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1、陶粒类型和掺量对碱矿渣泡沫混凝土砌块性能的影响矿渣属于高炉炼铁时产生的工业废渣,其主要的成分为Si2和CaO,同时也含有少部分Mgo和AbOjL矿渣具有潜在的水硬性,能被碱金属氧化物、碳酸盐和硅酸盐激发亿叫碱激发矿渣胶结材以碱金属化合物和磨细水淬高炉矿渣为主要组分,与其它水硬性胶凝材料相比,具有快硬早凝、抗压强度高、环保等优点,但也存在着干缩大、易开裂、原材料贵等问题4-%泡沫混凝土存在着收缩大、抗压强度小的问题,研究学者们常常通过掺加陶粒来有效的降低泡沫混凝土的收缩以及提高其力学性能,刘文斌等人着重研究发现,掺陶粒的的泡沫混凝土收缩率与未掺陶粒的泡沫混凝土相比收缩率要低,合理的陶粒的级配可以
2、更有效的降低收缩。ZhengNa等人研窕了粉煤灰陶粒泡沫混凝土的抗压强度强度和表观密度的影响,并测得陶粒泡沫混凝土的抗压强度,结果表明,粉煤灰陶粒泡沫混凝土具有高抗压强度、低表观密度且干燥收缩低,使承重保温砖具有较好性能,导热系数降低。刘昊阳等通过试验发现随着陶粒掺量的增加,泡沫混凝土的干燥收缩逐渐减小,与掺EPS泡沫混凝土相比,干燥收缩更低。目前国内外对掺陶粒的碱矿渣泡沫混凝土性能研窕较少,本试验选择水玻璃作为碱性激发剂对矿渣进行活性的激发制备泡沫混凝土,通过外掺不同粒径和掺量的陶粒,研究铝粉发泡剂中陶粒对碱矿渣泡沫混凝土各项性能和孔结构的影响。1试验研究1.1 试验材料1.1.1 矿渣:本
3、实验所用矿渣为泰宇混凝土厂提供的,碱度系数1.10,活度系数0.20。其主要化学成分及基本指标如表Ie表1矿渣主要化学成分氧化物CaOSiO2AhOjMgOTiO2MnO含量(%)42.5836.818.017.291.561.211.1.2 氢氧化钠:由天津市恒兴化学试剂制造有限公司生产,为颗粒状,纯度大于96.0%。1.1.1 煤灰:本试验所采用的粉燥灰,由福州双腾建材有限公司提供的二级粉媒灰,满足用于水泥和混凝土中的粉煤灰(GBT15962005)1,01o1.1.4 水玻璃:由品杰仪器有限责任公司提供的水玻璃,其中Na2SiO3固体含量为36.0%。1.1.5 氧化镁:试验购买的氧化镁
4、粉(Mgo)是由辽宁省海城市群利矿业有限公司经过一次燃烧生产的。平均粒径为33.292um,表观密度为3503kg/n?。主要组成见表2。表2MgO的组成()MgOSiO2CaOAl2O3FezChloss93.062.922.540.601.300.161.1.6 水:取自福建同利建材厂的自来水,满足JGJ63-2006混凝土用水标准的要求。1.1.7 发泡剂:以铝粉作为发泡剂,由福建同利建材科技有限公司从江苏淮安采购,为水剂型铝粉膏。基本性能满足JCT407-2008加气混凝土用铝粉膏标准SL1.1.8 陶粒:本试验选用的陶粒为乐家陶粒有限责任公司生产的圆球型超轻陶粒,性能参数如表3所示,
5、吸水率为陶粒浸水一小时所测。表3陶粒的主要技术参数陶粒品牌粒型表观密度(kgm3)吸水率(%)筒压强度(MPa)公称最大粒径范围(mm)河南乐家陶粒圆形35825.51.536广东和诚陶粒圆形55420.22.16121.2配合比本文在已有的碱矿渣泡沫混凝土配方的基础上,通过掺入不同粒径(36mm、612mm)和不同掺量(015%)的陶粒,研究其粒径和掺量对碱矿渣泡沫混凝土性能的影响。具体配合比见表4,按照配合比称取一定量的水后配成碱溶液冷却至室温,待干料搅拌均匀后,将碱溶液倒入搅拌器中搅拌至均匀。陶粒不参与反应,因此采用外掺的方式,占总质量的015%。表4配合比(单位,g)组别矿渣粉煤灰氧化
6、镁水玻璃固体成分铝粉水陶粒BLANK1736.01193.1080.37284.203333.900(0%)CSSl1736.01193.1080.37284.203333.9090(3%)CSS21736.01193.1080.37284.203333.90180(6%)CSS31736.01193.1080.37284.203333.90270(9%)CSS41736.01193.1080.37284.203333.90360(12%)CSS51736.01193.1080.37284.203333.90450(15%)CSBl1736.01193.1080.37284.203333.90
7、90(3%)CSB21736.01193.1080.37284.203333.90180(6%)CSB31736.01193.1080.37284.203333.90270(9%)CSB41736.01193.1080.37284.203333.90360(12%)CSB51736.01193.1080.37284.203333.90450(15%)2试验方法2.1试件成型工艺2.1.1 搅拌工艺按表4中的配合比称量矿渣、粉煤灰、氧化镁、聚丙烯纤维倒入净浆搅拌机中干拌3min,加入碱激发剂溶液(将碱激发剂溶于水制成的溶液)迅速搅拌,先低速搅拌Imin,再高速搅拌1min,倒入铝粉搅拌高速搅拌3
8、0s,将搅拌均匀的浆体倒入100mmX100mmX100mm的塑料模具,将浆体倒至磨具高度二分之一使其静停发气。2.1.2 养护工艺试块在标准养护条件下(养护温度202、相对湿度605%)带模养护1天后拆模,并继续在养护间养护至规定龄期。2.2性能测试方法(1)抗压强度、干密度、导热系数、吸水率:试件尺寸为100mm100mm100mm,参照泡沫混凝土砌块(JG/T266-2011)网进行;(2)干燥收缩:试件尺寸40mmX40mmX160mm,参照JGJ70-2009建筑砂浆基本性能试验方法1网进行;(3)裂纹长度率:利用福州大学土木工程学院的Stemi5O8型扫描电子显微镜拍摄泡沫混凝土侧
9、面照片,取平均值测量裂缝长度率;(4)孔结构试验:利用福州大学土木工程学院的Stemi508型扫描电子显微镜放大6.3倍拍摄泡沫混凝土断面照片,然后应用计算机图像处理软件ImageProPlus对照片进行处理,测量其孔结构参数,包括孔圆度值、孔隙率、孔径分布、平均孔径I。3试验结果3.1 抗压强度不同粒径及掺量的陶粒对碱矿渣泡沫混凝土28d抗压强度影响如图1所示。图I掺陶粒泡沫混凝土28d抗压强度当试验掺量在0%3%范围内,掺36mm粒径陶粒的泡沫混凝土抗压强度从3.96MPa上升至4.01MPa,抗压强度上升了1.3%。当掺量在3%15%时,泡沫混凝土试块抗压强度开始下降,当掺量为15%,抗
10、压强度为3.48MPa,比空白组强度下降了12.1%。当试验掺量在0%6%时,掺612mm粒径陶粒的泡沫混凝土抗压强度从3.96MPa上升至4.21MPa,抗压强度上升了6.3%。当掺量在6%15%时,泡沫混凝土试块抗压强度开始下降,当掺量为15%,抗压强度为3.65MPa,比空白组强度下降了7.8%。在掺量范围内可以发现掺612mm粒径陶粒泡沫混凝土试块抗压强度要大于掺36mm粒径陶粒的泡沫混凝土抗压强度。掺陶粒泡沫混凝土试块抗压强度先升后降的原因可能是由于陶粒是一种多孔材料,经过前期的浸水吸水后,陶粒会在胶凝材料水化过程中慢慢放出之前吸收的水分,使水化反应充分的进行,使得抗压强度提高。当陶
11、粒掺量逐渐增加的时候,陶粒自身筒压强度低于泡沫混凝土浆体强度而导致制品强度下降。掺612mm陶粒的泡沫混凝土强度高于36mm陶粒的泡沫混凝土强度原因可能是大陶粒自身的筒压强度要高于小陶粒。3.2 吸水率不同粒径及掺量的陶粒对碱矿渣泡沫混凝土吸水率影响如图2所示。03691215Ceramsitecontent(%)图2掺陶粒泡沫混凝土吸水率变化掺36mm粒径陶粒的碱矿渣泡沫混凝土吸水率随着掺量的增加呈上升趋势,在试验掺量范围为0%15%时,吸水率由14.8%上升至18.8%,上升了4.0%。掺612mm粒径陶粒的碱矿渣泡沫混凝土吸水率随着掺量的增加呈上升趋势,在试验掺量范围为0%15%时,吸水
12、率由14.8%上升至17.3%,上升了3.5%。掺36mm粒径陶粒的泡沫混凝土的吸水率要大于掺612mm粒径陶粒的碱矿渣泡沫混凝土吸水率。掺36mm粒径陶粒的泡沫混凝土的吸水率要大于掺612mm粒径陶粒的碱矿渣泡沫混凝土吸水率可能是因为36mm粒径陶粒孔结构不好,封闭孔少,所以吸水率大,陶粒掺入后,碱矿渣泡沫混凝土的吸水率呈上升的趋势,这可能是因为陶粒自身具有“蓄水”的功能,陶粒自身蓄的水被水化反应消耗,外界水补充进来且陶粒自身吸水率较大。3.3 干密度不同粒径及掺量的陶粒对碱矿渣泡沫混凝土干密度影响如图3所示。495-O 3691215Ccraimitc content (%)O 军 6mm
13、 一 &12mm(.专学)入uto图3掺陶粒泡沫混凝土干密度变化在掺量范围内,掺36mm和612mm粒径的陶粒时,碱矿渣泡沫混凝土干密度呈下降的趋势。当掺量从0%增至15%,掺36mm粒径陶粒的碱矿渣泡沫混凝土干密度从578kgn下降至506kgn?,下降了12.5%;掺612mm粒径陶粒的碱矿渣泡沫混凝土干密度从578kg/n?下降至522kg?,下降了9.7%。随着陶粒掺量的增加,碱矿渣泡沫混凝土干密度都下降的趋势,这可能是因为陶粒自身重量较浆体重量轻的原因。3.4 导热系数不同粒径及掺量的陶粒对碱矿渣泡沫混凝土导热系数影响如图4所示。Io36mn6-l2mm(Q E )jM)onpuou
14、 TUU3E0.09 J111111T-03691215Ccramsitc content (%)图4掺陶粒泡沫混凝土导热系数变化随着干密度的下降,掺陶粒的碱矿渣泡沫混凝土试块的导热系数也呈下降的趋势。在掺量范围内,掺36mm陶粒试块导热系数从0.1452W/(mk)下降至0.0980W/(mk),下降了32.5%o掺612mm陶粒试块导热系数从0.1452W(mk)下降至0.1025W(mk),下降了29.4%。掺36mm粒径陶粒所得的泡沫混凝土试块导热系数要小于掺612mm粒径的陶粒。碱矿渣泡沫混凝土掺入陶粒后,导热系数呈降低趋势。这是由于陶粒干表观密度较低,陶粒自身导热系数较泡沫混凝土试
15、块导热系数低,因此随着掺量的增加,呈降低趋势。掺36mm粒径陶粒所得的泡沫混凝土试块导热系数要小于掺612mm粒径的陶粒可能跟掺36mm粒径陶粒所制备碱矿渣泡沫混凝土干密度较小的原因有关。3.5 干燥收缩不同粒径及掺量的陶粒对碱矿渣泡沫混凝土干燥收缩的影响如图5所示。2400 2200-图5掺陶粒泡沫混凝土干燥收缩变化由图5可以看出掺不同粒径陶粒后碱矿渣泡沫混凝土干燥收缩都呈下降趋势。在掺量范围内,掺360粒径陶粒泡沫混凝土干燥收缩从2322.210心下降至1487.310心,下降了35.9%。掺61211101粒径陶粒泡沫混凝土干燥收缩从2322.2乂10珀下降至1646.7*104,下降了
16、29.1%。陶粒的加入会使泡沫混凝土的干燥收缩降低很多,这是因为陶粒自身没有干燥收缩,掺入后可以降低碱矿渣水泥水化而导致的干缩。而且会放出自己多余的水分来促进水化过程,消除了部分因干燥收缩而产生的内应力,从而降低干燥收缩。3.5 裂缝长度率不同粒径及掺量的陶粒对碱矿渣泡沫混凝土裂缝长度率的影响如图6所示。图6掺陶粒泡沫混凝土裂缝长度率变化由图6可知,未掺陶粒的裂缝长度率达到460Omm11当36mm粒径陶粒掺量达到15%时,裂缝长度率下降至390mm/m2,下降了91.5%。当612mm粒径陶粒掺量达到15%时,裂缝长度率下降至840mmm2,下降了81.7%。在掺量范围内,掺36mm陶粒限制
17、裂缝发展的效果要比掺612mm粒径陶粒的好。掺陶粒的碱矿渣泡沫混凝土,在掺量范围内,裂缝长度率呈大幅度的下降趋势。36mm粒径陶粒限制裂缝扩展较612mm粒径陶粒好。在碱矿渣泡沫混凝土中裂缝扩展较多的原因是因为收缩而产生的应力导致的,将陶粒掺入后,减小了干燥收缩,应力减小,所以裂纹长度率减小。掺36mm粒径陶粒限制裂缝扩展效果较掺612mm粒径陶粒好可能是由于36mm粒径陶粒吸水率较612mm粒径陶粒高,在后期水化进程中释放水分也较多,抑制收缩的效果比612mm粒径陶粒好。因此,相同掺量下,掺36mm粒径陶粒裂缝长度率小于掺612mm粒径陶粒。3.6 孔结构分析表5不同粒径和掺量的陶粒对碱矿渣
18、泡沫混凝土平均孔径和孔隙率的影响系列编号平均孔径(Um)孔隙率()空白组BLANK186562.7CSSl178963.4CSS2171163.9CSS3165264.836mm粒径陶粒CSS4161865.5CSS5158867.46 12 tnm粒径陶粒CSBl160264.8CSB2154366.9CSB3143168.1CSB4132869.7CSB5130570.8从表5中可以看出,随着36mm粒径陶粒掺量从0%15%的增多,碱矿渣泡沫混凝土的平均孔径呈减小的趋势,由未掺陶粒平均孔径为1865Um减少至1588um,减少了14.9%,随着36mm粒径陶粒掺量的增多,孔隙率呈增大的趋势
19、,由未掺陶粒的62.7%增大到67.4%,增大了4.7%。从表5-3中还可以看出,随着612mm粒径陶粒掺量从0%15%的增多,碱矿渣泡沫混凝土的平均孔径呈减小的趋势,由未掺纤维的1865Um先减小到1305um,减小了30.0%,随着612mm粒径陶粒掺量的增多,孔隙率呈增大的趋势,由未掺陶粒的62.7%增大到70.8%,增大了8.1%。从这些数据可以解释碱矿渣泡沫混凝土是湿密度、干密度、抗压强度随着36mm和612mm粒径陶粒掺量增多而下降的一部分原因是因为孔隙率的增大而导致的,孔隙率增大,泡沫混凝土单位受力面积减小,导致抗压强度下降。还有一部分原因是因为陶粒自身的强度小于泡沫混凝土试块抗
20、压强度,随着陶粒掺量增大,试块抗压强度降低。孔径的大小与发气速度呈正相关,由于陶粒掺量的增加,陶粒挡住更多的氢气向外逸出,减缓了发气的速度,生成更多的小孔,所以平均孔径和孔隙率减小。(a)掺36 mm粒径陶粒孔径分布Aperture (n)(b)掺612 mm粒径陶粒孔径分布60Roundncss value(c)掺36 mm粒彳仝陶粒孔圆度值分布454035555045403530252015105%.22看左Roundncss value(d掺612 mm粒彳仝陶粒孔圆度值分布图7孔径和孔圆度值分布从图7(a),(b)中可以看出未掺陶粒的碱矿渣泡沫混凝土的孔径大小主要集中在1900Um以下
21、,掺陶粒孔径分布在1900Um以下的也占总的80%以上。,随着36mm粒径陶粒掺量的增加,碱矿渣泡沫混凝土大孔开始减少,小孔的比例增多。未掺纤维时01300um、1300-1500umJ500-1900um以及大于1900um的孔分别占3.2%、15.8%、61.7%和19.3%;当36mm粒径陶粒掺量为15%时,掺36mm粒径陶粒使得四个区域的孔占总孔比例分别达到11.4%、25.5%、50.9%和12.2%。随着612mm粒径陶粒掺量的增加,碱矿渣泡沫混凝土大孔开始明显减少,小孔的比例明显增多。当612mm粒径陶粒掺量达到15%时,612mm粒径陶粒使这四个区域的孔所占比例分别达到24.5
22、%、40.1%、24.1%和IL3%。碱矿渣泡沫混凝土的大孔量减少,小孔量增多,有利于泡沫混凝土抗压强度的提升,但是由于陶粒掺量增多的同时,孔隙率也增大以及陶粒自身的强度小于泡沫混凝土试块抗压强度的原因,掺陶粒的碱矿渣泡沫混凝土抗压强度、湿密度、干密度、导热系数呈下降的趋势。随着陶粒掺量的增加,大孔比例减小,小孔比例增加的原因是因为孔径的大小与发气速度呈正相关,由于陶粒掺量的增加,陶粒挡住更多的氧气向外逸出,减缓了发气的速度,对浆体的力的作用变小,因此孔径变小。从图7(C)中可以看出当碱矿渣泡沫混凝土中掺36mm粒径陶粒后,孔的形貌得到改善。在未掺陶粒的空白组中,孔圆度值在1.0.8之间的数量
23、占52.9%,而圆度值超过1.8的占了47.1%。随着36mm粒径陶粒掺量的增多,孔的圆度值开始降低,圆度值大于1.8孔有一定程度的减少,当掺量达到15%时,1.01.8之间的数量占66.2%,相比未掺36mm粒径陶粒多了13.3%。由以上分析可知,36mm粒径陶粒使孔的圆度值得到改善。孔形貌的圆度值改善没有使得碱矿渣泡沫混凝土强度提高的可能原因是由于孔隙率增加以及陶粒抗压强度要低于碱矿渣泡沫混凝土试块强度。从图7(d)中可以看出在碱矿渣泡沫混凝土中掺入612mm粒径陶粒后,掺量小于等于6%时,圆度值小于1.6的孔增加,圆度值超过1.6的孔比例减少;当掺量为6%时,圆度值小于小于1.6的孔占4
24、7.2%;当掺量超过6%时,圆度值小于1.4的孔开始减少,圆度值超过1.4的孔比例开始增加;当掺量为15%时,圆度值小于1.6的孔占59.9%,。由以上分析可知,当掺量为6%时,所得孔形貌特征效果最好。当掺量超过6%时,圆度值超过1.4的孔明显增加,孔受力性能变差,这也是导致掺量大于6%时泡沫混凝土抗压强度明显下降的原因之一。掺36mm粒径陶粒而言陶粒挡住氨气向外逸出,氢气回流进孔内,由于气体均匀的分布在孔内,使得形成孔径的浆体受到均匀的气体压力下修正了圆度值。大陶粒与孔径尺寸相差较大,相容性较差,陶粒越大,跟周围的泡沫混凝土的孔接触越多,浆体接触到陶粒的面积越少,则包裹和相容性效果不好。随着
25、掺量的增多,大陶粒影响到发气进而影响到孔结构成形,因此掺量过多时圆度值下降。(a) CSSI(b) CSS5(c)CSBl(d)CSB5图8掺陶粒泡沫混凝土孔形貌从图8(a)、(b)中展示了CSSl组和CSS5组的36mm粒径陶粒与碱矿渣泡沫混凝土界面区的形貌特征以及孔形貌特征,可以看出陶粒与泡沫混凝土能够紧密的结合在一起,密实度较高,泡沫混凝土浆体能充分的包裹住陶粒。图8(c)、(d)展示了CSBl组和CSB5组的612mm粒径陶粒与碱矿渣泡沫混凝土界面区的形貌特征以及孔形貌特征,可以看出,由于是陶粒粒径较大,碱矿渣泡沫混凝土浆体包裹时影响到了陶粒周围的孔结构形貌。CSB5组由于612mm粒
26、径陶粒掺量太多,对孔结构产生了不利的影响,也是影响抗压强度下降的主要原因。轻骨料与周围接触的是孔和浆体,当轻骨料外掺加入后,轻骨料的大小与孔径大小相容性影响着包裹好坏,越跟泡沫混凝土孔径相接近的36mm粒径陶粒,与浆体的接触和填充效果越好,陶粒越大,612mm粒径陶粒跟周围的泡沫混凝土的孔接触越多,则包裹和相容性效果不好。还有可能是因为612mm粒径陶粒表观密度较小36mm粒径陶粒大,预湿吸水后可能会出现下沉,在下沉的过程中,浆体与陶粒接触面受到了不利的影响,接触面结合程度不好。3.6SEM分析(a) CSSb陶粒与泡沫混凝土界面区(300)(b) CSSL陶粒与泡沫混凝土界面区(500)(c
27、) CSS5,陶粒与泡沫混凝土界面区(300)(d) CSS5,陶粒与泡沫混凝土界面区(500)(e) CSBl,陶粒与泡沫混凝土界面区(300)(f) CSB2,陶粒与泡沫混凝土界面区(500)(g) CSBh陶粒与泡沫混凝土界面区(300)(h) CSB5,陶粒与泡沫混凝土界面区(500X)图9不同倍数SEM下陶粒与泡沫混凝土界面区形貌电镜试验选取了陶粒掺入碱矿渣泡沫混凝土CSSI组和CSBl组以及掺量最多的CSS5组和CSB5组,观察陶粒与硬化浆体界面区的结合情况。如图9所示,展示了不同倍数SEM下陶粒的泡沫混凝土养护28d后的微观形貌图片,图9(a)、(b)展示了CSSI组碱矿渣泡沫混
28、凝土与陶粒界面区的形貌特征,图9(c)、(d)展示了CSS5组碱矿渣泡沫混凝土与陶粒界面区的形貌特征,图9(a)、(c)图左侧为陶粒,右侧为泡沫混凝土。可以看出,陶粒与泡沫混凝土两者的界面紧密的结合在一起,密实度较高。图9(b)、(d)是5-16(a)、(c)进一步放大的陶粒与泡沫混凝土界面区形貌特征,从图中可以看出陶粒表面有一层较为光滑的釉质,两组中密实度较高。由于陶粒与泡沫混凝土的结合面较好,陶粒由于自身“蓄水”的功能,当硬化的浆体干燥缺水的时候,由于结合面的完整性,陶粒会逐渐的均匀释放水分达到“内养护”的功能,对减少干燥收缩有一定的帮助。图9(e)、(f)展示了CSBl组碱矿渣泡沫混凝土
29、与陶粒界面区的形貌特征,图5-16(g)、(h)展示了CSB5组碱矿渣泡沫混凝土与陶粒界面区的形貌特征,图9(e)、(g)图左侧为陶粒,右侧为泡沫混凝土。从图中可以看出,CSSl组和CSS5组中,浆体和陶粒接触面以及结合程度要好于CSBl和CSB5组。这是因为一方面6-12mm粒径陶粒表观密度较小36mm粒径陶粒大,预湿吸水后可能会出现下沉,在下沉的过程中,浆体与陶粒接触面受到了不利的影响,接触面结合程度不好I。另一方面是因为陶粒粒径大小与泡沫混凝土孔径大小的相容性影响着包裹性的好坏,越跟泡沫混凝土孔径相接近的小陶粒,与浆体的接触和填充效果越好,陶粒粒径越大,相容性较差。4分析及讨论4.1 陶
30、粒类型影响将36mm粒径陶粒和612mm粒径陶粒分别掺入AFC中,陶粒掺量相同时,掺612mm粒径陶粒的AFC抗压强度较掺36mm粒径陶粒的高的原因是因为大陶粒自身的筒压强度高于小陶粒。将36mm粒径陶粒和6-12mm粒径陶粒分别掺入AFC中,陶粒掺量相同时,掺36mm粒径陶粒的AFC干湿密度和导热系数较掺612mm粒径陶粒的小。这是因为36mm粒径陶较612mm粒径陶粒轻而且导热系数较低,陶粒掺量相同时,掺36mm粒径陶粒的AFC吸水率较掺612mm粒径陶粒的大,这是因为36mm粒径陶粒孔结构不好,封闭孔少,自身吸水率大,因此掺36mm粒径陶粒的AFC吸水率较大。将36mm粒径陶粒和612m
31、m粒径陶粒分别掺入AFC中,陶粒掺量相同下,掺36mm粒径陶粒AFC干燥收缩较掺612mm粒径陶粒的小,结合微观体视显微镜和SEM图分析可知,36mm粒径陶粒与AFC浆体界面过渡区结合程度好于612mm粒径陶粒,陶粒能够均匀的吸水返水,陶粒内养护效果更好,对干燥收缩的抑制效果较好,因此,相同掺量下,掺36mm粒径陶粒的AFC干燥收缩小于掺612mm粒径陶粒干燥收缩值。4.2 陶粒掺量影响将36mm粒径陶粒和612mm粒径陶粒分别掺入AFC中,随着陶粒掺量的增加,抗压强度呈先上升后下降的趋势。结合微观体视显微镜分析可以看出,如图5-7所示,陶粒与泡沫混凝土浆体结合在一起,抗压强度先升后降的原因是
32、陶粒是一种多孔材料,经过前期的浸水吸水后,陶粒会在胶凝材料水化过程中慢慢放出之前吸收的水分,使水化反应充分的进行,使得抗压强度提高。当陶粒掺量逐渐增加的时候,陶粒自身筒压强度低于AFC浆体抗压强度而导致制品抗压强度下降。将36mm粒径陶粒和612mm粒径陶粒分别掺入AFC中,随着陶粒掺量的增加,AFC的干密度和导热系数都呈下降趋势。结合微观孔结构数据分析可知,陶粒掺量增加,AFC孔隙率都呈上升趋势,而且陶粒自身质量也较浆体轻,因此干密度和导热系数下降。导热系数下降还有一方面原因是因为陶粒的导热系数较AFC低,因此,随着掺量的增加,导热系数也呈下降趋势。将36mm粒径陶粒和612mm粒径陶粒分别
33、掺入AFC中,随着陶粒掺量的增加,AFC吸水率都呈上升的趋势。结合微观分析可知,由于预湿后的陶粒放出水分被碱矿渣水泥水化消耗,在经过浸水后吸水率测试过程,陶粒的吸水率大于砌块自身的吸水率,所以AFC吸水率呈上升的趋势。将36mm粒径陶粒和6-12mm粒径陶粒分别掺入AFC中,随着陶粒掺量的增加,AFC的干燥收缩都呈下降趋势。这是因为一方面陶粒自身没有干燥收缩,掺量增多,AFC干燥收缩减小,另一方面,掺量增多后,陶粒会放出更多的水分来促进水化过程,减少内应力从而减少干燥收缩,所以干燥收缩下降5结论(1)随着36mm陶粒和612mm陶粒掺量的增加(0%15%),AFC抗压强度呈先上升后下降的趋势;陶粒掺量分别为3%和6%时,AFC的28d抗压强度分别达到最大值4.01MPa和4.21MPa。因为陶粒是一种多孔材料,经过前期的预湿吸水后,陶粒会在AFC胶凝材料水化过程中慢慢放出吸收的水分,使水化反应能充分进行,在陶粒掺量较小时抗压强度提高;陶粒掺量增多后,由于陶粒自身筒压强度小,因此,AFC抗压强度减小。(2)AFC干燥收缩和裂纹长度率分别随着36mm陶粒和612mm陶粒掺量的增加呈下降趋势。相同陶粒掺量下,与掺612mm陶粒的AFC相比,由于36mm陶粒吸水率较高,内养护效果较好,AFC浆体与陶粒的界面过渡区(ITZ)结合程度较好,其干燥收缩和裂纹长度率较小。