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陶粒在混凝土方面的應用

文章附圖

    1.配制保溫輕骨料混凝土、配制結構保溫輕骨料混凝土、結構輕骨料混凝土。國內外廣泛應用陶粒制作輕質混凝土,用于工業與民用建筑中。美國主要將其應用于高層建筑中的結構輕質混凝土及承重構件,在其他方面的應用也較多。如得克薩斯州幾千公里的公路都是用瀝青陶粒混凝土作面層,其效果是抗滑力強,降低事故率。歐洲一些國家的建筑工程中也大量使用陶粒混凝土作為墻體材料,也有的用陶粒混凝土作為屋面保溫隔熱材料。瑞典、芬蘭將大量陶粒用于筑路和大壩工程,在地耐力差的地方建造橋梁。我國山西省采用浮石混凝土于150m煙囪內襯上。他們用“雙滑”施工新工藝,使外筒壁與內襯一次建成,革新了原來手工砌磚內襯工序多、效率低的落后面貌,解決了高大煙囪施工難的問題。

  陶粒混凝土不但應用廣泛,尤為突出的特點是其適應性強。在實際應用中可以根據不同的要求,采用不同類型的陶粒配制不同密度和強度等級的混凝土以滿足不同用途的需要。既可整體現澆,又可預制成各種類型的墻體制品和建筑構件,也可用于滑模施工作業。這是其他材料無法比擬的。

  另外,施工實踐表明,采用陶粒混凝土制作的墻體,能更好地滿足各種類型墻面粉刷、貼面和現代裝飾,質量易于保證,施工操作簡便。

  由于輕骨料陶粒混凝土所特有的結構特征賦予了它許多優越的性能,使之具有輕質、高強、保溫隔熱等多種功能的特點,因此它對各種建筑體系和施工方法具有廣泛的適應性及顯著的綜合技術經濟效益,尤其在高層和大跨度結構上更為優越,如美國休斯敦貝殼廣場大廈,原設計擬采用普通鋼筋混凝土結構,高35層。后來從基礎到上部的框架、樓板和墻體全部改為輕骨料鋼筋混凝土結構,在不更改原基礎設計的情況下,最后建到52層,高達218m。輕骨料混凝土已成為當今最有發展前途的新型建筑材料之一,在世界各國獲得了廣泛的發展與應用。

  陶粒輕骨料能適應各種需要,在較為廣闊的范圍內配制不同密度及強度的無砂大孔混凝土、全輕混凝土、超輕混凝土、鋼筋及預應力鋼筋混凝土等。它既可預制各種類型的建筑構件,也可用于現澆機械化施工,并適用于各種建筑工業化體系,應用范圍極其廣泛。

  用于特殊構筑物,陶粒輕骨料混凝土除廣泛用于工業與民用建筑的墻體及承重結構外,還可用于橋梁、電桿、煙囪、高溫窯爐的耐火內襯以及制造船舶等特殊構筑物中。如在南京長江大橋、黃河大橋工程上曾采用陶粒混凝土作車道板、橋面板;上海、寧波等地還用來建造公路橋梁,其中最大跨度達23m有的采用非預應力結構,也有的采用預應力陶粒鋼筋混凝土結構。

  國內外不少地區還將陶粒混凝土應用于煙囪、高溫窯爐的耐火內襯、水泥筒庫等。

  輕骨料混凝土自重輕,抗滲性好。早在第一次世界大戰期間,德、美等國就用輕骨料混凝土制造輪船。我國20世紀60年代,曾在河南省新鄉市試制成功陶粒混凝土船,后來在寧波也試制了一條載重80t的陶粒混凝土囤船。采用輕骨料混凝土造船不僅可以節約大量鋼材,而且船的使用耐久性好、吃水淺,易于維修,使用效果良好。

2. 陶粒混凝土已廣泛應用于工業與民用建筑的各類型預構件和現澆混凝土工程中(如預應力和非預應力的、承重結構或圍護的、隔熱或抗滲的,靜載或動載的)。陶粒還可應用于管道保溫、爐體保溫隔熱、保冷隔熱和隔音吸聲等其他建筑材料;亦可用作農業和園林中的無土基床材料及濾水材料。


陶粒的性能


1.密度小,質輕,陶粒自身的堆積密度小于1100kg/m3,一般為300~900kg/m3。以陶粒為骨料制作的混凝土密度為1100~1800 kg/m3,相應的混凝土抗壓強度為30~40MPa。陶粒的最大特點為外表堅硬,而內部有許許多多的微孔。這些微孔賦予陶粒質輕的特性。200號陶粒混凝土的密度為1600 kg/m3左右,而相同標號的普通混凝土的密度卻高達2600 kg/m3,二者相差1000 kg/m3。

2. 保溫,隔熱 陶粒由于內部多孔,故具有良好的保溫隔熱性,用它配制的混凝土熱導率一般為0。3~0。8W/(m.K),比普通混凝土低1~2倍。所以,陶粒建筑都有良好的熱環境。

3.耐熱性好 陶粒具有優異的耐火性。普通陶粒混凝土或陶粒混凝土砌塊集保溫,抗震,抗凍,耐火等性能為一體,特別是耐火性是普通混凝土的4倍多。對相同的耐火周期,陶粒混凝土的板材厚度比普通混凝土薄20%。此外,陶粒還可以配制耐火度1200度以下的耐火混凝土。在650度的高溫下,陶粒混凝土能維持常溫下強度的85%。而普通混凝土只能常溫下強度的35%~75%。

4. 抗震性能好 陶粒混凝土由于質量輕,彈性模量低,抗變形性能好,故具有較好的抗震性能。在1976年唐山大地震中,天津建造的4棟陶粒混凝土大板建筑均基本完好,并能照常使用。而且周圍相當數量的磚混建筑都不同程度地受到震害。這雖然與建筑結構體系有關,但是陶粒混凝土具有優良的抗震性能也是一個重要原因。1976年意大利費留利地區發生9級的強烈地震,統計資料表明,磚混建筑物損壞率達40%~60%,框架結構黏土空心磚建筑建筑物損壞率為33%,而陶粒混凝土建筑損壞率只有5%。陶粒的抗震性能由此可見。

5. 吸水率低,抗凍性能和耐久性能好 陶粒混凝土耐酸,堿腐蝕和抗凍性能優于普通混凝土。250號陶粒混凝土,15次凍融循環的強度損失不大于2%。1996年有關部門對全國自1985年以來所建的陶粒混凝土工程進行實測,結果表明,無論是預制的還是現澆的,室內的與室外的,所含鋼筋均未銹蝕,測得碳化深度一般不大于30mm,后期強度還可以繼續增長。由此可見,陶粒混凝土是一種優良的建筑材料,應加大力度推廣使用。

6. 優異的抗滲性 根據多次測試,陶粒混凝土的抗滲性能優于普通混凝土。以20MPa陶粒混凝土與普通混凝土為例,經多次測試進行比較,普通混凝土的抗滲指數為B6,而陶粒混凝土則可達到B18至B25。1970年天津用20Mpa的陶粒混凝土建造的防空通道(深3M,地下水位0。9M),至1980年檢查時未見滲漏現象。寧波建造的兩條20MPa陶粒混凝土囤船(載重量80T),水上作業13年,從未出現滲漏現象。因此陶粒混凝土是制作水壩,地下工程的優良建筑材料之一。



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