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陶粒混凝土的特点

陶粒混凝土,是指用陶粒粗骨料替代石子配制而成的混凝土,工程领域所采用的陶粒骨料主要有页岩陶粒、粘土陶粒和粉煤灰陶粒三种人造轻骨料,外观形态如图所示。

陶粒混凝土具备以下性能特点:

(1)轻质高强

采用陶粒这种轻质骨料替代普通砂石,混凝土本身的自重明显降低,例如,对于立方体抗压强度为40MPa的陶粒混凝土和普通混凝土来说,前者表观密度约为1750kg/m3,比普通混凝土的2500kg/m3降低了近30%。对于高层建筑、大跨度桥梁和海洋工程来说,恒载是作用在结构上的主要荷载,于是轻质高强的陶粒混凝土具有一定的技术经济优势和发展前景。

(2)陶粒混凝土保温性能好

陶粒骨料内部有大量孔隙,阻碍了热量的传递,使其导热系数大大降低,热工性能具有很大改善,同等保温要求下,可以降低墙体对保温材料的依赖。

(3)抗震性好

①建筑物自重越大,其承受的地震力通常越大,陶粒混凝土的轻质特性可降低结构的地震响应;

②结构竖向地震作用标准值按下图公式计算:

公式中,为结构基本自振周期对应的值,为结构等效总重力荷载代表值。由此可知,结构受到的地震荷载与其自振周期成反比,而材料的弹性模量越小,其构成的结构刚度越小,自振周期越大。LC40陶粒混凝土的弹性模量为20000MPa,同等强度等级普通混凝土的弹性模量为30000MPa,可见陶粒混凝土结构具有优良的抗震性能。

(4)耐火性好

陶粒骨料质轻多孔的结构特点减缓了热量的传播速度,耐火性能试验表明:普通混凝土和陶粒混凝土的耐火极限分别1h和4h。高温下的强度试验表明:温度为650℃时陶粒混凝土的强度退化率为15%,而普通混凝土的强度退化率为55%~65%。较长的耐火时间和高温下没有严重退化的强度保证了结构的安全性能。

(5)耐久性好

陶粒混凝土为非均质的多孔结构,可以减缓因膨胀应力而造成的冻胀破坏,提升陶粒混凝土的抗冻性。抗渗性方面,试验表明:200号陶粒混凝土的抗渗压力约为1.76~2.45MPa,而普通混凝土仅为0.59MPa;虽然陶粒混凝土表面的活性SiO2使其碱集料反应高于普通混凝土,但其产物为膨胀值很小或不膨胀的高钙低碱的硅酸盐凝胶,其次陶粒多孔结构可以缓解碱集料反应所产生的应力,所以可以消除碱骨料反应的风险。

(6)抗裂性好

陶粒混凝土的低线膨胀系数可以降低自身所受到的收缩应力,表现出更好的抗裂性,提升结构的安全储备,减少建筑物的维修费用。

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