轻质混凝土耐久性及其提升技术试验研究

摘要

耐久性是影响工程结构物使用寿命的重要因素。轻质混凝土作为一种新型的建筑材料，近些年凭借其优良的特性在岩土工程中取得了广泛应用。然而在实际工程应用中，轻质混凝土除要受到各种荷载的作用外，还会受到环境中各种自然因素的影响，在恶劣环境条件下可能会因耐久性不良而造成损伤甚至破坏。如果缺乏对轻质混凝土耐久性的认识，就会使很多工程在建设时就埋下隐患，在后期使用过程中造成不必要的经济损失，但目前关于轻质混凝土耐久性方面的研究尚少，因此有必要对轻质混凝土的耐久性能进行系统研究。
　　本文针对轻质混凝土在使用过程中可能出现的耐久性问题，通过室内试验的手段，采用物理发泡技术预制泡沫制备轻质混凝土试样，开展一系列耐久性试验，如改进的抗渗性试验、干燥收缩试验和冻融循环试验等，对不同密度等级轻质混凝土的耐久性能进行了详细研究，并用玻璃纤维、粉煤灰和硅粉等外加剂等量替代部分水泥，探讨玻璃纤维、粉煤灰和硅粉对轻质混凝土耐久性能的改善效果和影响机理，主要研究结论如下:
　　1.渗透试验研究表明，轻质混凝土的渗透时间随着密度的增加而不断增大，随着水灰比的增大，呈现出先增加后减小的现象。玻璃纤维对低密度的轻质混凝土抗渗性能提高不大，但能显著增强高密度轻质混凝土的抗渗性能;粉煤灰具有良好的形态效应、微集料填充作用和火山灰效应，能够改善轻质混凝土的内部结构，在一定掺量内，能显著提高湿密度为700kg/m3和1000kg/m3的轻质混凝土的抗渗性能，而对于湿密度为400kg/m3的轻质混凝土，粉煤灰缓凝作用较强，不利于抗渗性能的提高;硅粉在较小掺量范围内可显著提高轻质混凝土的抗渗性，但过量的硅粉使得轻质混凝土的抗渗性反而比未掺时降低。
　　2.干缩试验研究表明，轻质混凝土的干缩随龄期的增长而增大，且早期增长较快，后期干缩趋于稳定;随密度的增大，泡沫轻质混凝土的干缩值逐渐减小;玻璃纤维能有效抑制轻质混凝土的干缩，并存在一最优掺量;粉煤灰在合适掺量范围内，能有效改善轻质混凝土的干缩性能，但掺量过多会导致轻质混凝土凝结硬化速度变慢，料浆的稳定性不好，造成较大干缩变形;对于低密度的轻质混凝土，硅粉的掺入能够在一定程度上减小干缩，而对于密度较大的轻质混凝土，硅粉的掺入会对干缩产生不利影响，尤其是早期干缩。
　　3.抗冻试验研究表明，轻质混凝土的抗冻能力随着密度的增大而提高;抗压强度随着冻融循环次数的增加而逐渐降低，且前期降低较为缓慢，后期衰减较快;质量随冻融循环次数的增加，呈现出先增大后减小的趋势，且密度越低，冻融前期质量增大越多，后期质量损失越快;掺加玻璃纤维和粉煤灰能显著提高轻质混凝土的抗冻性，抗压强度损失率和质量损失率明显较普通轻质混凝土要小，且玻璃纤维轻质混凝土具有良好的抗剥落性;硅粉能显著改善低密度轻质混凝土的抗冻性，而对于密度700kg/m3和1000kg/m3的轻质混凝土，硅粉的掺入对轻质混凝土的抗冻性是不利的。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．1．1 轻质混凝土概述

1．1．2 轻质混凝土耐久性及其研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 发泡剂的研究现状

1．2．2 轻质混凝土基本性能研究现状

1．2．3 轻质混凝土耐久性研究现状

1．2．4 存在的问题

1．3 本文研究内容与技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究目标

1．3．3 技术路线

第2章 原材料、设备和试验方法

2．1 原材料

2．1．1 水泥

2．1．2 发泡剂

2．1．3 粉煤灰

2．1．4 硅粉

2．1．5 纤维

2．2 试验设备

2．3 试验方法

2．3．1 配合比设计

2．3．2 试样制作过程

2．3．3 轻质混凝土基本性能测试

第3章 轻质混凝土抗渗性试验研究

3．1 轻质混凝土渗透机理及影响因素

3．2 轻质混凝土渗透试验方法

3．2．1 渗透试验方法简介

3．2．2 试验方案

3．2．3 试验步骤

3．3 试验结果及分析

3．3．1 密度对轻质混凝土抗渗性能的影响

3．3．2 水灰比对轻质混凝土抗渗性能的影响

3．3．3 玻璃纤维对轻质混凝土抗渗性能的影响

3．3．4 粉煤灰对轻质混凝土抗渗性能的影响

3．3．5 硅粉对轻质混凝土抗渗性能的影响

3．4 本章小结

第4章 轻质混凝土干缩性试验研究

4．1 轻质混凝土干缩机理及影响因素

4．2 轻质混凝土干缩试验方法

4．2．1 干缩试验方法简介

4．2．2 试验方案

4．2．3 试验步骤

4．3 试验结果及分析

4．3．1 不同密度轻质混凝土千缩随龄期的发展规律

4．3．2 玻璃纤维对轻质混凝土干缩性能的影响

4．3．3 粉煤灰对轻质混凝土干缩性能的影响

4．3．4 硅粉对轻质混凝土干缩性能的影响

4．4 本章小结

第5章 轻质混凝土抗冻性试验研究

5．1 轻质混凝土冻融破坏机理及影响因素

5．2 轻质混凝土抗冻试验方法

5．2．1 抗冻试验方法简介

5．2．2 试验方案

5．2．3 试验步骤

5．3 试验结果及分析

5．3．1 不同密度轻质混凝土冻融破坏特征

5．3．2 玻璃纤维对对轻质混凝土抗冻性的影响

5．3．3 粉煤灰对轻质混凝土抗冻性的影响

5．3．4 硅粉对轻质混凝土抗冻性的影响

5．4 本章小结

结论与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表论文及主要科研工作