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泡沫轻质土耐久性试验研究,泡沫轻质土技术规范

作者:admin 浏览量:42 来源:四川兴翰 时间:2024-06-22 10:11:57

信息摘要:

泡沫轻质土是用物理或化学方法将水泥、水、发泡剂及其他材料(粉煤灰、矿粉)等按照一定比例混合而成的


      泡沫轻质土是用物理或化学方法将水泥、水、发泡剂及其他材料(粉煤灰、矿粉)等按照一定比例混合而成的流态建筑材料,具有轻质、强度可调等特点,可根据工程需求调控密度,通过改变发泡剂、水泥类型及掺入掺合料等优化其性能,以满足不同环境下的性能要求 。

      目前关于泡沫轻质土耐久性的研究较少,但现有研究表明泡沫轻质土的耐久性受水胶比、集料和胶凝材料比例等的影响,可通过调整配合比,设计得到耐久性良好的泡沫轻质土 。因此,文章考虑干湿循环作用、硫酸盐侵蚀作用、冻融循环作用等,研究了泡沫轻质土的耐久性,研究结果可为工程应用提供参考。

1 泡沫轻质土耐久性试验原材料及配合比。

全轻混凝土

1.1 原材料

此试验采用 P·O42.5 普通成都发泡混凝土硅酸盐水泥、Ⅱ级粉煤灰和 S95 矿粉作为固体材料,此外使用发泡剂和水。文章使用合成发泡剂,以水和发泡剂的体积比为 1 ∶ 40稀释,配得溶液后,采用机械发泡方式,最终得到气泡群的密度控制值为 48 ~ 52 kg/m3

,标准气泡柱静置1 h 的沉降距不大于 5 mm,标准气泡柱静置 1 h 的泌水量不大于 25 mL。

1.2 配合比

      设计水胶比 0.55、0.57、0.59、0.61 四种,粉煤灰、矿粉为混掺,掺配比例为 6 ∶ 4,水泥∶粉煤灰 + 矿粉为 1 ∶ 1.5,具体配合比如表 1 所示。

2 泡沫轻质土耐久性试验结果与讨论

2.1 未损伤状态下基本性能

采用表 1 中的配合比,对不同水成都发泡混凝土胶比条件下泡沫轻质土的流值、湿密度、7 d 和 28 d 抗压强度进行了测试,试验结果如表 2 所示。

      由表 2 可知,随着水胶比的增大,泡沫轻质土的流值呈现增大的趋势,水胶比由 0.55 增大到 0.57 的过程中流值变化较大,由 175 mm 增大到了 189 mm,此后增幅减小,水胶比由 0.57 增大到 0.61,流值增大了14 mm。水胶比在 0.55 ~ 0.61 范围内变化时,对材料的湿密度会产生一定的影响,但没有明显的规律,湿密度均大于 650 kg/m3

,满足施工的要求。随着水胶比的增大,泡沫轻质土的抗压强度呈现降低的趋势,水胶比为 0.55、0.57、0.59、0.61 时,成都发泡混凝土28 d 抗压强度分别为 1.76 MPa,1.68 MPa,1.52 MPa,1.45 MPa,7 d 抗压强度接近 28 d 抗压强度的 60%。从抗压强度结果来看水胶比 0.55 ~ 0.57 均能满足工程需求,但 0.59 水胶比时的富裕度较小,因此综合考虑采用 0.57 水胶比合适,既能保证泡沫轻质土的强度满足要求,也能保证其流动性 。

2.2 水稳定性

干湿循环 5 次后泡沫轻质土的水稳定性试验结果 如图 1 所示。由图 1 可知,随着水胶比的增大,水稳定系数呈现减小的趋势,水胶比由 0.55 增大到 0.57 的过程中,水稳定系数降幅较大,0.57 ~ 0.61 范围内水稳定系数变化成都发泡混凝土不大。整体上来说,泡沫轻质土的抗水耐久性良好 。

      选取 F57 配合比,即水胶比为 0.57 的泡沫轻质土,开展不同循环次数下干湿循环试验,分别研究淡水和质量分数 10% 硫酸钠干湿循环作用下泡沫轻质土的质量、抗压强度变化规律。具体试验结果如图 2 和图 3所示。

2.3 硫酸盐侵蚀环境下泡沫轻质土性能的变化

干湿循环会对泡沫轻质土的性能产生一定的影响,实际工程服役环境中,泡沫轻质土可能长期处于有水的环境中,因此,有必要研究侵蚀环境下泡沫轻质土性能的变化规律。文章分别研究淡水和硫酸盐浸泡两种环境,其中硫酸盐溶液仍然是质量分数 10% 的硫酸钠溶液,试件配合比为 F57。试件在淡水和硫酸盐浸泡环境下泡成都发泡混凝土沫轻质土抗压强度试验结果如图 4 所示,淡水浸泡环境下泡沫轻质土的抗压强度呈现增大的趋势,即在水中养护条件下泡沫轻质土的抗压强度仍会进一步提升,但提升幅度不大,浸泡 150 d 后抗压强度高了 15.5%。但在硫酸盐浸泡环境下,其抗压强度呈现先增大后减小的趋势,30 d 后抗压强度增大到了 1.96 MPa,增幅达到了16.7%,随后抗压强度逐渐降低,150 d 后抗压强度降至 1.44 MPa,与初始值相比,降低了 14.2%。

2.4 冻融循环

选取表 1 中的配合比,研究其在 5 次冻融循环前 后的抗压强度,结果如图 5 所示。由图 5 可知,随着水胶比的降低,泡沫轻质土在冻融循环作用下的稳成都发泡混凝土定系数增大,四种配合比的泡沫轻质土均具有较好的抗冻性能。

3 结论

      文章针对泡沫轻质土的耐久性展开了研究,包括干湿循环、硫酸盐侵蚀、冻融循环作用下泡沫轻质土性能变化规律。

(1)淡水干湿循环 5 次后泡沫轻质土的水稳定性系数随着水胶比的增大呈现减小的趋势,水胶比由 0.55 增大到 0.57 的过程中,水稳定系数降幅较大, 0.57 ~ 0.61 范围内水稳定系数变化不大。整体上看,泡沫轻质土的抗水耐久性良好。干湿循环作用下随着干湿循环次数的增加泡沫轻质土的抗压强度逐渐减小,干湿循环前 10 次,淡水作用对强度影响更大,但淡水干湿循环作用 10 次后强度基本稳定,硫酸盐干湿循环作用 10 ~ 30 成都发泡混凝土次抗压强度仍有一定的损失。

    (2)淡水浸泡环境下,泡沫轻质土的抗压强度呈现增大的趋势,即在水中养护条件下泡沫轻质土的抗压强度仍会进一步提升,但提升幅度不大,浸泡 150 d后抗压强度高了 15.5%。但在硫酸盐浸泡环境下其抗压强度呈现先增大后减小的趋势,30 d 后抗压强度增大到 1.96 MPa,增幅达到了 16.7%,随后抗压强度逐渐降低,150 d 后抗压强度降至 1.44 MPa,与初始值相比,降低了 14.2%。硫酸盐干湿循环作用比浸泡作用对泡沫轻质土的影响更大。

(3)泡沫轻质土经过 5 次冻融循环后,其稳定系数随着水胶比的降低呈现增大的趋势,此研究中的泡沫轻质土稳定系数大于 0.70成都发泡混凝土,均具有较好的抗冻性能。

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