶粒的强度一般来讲远远低于石子，之所以仍能配制成高强度的混凝土，主要是因为:?
陶粒颗粒圆整，混凝土拌合物成型后水泥砂浆能均匀地包裹在陶粒的周围，一旦混凝土受力，陶粒在混凝土中处于各项应力状态，受力比较均匀，应力局部集中的情况较少。相应地提高了颗粒的极限强度。
由于陶粒混凝土能够较多地吸收水泥砂浆中的水分，具有真空作用，从而提高了水泥砂浆与陶粒之间的粘结强度，增了水泥砂浆在混凝土中的骨架作用，有利于混凝土强度的提高。
圆形颗粒在振动成型时，颗粒与颗粒间的摩擦力较小，在混凝土中容易紧密而均匀地排列，提高混凝土的密实度，从而也提高了混凝土的强度，用于桥梁及高层、大跨度结构或旧桥的维修加固工程会产生更大的经济效益。
1.1.3砂和骨料的影响
陶粒混凝土中陶粒所占的体积较大，所以为了配制较低容重的陶粒混凝土应尽可能选择较低容重的陶粒。但同时容重较低的陶粒其强度也大多较低，通过试验表明，不宜选择密度等级太小的陶粒，否则其自身强度过低，混凝土的设计强度很难达到；反之陶粒密度增加的同时带来骨料强度的提高，在一定范围内可增加混凝土强度，超过范围却增加缓慢。
在陶粒混凝土中，采用较大粒径的陶粒颗粒时会使混凝土的强度降低。通过试验表明。陶粒最大粒径应限制在25mm以下，考虑到工程设计强度等级及配筋间距，选择最大粒径16mm的粘土陶粒最为适宜。
1.1.4砂浆的影响
陶粒混凝土的强度等级主要与水泥砂浆和陶粒的强度有关。砂浆强度对混凝土强度有较大的贡献，一方面，混凝土的强度主要取决于水泥砂浆所形成的拱架作用；另一方面，由于陶粒吸收水泥砂浆浆中的水分，会提高水泥砂浆与陶粒之间的粘结强度，所以，提高砂浆强度对提高混凝土强度有明显的作用。
与普通混凝土类似，陶粒混凝土随着水灰比的增大，强度值逐渐降低。当水灰比保持不变，水泥用量过高时，虽然和易性改善，但对混凝土的强度影响并不大却使混凝土的容重增大，水化热高，收缩大，而且在经济上也不适宜。实验证明，水泥对强度的贡献是有限的，当水泥用量达到一定值时，对强度影响不明显，混凝土性能的改善也并不明显。
1.1.5陶粒的现状及其介绍
陶粒，顾名思义，就是陶质的颗粒。陶粒的外观特征大部分呈圆形或椭圆形球体，但也有一些仿碎石陶粒不是圆形或椭圆形球体，而呈不规则碎石状。
陶粒形状因工艺不同而各异。它的表面是一层坚硬的外壳，这层外壳呈陶质或釉质，具有隔水保气作用，并且赋予陶粒较高的强度。
因为生产陶粒的原料很多，陶粒的品种也很多，因而颜色也就很多。焙烧陶粒的颜色大多为暗红色、赭红色，也有一些特殊品种为灰黄色、灰黑色、灰白色、青灰色等。免烧陶粒因所用固体废弃物不同，颜色各异，一般为灰黑色，表面没有光泽度，不如焙烧陶粒光滑。
陶粒的粒径一般为5～20㎜最大的粒径为25㎜。陶粒焙烧陶粒光滑中的碎石和卵石。
轻质性是陶粒许多优良性能中最重要的一点，也是它能够取代重质砂石的主要原因。陶粒的内部结构特征呈细密蜂窝状微孔。这些微孔都是封闭型的，而不是连通型的。它是由于气体被包裹进壳内而形成的，这是陶粒质轻的主要原因。
目 录
1 引言 1
1.1 课题研究背景 1
1.2 本课题的研究目的和意义 7
1.3陶粒混凝土强度形成理论 8
1.4 本论文的主要工作 10
2 实验仪器和原材料 11
2.1 实验仪器 11
2.2 原材料 17
2.3 小结 24
3 轻质保温陶粒混凝土的试验流程 24
3.1 试块及试件的制作 24
3.2 试块的成型与养护 26
3.4 小结 30
4 实验结果与分析 30
4.1 试验数据 30
4.2 小结 32
结 论 34
致 谢 35
参考文献 36
1 引言
1.1 课题研究背景
轻质保温陶粒混凝土主要是由陶粒和普通硅酸盐水泥再加其他的粗细骨料混合制成的混凝土，是一种廉价的、自重轻的还能保温的混凝土。
我国在轻骨料混凝土的研究和应用上已经有长达50年的历程了。但由于技术、经济等限制，一直没有取得预期的 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
应用效果。最近几年，国民经济的不断增长，带动了建筑行业的迅速发展，尤其突出在高层、超高层、海工以及大跨度的建筑建设中，还提出了建筑节能的概念，轻骨料砼以及它的轻质、高强、优秀的耐久性、较好的抗震性、保温性等优点，获取了前所未有的发展前途。
但纵观轻骨料混凝土的应用和发展，其主要用途限于砌块、内隔墙板等利用其保温性能的非承重结构。同时，由于工程人员对轻骨料混凝土的系统认识不够，导致轻骨料混凝土在承重结构中的应用受到阻碍。因此只有研制出适用的结构轻骨料混凝土，并对其进行深入系统的力学研究，首先从理论和试验上证明具有可行性，让广大工程人员从意识,上改变对轻骨料混凝土的看法，才能抓住现在发展的大好机遇。
研究结构轻骨料混凝土的力学性能可以借鉴普通混凝土的方法，但由于其独有的结构，又不能完全照搬普通混凝土的理论成果。同时，轻骨料种类繁多，不同骨料的轻骨料混凝土在力学性能上也可能有不同的结论。因此全国各地一些科研部门都在利用本地区的材料进行轻骨料混凝土研究。陶粒作为轻骨料的主要品种，也因产地和类型的不同而性能各异。
陶粒在长沙地区有丰富的资源，因此对陶粒混凝土力学性能的研究和发展陶粒混凝土不仅符合未来发展的趋势，而且具有就地取材的优势，同时也为轻骨料混凝土系统理论的发展和应用提供依据。
1.1.2陶粒混凝土的特点
陶粒混凝土的组成除用陶粒代替普通混凝土的天然岩石集料外，其余材料组成与普通混凝土基本相同。陶粒的强度一般来讲远远低于石子，之所以仍能配制成高强度的混凝土，主要是因为:?
陶粒颗粒圆整，混凝土拌合物成型后水泥砂浆能均匀地包裹在陶粒的周围，一旦混凝土受力，陶粒在混凝土中处于各项应力状态，受力比较均匀，应力局部集中的情况较少。相应地提高了颗粒的极限强度。
由于陶粒混凝土能够较多地吸收水泥砂浆中的水分，具有真空作用，从而提高了水泥砂浆与陶粒之间的粘结强度，增了水泥砂浆在混凝土中的骨架作用，有利于混凝土强度的提高。
圆形颗粒在振动成型时，颗粒与颗粒间的摩擦力较小，在混凝土中容易紧密而均匀地排列，提高混凝土的密实度，从而也提高了混凝土的强度，用于桥梁及高层、大跨度结构或旧桥的维修加固工程会产生更大的经济效益。
1.1.3砂和骨料的影响
陶粒混凝土中陶粒所占的体积较大，所以为了配制较低容重的陶粒混凝土应尽可能选择较低容重的陶粒。但同时容重较低的陶粒其强度也大多较低，通过试验表明，不宜选择密度等级太小的陶粒，否则其自身强度过低，混凝土的设计强度很难达到；反之陶粒密度增加的同时带来骨料强度的提高，在一定范围内可增加混凝土强度，超过范围却增加缓慢。
在陶粒混凝土中，采用较大粒径的陶粒颗粒时会使混凝土的强度降低。通过试验表明。陶粒最大粒径应限制在25mm以下，考虑到工程设计强度等级及配筋间距，选择最大粒径16mm的粘土陶粒最为适宜。
1.1.4砂浆的影响
陶粒混凝土的强度等级主要与水泥砂浆和陶粒的强度有关。砂浆强度对混凝土强度有较大的贡献，一方面，混凝土的强度主要取决于水泥砂浆所形成的拱架作用；另一方面，由于陶粒吸收水泥砂浆浆中的水分，会提高水泥砂浆与陶粒之间的粘结强度，所以，提高砂浆强度对提高混凝土强度有明显的作用。
与普通混凝土类似，陶粒混凝土随着水灰比的增大，强度值逐渐降低。当水灰比保持不变，水泥用量过高时，虽然和易性改善，但对混凝土的强度影响并不大却使混凝土的容重增大，水化热高，收缩大，而且在经济上也不适宜。实验证明，水泥对强度的贡献是有限的，当水泥用量达到一定值时，对强度影响不明显，混凝土性能的改善也并不明显。
1.1.5陶粒的现状及其介绍
陶粒，顾名思义，就是陶质的颗粒。陶粒的外观特征大部分呈圆形或椭圆形球体，但也有一些仿碎石陶粒不是圆形或椭圆形球体，而呈不规则碎石状。
陶粒形状因工艺不同而各异。它的表面是一层坚硬的外壳，这层外壳呈陶质或釉质，具有隔水保气作用，并且赋予陶粒较高的强度。
因为生产陶粒的原料很多，陶粒的品种也很多，因而颜色也就很多。焙烧陶粒的颜色大多为暗红色、赭红色，也有一些特殊品种为灰黄色、灰黑色、灰白色、青灰色等。免烧陶粒因所用固体废弃物不同，颜色各异，一般为灰黑色，表面没有光泽度，不如焙烧陶粒光滑。
陶粒的粒径一般为5～20㎜最大的粒径为25㎜。陶粒焙烧陶粒光滑中的碎石和卵石。
轻质性是陶粒许多优良性能中最重要的一点，也是它能够取代重质砂石的主要原因。陶粒的内部结构特征呈细密蜂窝状微孔。这些微孔都是封闭型的，而不是连通型的。它是由于气体被包裹进壳内而形成的，这是陶粒质轻的主要原因。
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