孙莉（重庆建工新型建材有限公司，重庆　401122）

轻质隔墙板用陶粒混凝土的试验研究

孙莉
（重庆建工新型建材有限公司，重庆401122）

为研究陶粒混凝土在轻质隔墙板中的应用，将陶粒、普通砂作为粗细骨料，通过添加发泡剂降低其干表观密度，以胶骨比、砂率和发泡剂用量设计正交试验，对影响陶粒混凝土干表观密度和抗压强度的相关因素进行分析，最终制备出干表观密度和抗压强度均满足需求的轻质隔墙板用陶粒混凝土。

轻质隔墙板；陶粒混凝土；正交试验

doi：10.3969/j.issn.1671-9107.2015.10.057

0　前言

轻质隔墙板重量轻、保温隔热性能好，抗震性能好、安装方便、造价适中，并可增加室内使用面积、提高建筑质量、降低劳动强度，因此得到广泛应用。其中混凝土空心墙板发展最为迅速，其原因概括起来有以下几点：（1）其原材料水泥和粗细骨料均来源广泛，易于购买，尤其是粗细骨料可就地取材。（2）生产效率高易实现半机械化或机械化生产。（3）节约能源，其生产过程不需要燃料，只消耗水电，比生产普通烧结粘土砖节约能源约47.7%。（4）有利于保护环境。可充分利用工业废渣，不需粘土，不破坏植被。（5）可降低建筑物总造价。混凝土空心墙板体积密度小，能减轻建筑物总体重量，并可降低墙体粉刷的费用，从而降低总造价［1-2］。

陶粒混凝土具有强度高、表观密度小、保温隔热、抗震性能好、耐腐蚀、耐火、环保等优点，现已成为用量仅次于传统混凝土的新型建材，在大跨度桥梁、高层建筑及处于严酷环境下的海洋结构物等大型工程中广泛应用［3-4］。

如将陶粒混凝土应用于轻质隔墙板，和传统轻质隔墙板相比，必将进一步提高轻质隔墙板性能，使轻质隔墙板的面密度进一步降低，保温隔热和抗震性能也更优异。因此，本文对轻质隔墙板用陶粒混凝土的最佳配合比展开研究，希望得到性能优异的陶粒混凝土轻质隔墙板配合比。

1　原材料

原材料除液体发泡剂以外均为本地采购，水泥采用42.5R级普通硅酸盐水泥，其技术性能分别见表1；外加剂采用聚羧酸高性能减水剂，减水率30%；轻骨料采用圆球形页岩陶粒，其性能指标见表2；河砂，细度模数1.8，松散堆积密度1360 kg/m3，表观密度2630 kg/m3；卵石机砂细度模数3.1，松散堆积密度1740 kg/m3，表观密度2640 kg/m3；普通自来水，密度1000 kg/m3。发泡剂采用液体发泡剂。

表1 42.5 R级普通硅酸盐水泥的性能

表2　圆球形页岩陶粒的性能

2　配合比设计

根据使用需求，取隔墙板尺寸2850x595x90mm，内有空心孔7个，尺寸为Φ50x2850mm，轻质隔墙板的面密度应低于90kg/m2，经计算得出陶粒混凝土的干表观密度应低于1345 kg/m3。同时，根据轻质隔墙板强度使用要求，轻质隔墙板生产所用陶粒混凝土抗压强度设计值不低于12MPa。

根据行业标准JGJ51-2002《轻骨料混凝土技术规程》，使用普通砂和圆球形陶粒的陶粒混凝土的设计配合比计算如下：

（1）设计参数选择：

砂率选取35%；粗细骨料总体积选取1.10m3；

Vs=Vtx Sp=1.10x35%=0.385m3

ms=Vsxρls=0.385x1360=523.6kg

Va=Vt-Vs=1.10-0.385=0.715m3

ma=Vaxρla=0.715x890=636.35kg

（2）混凝土干表观密度：

ρcd=1.15mc+636.35+523.6

=1159.95+1.15mc

根据行业标准JGJ51-2002《轻骨料混凝土技术规程》设计参数选择轻骨料混凝土最小水泥用量不得低于270 kg/m3，并且以上计算过程的参数均按规范要求的最低值选取，所以算得满足要求的混凝土的干表观密度至少为1470 kg/m3。

故，经综合考虑陶粒混凝土的技术指标和经济指标，最终确定使用普通砂作为细骨料，适量加入发泡剂降低混凝土的干表观密度。

3　正交试验

3.1正交试验表

通过正交试验表能更合理地安排实验，利用数理统计原理能更科学地分析实验结果，确定主次因素，得到较好的配料范围。研究考虑选取胶骨比、砂率、发泡剂掺量为影响因素，选用L9（34）即4因素3水平正交实验表，其中：胶骨比（因素A，取0.38、0.40、0.42）、砂率（因素B，取33%、35%、37%）、发泡剂掺量（因素C，取水泥加入量的5%、8%、10%）。

混凝土试件制作、养护及28d强度的测定符合GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能试验方法标准》要求；干表观密度的测定按标准GB/T 5486-2008《无机硬质绝热制品》进行。正交试验表及检测结果见表3。

表3　正交实验方案及结果

3.2实验结果分析

相比直观分析法和极差分析法等其他分析方法，功效分析法可辨别各水平对考核指标影响程度的主次顺序，因此选取功效系数法分析正交试验结果。所谓功效系数，是指测评产品某项性能指标优劣的量值，以某一量值为优，偏离这一量值越远则越劣（在本文中所考评的6项指标中，稠度和抗压强度量值大者为优，分层度、湿容重、干表观密度和线收缩率量值小者为优）。分为单项功效系数与多项功效系数。单项功效系数等于本项性能指标各测试值与最优测试值之比（如果大于1则取倒数）。n项考核指标的总功效系数d，等于n项考核指标各自的功效系数di（i=1，2，…，n）的乘以相应的权重再相加。在分配权重时，考虑到各项考核指标的相对重要程度，干表观密度占2/3，28d抗压强度占1/3。

本试验共有9个配合比，每个配合比分别有2项考核指标，即共有18个测试数据。

本文要计算每项考核指标的功效系数、总功效系数和综合功效系数，见表4，并分析。

其中K1、K2、K3为综合功效系数，其中K1分别是A、B、C因素1水平3个总功效系数之和；K2分别是A、B、C因素2水平3个总功效系数之和；K3分别是A、B、C因素3水平3个总功效系数之和。各列的极差R，由各列的K1、K2、K3中的最大数减最小数求得。

表4　功效系数分析表

从表4中可以看出，A、B、C三个因素对于干表观密度和抗压强度的综合影响主次排列为：A＞C＞B，且最优组合为A2B2C2，即5号方案。

用此组配合比试生产的浇筑成型轻质隔墙板按国家标准GB/T23451-2009《建筑用轻质隔墙条板》进行检测，其检测结果如表5所示。

表5　浇筑成型陶粒混凝土轻质隔墙板物理性能指标

4　结论

通过以上计算和试验，可以得出以下结论：

（1）陶粒混凝土轻质隔墙板的最佳配合比应选取：胶骨比0.4，砂率35%，发泡剂掺量为水泥加入量的8%。

（2）按上述配合比浇筑成型的陶粒混凝土轻质隔墙板的抗压强度7.5 MPa；软化系数0.88；面密度88 kg/m2；抗弯承载1.9；吊挂力试验荷载1000N静置24h，无裂缝；抗冲击试验经5次冲击试验后无裂缝。

［1］涂平涛.建筑轻质板材［M］.北京：中国建材工业出版社，2005，10.

［2］张维渡，高泽江.新型墙体材料发展的展望［J］.辽宁建材，2003（1）：12-13.

［3］王晴，李琳，王宇，等.高强页岩轻集料混凝土的力学性能［J］.沈阳建筑大学学报：自然科学版，2009，25（3）：517-520.

［4］王军涛.页岩陶粒轻骨料混凝土在桥梁中的应用［J］.国防交通工程与技术，2009，7（3）：61-63.

责任编辑：孙苏

Application TestofCeramic Concrete in LightPartition Board

To study the application of ceramic concrete in lightpartition board，porcelain granule and common sand are taken as coarse and fine aggregate，with foam ing agentadopted to reduce itsdry apparentdensity，andW/A，sand ratio and foam ing agentamount applied to design the orthogonal test，related factors influencing the dry apparentdensity of ceram ic concreteare analyzed，and lightpartition board of ceram ic concrete is obtainedmeeting the requirementsof dry apparentdensityand compressivestrength.

lightpartition board；ceram ic concrete；orthogonal test

TU502

A

1671-9107（2015）10-0057-02

2015-06-29

孙莉（1983-），女，甘肃兰州人，研究生，工程师，主要从事建筑材料研究工作。