陶粒不同取代率的強(qiáng)度等級混凝土抗壓強(qiáng)度,工作性能。吳勇在研究混合骨料混凝土工作性能影響因素時，以普通混凝土配合比為基準(zhǔn)，改變陶粒在粗骨料中的體積取代率，在取得輕質(zhì)同時獲得更高的強(qiáng)度。實驗結(jié)果表明: 陶粒體積分?jǐn)?shù)占總骨料50%的時候，工作性能較好，混合骨料混凝土擴(kuò)展度大，同時離析率小。這是因為在混合骨料混凝土中，粗骨料由陶粒和石子組成，在粗骨料與膠凝材料拌和時，陶粒和石子兩種不同顆粒在漿體中互相干擾，形成互相阻礙的局面，影響混合骨料混凝土的工作性能。當(dāng)陶粒取代率為50%時，陶粒和石子的數(shù)量大致相同，工作性能取決于陶粒和碎石的相互影響，上層的陶粒和底部的碎石之間的相互影響可以達(dá)到小，漿體移動速度可達(dá)到快，此時的工作性能表現(xiàn)優(yōu)異。
1.2 陶粒預(yù)濕對混凝土的影響:目前研究較多的高性能混凝土，由于水膠比較低，在水泥水化過程中，常會出現(xiàn)嚴(yán)重的自收縮現(xiàn)象，以往在混凝土加入膨脹劑解決混凝土收縮的問題，但隨著混凝土朝著高強(qiáng)、高性能方向發(fā)展，混凝土的水灰比不斷減少，出現(xiàn)膨脹劑爭奪水泥水化有限水分，造成混凝土的水泥顆粒不能完全水化現(xiàn)象。由楊全兵通過研究發(fā)現(xiàn)混凝土在水中養(yǎng)護(hù)雖會在一定程度緩解自收縮現(xiàn)象，但是混凝土內(nèi)部收縮仍在繼續(xù)。佳解決混凝土自收縮的辦法是尋找特定材料，以取代混凝土中組成部分。陶粒內(nèi)部存在大量相互連通的孔隙，這些孔隙使陶粒具有吸水的能力，在混凝土養(yǎng)護(hù)過程中，隨著水泥的硬化，陶粒內(nèi)部水分“反哺”給水泥，使水泥進(jìn)一步充分水化。陶粒的“微泵”作用降低了集料與水泥接觸面的水灰比，硬化過程中，提高了水泥石的致密度，同時減少了集料表面分層現(xiàn)象的出現(xiàn)，陶粒與水泥石界面結(jié)合更加緊密，大為改善陶?；炷恋男阅?。
預(yù)濕陶粒會為水泥水化補(bǔ)充水分，使水泥漿水化更加徹底，自收縮減少。如陶粒沒有預(yù)濕，制備出的輕骨料混凝土出現(xiàn)明顯自收縮，導(dǎo)致混凝土的早期開裂。Cusson使用預(yù)濕和未預(yù)濕兩種陶砂，試驗中預(yù)濕后的輕骨料混凝土自收縮程度減少，而未預(yù)濕的陶?；炷恋氖湛s程度較高，由試驗可以總結(jié)，輕骨料的預(yù)濕有利于減少輕骨料混凝土自收縮現(xiàn)象。
陶粒預(yù)濕時長對混凝土的工作性能有影響，高英力等研究不同預(yù)濕程度對經(jīng)時坍落度損失的影響，他們分別選用未潤濕、潤濕1、12、24、72 h 的陶粒制備成混凝土，并分析混凝土坍落度經(jīng)時損失的差異。圖3 為預(yù)濕時間不同，輕骨料混凝土坍落度經(jīng)時損失有差異，由圖3 可知，未預(yù)濕的陶?；炷恋奶涠葥p失在5 組中為大，陶粒預(yù)濕時間越長，混凝土的坍落度經(jīng)時損失越少，而預(yù)濕時間超過24 h的混凝土，其坍落度損失明顯得到抑制，基本達(dá)到了飽和吸水的狀態(tài)，此時混凝土坍落度經(jīng)時損失較小并且坍落度較大。
圖3 不同預(yù)濕時間下輕骨料混凝土坍落度經(jīng)時損失
1.3 陶粒吸水率對混凝土的影響:陶粒吸水率對混凝土性能影響較大，陳上偉等將陶粒置于不同溫度下，測量其吸水率，實驗表明: 隨著溫度的升高，陶粒中空氣體積變大，水的表面張力下降，陶粒的吸水率也下降，“微泵”作用減弱?？梢缘贸鼋Y(jié)論: 不同溫度下，陶粒吸水率會改變，同時陶粒的“微泵”作用也會有差異。
陳建武等研究陶粒吸水率對研究陶粒－水泥石界面影響，選用三種不同吸水率的陶粒，分別為低吸水率、中吸水率以及高吸水率的陶粒。將三種不同吸水率的陶粒分別和W/C= 0．30 的水泥漿進(jìn)行拌和制備成輕骨料混凝土，測定陶粒－水泥石界面( 陶粒表面附近1 mm 內(nèi)) 的水化程度。
不同吸水率陶粒的輕骨料混凝土吸水率:圖4 是吸水率不同的陶粒制備的輕骨料混凝土，由圖4可知，隨著陶粒吸水率的增大，陶粒與混凝土石邊界的水化反應(yīng)也愈加明顯，“自養(yǎng)護(hù)”效果顯著。在90d 的時候，水泥內(nèi)含水量仍在不斷增加，水泥仍在繼續(xù)水化，“自養(yǎng)護(hù)”仍在繼續(xù)。
鄭秀華等探討了不同吸水率陶粒對輕骨料混凝土力學(xué)性能的影響。在研究力學(xué)性能時，分別使用4 種不同吸水率陶粒，吸水率分別為0、2．4%、7．1%以及14．1%。
圖5 是不同吸水率陶粒制成的輕骨料混凝土抗壓強(qiáng)度隨時間變化，如圖5 所示，通過對比吸水率不同的陶粒配制混凝土的強(qiáng)度，隨著陶粒吸水率的增加，配制成的混凝土的強(qiáng)度也在不斷變強(qiáng)，尤其是在混凝土養(yǎng)護(hù)后期，這種增長尤其明顯，這是因為高吸水率的陶粒在水泥石水化后期，仍能提供充足的水化用水，使混凝土的強(qiáng)度一直在增加不同吸水率陶粒的輕骨料混凝土抗壓強(qiáng)度:鄭秀華等總結(jié)陶粒不同吸水率對混凝土耐久性影響，陶粒吸水率與輕骨料混凝土凍融情況有關(guān)，實驗顯示，吸水率大的陶粒抗凍能力大于吸水率小的陶粒制備的混凝土，當(dāng)陶粒吸水率越高時，對混凝土養(yǎng)護(hù)越徹底，水泥石在吸水率高的陶粒養(yǎng)護(hù)下，變得致密，圖6 是凍融次數(shù)不同時輕骨料混凝土相對彈性模量，由圖6 可知，當(dāng)吸水率在7%左右時，達(dá)到了佳狀態(tài)。
凍融次數(shù)不同時輕骨料混凝土相對彈性模量:鄭秀華等在探討了陶粒不同吸水率下的混凝土抗?jié)B性能時，陶粒吸水率與混凝土抗?jié)B性也有一定的關(guān)系。實驗研究證明，越小的陶粒，自養(yǎng)護(hù)的性能也就越差，其抗?jié)B性能表現(xiàn)也較差，高吸水率陶粒配制的混凝土尤其在后期，其抗?jié)B性能提高越多。
2 陶?；炷链嬖诘膯栴}:前陶粒混凝土廣泛應(yīng)用于橋梁、高層、大跨度結(jié)構(gòu)以及舊的橋梁加固維修中。但在使用過程中，陶粒混凝土仍存在很多問題，如陶粒自身質(zhì)量較輕，振搗時會造成混凝土輕骨料的上浮，從而混凝土力學(xué)性能下降。在陶?；炷脸尚蜁r，還易出現(xiàn)收縮干裂的現(xiàn)象，影響結(jié)構(gòu)的性能等大量問題仍需攻克。
2.1 離析泌水問題:在混凝土振搗過程中，骨料和膠凝材料之間的密度差和骨料的移動速度呈正比關(guān)系，圖7 是輕骨料上浮現(xiàn)象，如圖7 所示，輕骨料的質(zhì)量較輕，在流動度較大時，會出現(xiàn)輕骨料上浮的情況，骨料上浮對混凝土的各項性能指標(biāo)都會降低，影響建筑的正常使用。
輕骨料上浮當(dāng)使用泵送施工時，陶?；炷镣瑯右装l(fā)生分層離析現(xiàn)象，并且坍落度的損失也會加快，在壓力作用下，陶粒吸收混凝土中的水分從而導(dǎo)致混凝土水膠比下降，混凝土無法泵送。當(dāng)泵送的壓力減小時，在壓力作用下，陶粒吸入的水分被擠出，當(dāng)陶粒中的水進(jìn)入混凝土中，會導(dǎo)致混凝土的泌水以及上下分層，并且堵塞泵管，當(dāng)在澆筑現(xiàn)場時，壓力的消失，擠出的水分會引起混凝土的力學(xué)強(qiáng)度和耐久度變差。
2.2 收縮與徐變問題:高吸水率的陶粒混凝土早期的收縮變形會比同等輕度的普通混凝土低，但是在養(yǎng)護(hù)后期，其收縮變形仍會很大。
目前混凝土徐變研究較多的是受壓徐變，但是混凝土受拉徐變破壞的研究比較少，尤其是輕骨料的受拉徐變需要研究人員進(jìn)行研究。
耐久性問題:輕骨料吸水率大于普通骨料，當(dāng)輕骨料吸水率較高的時候，抗凍性能就會下降，內(nèi)部毛細(xì)孔水在溫度降低時，發(fā)生形態(tài)的變化，體積膨脹，造成混凝土耐久性變差，同時隨著凍融次數(shù)的增長，混凝土的力學(xué)性能也會急劇降低。