陶粒泡沫混凝土与陶粒EPS混凝土性能的试验研究

陶粒泡沫混凝土与陶粒EPS混凝土性能的试验研究

刘昊阳;杨正宏

【摘要】针对自保温墙体材料,设计了2种基于陶粒混凝土的新型保温材料——陶粒泡沫混凝土与陶粒EPS混凝土.设计混凝土密度等级为700级,通过改变陶粒掺量为15％、20％、25％、35％,研究了陶粒掺量对这2种混凝土强度、保温性能、吸水性及收缩的影响.结果表明,制备的陶粒泡沫混凝土导热系数可低至0.09

W/(m·K),陶粒EPS混凝土抗压强度可达4 MPa,收缩率在0.25％以下,吸水率较低.综合来看,陶粒EPS混凝土性能较好;陶粒掺量显著影响混凝土性能.%Ceramsite foam concrete and ceramsite EPS concrete are designed as two new kinds of self thermal insulation wall material in this paper.The density grade of both kinds of concrete is 700.The effects of ceramsite dosage on the concrete strength,heat preservation,water absorption and shrinkage are studied with the ceramsite dosage of 15％,20％,25％ and 35％.The results show that the thermal conductivity of ceramsite foam concrete can be as low as 0.09 W/(m·K).Compressive strength of ceramsite EPS concrete is 4 MPa and shrinkage rate is under 0.25％ with lower water

absorption.Ceramsite EPS concrete has better performance.Ceramsite dosage significantly affects the performance of concrete.

【期刊名称】《新型建筑材料》

【年(卷),期】2017(044)004

【总页数】4页(P103-106)

【关键词】陶粒泡沫混凝土;陶粒EPS混凝土;陶粒掺量;抗压强度;导热系数

【作者】刘昊阳;杨正宏

【作者单位】同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室,上海201804;同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室,上海201804

【正文语种】中文

【中图分类】TU528.2

随着国家节能减排工作持续推进，建筑物围护结构节能越来越受到了广泛的重视。在此背景下，新型保温节能墙体材料不断研发，陶粒混凝土材料认可度逐渐提高。普通陶粒混凝土虽具有较高强度，但导热系数较大，解决这一问题的技术路线之一是在普通陶粒混凝土中引入新组分。有学者研制了陶粒泡沫混凝土，将导热系数降至0.156 W/（m·K），并制成传热系数为0.940 W/（m2·K）的陶粒泡沫混凝土砌块墙体[1]。张泽平等[2]以玻化微珠为主要绝热材料制成玻化微珠陶粒混凝土，导热系数均在0.2 W/（m·K）以下，最高抗压强度可达27 MPa。本文分别将泡沫和聚苯乙烯颗粒（EPS颗粒）引入普通陶粒混凝土中，制成陶粒泡沫混凝土和陶粒EPS混凝土，探讨了陶粒掺量对这2种混凝土性能的影响，对相同陶粒掺量的2种混凝土的性能进行了对比研究。

1.1 原材料

水泥：太仓海螺公司生产的P·O42.5水泥，主要性能指标见表1。

陶粒：上海群拥陶粒制品有限公司生产的黏土陶粒，表面黑褐色，里面暗灰色，表面粗糙有凹凸痕迹，主要性能指标见表2。实验前将陶粒在水中浸泡1 h，移入带孔能漏水的筐中，覆盖湿毛巾，直至陶粒达到饱和面干状态。

发泡剂：洛阳科恩精细化学品有限公司生产的动物蛋白型发泡剂，外观为浅棕色透

明液体。使用该发泡剂制出的泡沫绵密稳定，体积密度稳定在70 kg/m3左右。EPS颗粒：上海政一包装材料有限公司生产的原生EPS颗粒，粒径2～3 mm，堆积密度13.6 kg/m3，表观密度19.7 kg/m3。表面光滑无裂缝、孔洞，圆球状较规则。

1.2 实验设计

本文采用体积法计算陶粒泡沫混凝土的配合比。混凝土设计干体积密度为700 kg/m3，净水灰比固定为0.5，陶粒掺量为15%、20%、25%、35%，其中陶粒掺量指陶粒体积占陶粒泡沫混凝土总体积的百分比，净水灰比为不包括轻集料1 h 吸水量在内的混凝土用水量对应的水灰比。陶粒泡沫混凝土配合比设计见表3。基于表3的陶粒泡沫混凝土配合比，保持总用水量不变，以相同体积的EPS颗粒替代泡沫，得到相应的陶粒EPS混凝土配合比（见表4）。需要指出的是，由于本文使用的EPS颗粒密度很小，在干燥试件中其质量占比小于1%，那么以相同体积的EPS颗粒替代泡沫使混凝土实际干密度增加少于1%，故可以认为陶粒EPS 混凝土的设计干密度与陶粒泡沫混凝土的设计干密度相同。

1.3 性能测试

混凝土抗压强度按照GB/T 50081—2002《普通混凝土力学性能试验标准》进行测试，试件尺寸为100 mm×100 mm× 100 mm。导热系数按照GB/T 10294—2008《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》进行测试，试件尺寸为300 mm×300 mm×30 mm。取测试完导热系数后的试件，参照GB/T 5486—2008《无机硬质绝热制品试验方法》测试其体积吸水率。收缩率参照JGJ 70—2009《建筑砂浆基本性能试验方法》进行测试，试件尺寸为40 mm×40

mm×160 mm。

2.1 抗压试验结果与分析

陶粒掺量对2种密度等级为700级混凝土抗压强度的影响见图1。