张贞强 刘国强 刘开明 邹山梅 王建林 杜红山

（1 甘肃能源化工职业学院；2 甘肃宏盛岩棉科技有限公司，甘肃 兰州 730000）

轻集料自保温砌块是自身能够满足建筑节能设计标准要求的一种建筑保温与结构一体化技术产品[1]，具有自重轻、保温隔热和耐火性能好、保温与建筑墙体同寿命等特点。在抗压强度满足非承重墙体材料要求的同时，与同标号的普通混凝土相比，可减轻自重40%～60%。此种墙体材料应用于建筑工程，将提升建筑现代化水平，符合国家建筑节能发展方向。本试验提出的将玄武岩纤维废料用于轻集料混凝土小型空心砌块的墙体材料就是顺应时代的要求，围绕绿色发展这个理念，坚持将低投入、低能耗、无污染、高产出作为发展绿色建材的思路[3]。

1 原材料

水泥：采用祁连山水泥P·O42.5普通硅酸盐水泥为胶凝材料；石子：当地某商砼站提供，最大粒径31.5mm，表观密度2711kg/m3，现场含水率为0.1%；砂：河砂，当地某商砼站提供，含泥量0.3%，表观密度2601 Kg/m3，现场含水率为0.6%；减水剂：当地某商砼站提供；玄武岩纤维废料：合作企业提供，表观密度2732 Kg/m3；火电厂粉煤灰：当地某商砼站提供，属Ⅱ级灰；膨胀珍珠岩：当地市场购买，表观密度399kg/m3；陶粒：白银地区某厂购买，表观密度570kg/m3；外加剂：FDN高效减水剂。

2 试验方法

轻集料混凝土采用JGJ51-2002《轻骨料混凝土技术规程》进行配合比设计进行试验，抗压强度试件均为150mm×150mm×150mm立方体[4]，分析不同掺量下对混凝土砌块工作性能、容重、抗压强度等的影响，找到最佳实验室配合比，进而在合作企业进行试生产。根据生产反馈的数据，对比工厂化生产和实验室不同的工况，调整配合比，最终找到适合工厂生产的最佳配合比。

3 掺合料对轻集料混凝土的力学性能影响研究

3.1 玄武岩纤维废料掺量的影响

由表1可以看出，外掺玄武岩纤维废料后对轻集料混凝土28d龄期抗压强度影响比较明显。当玄武岩纤维废料的体积掺量低于1%时，轻集料混凝土的28d龄期抗压强度与不掺加玄武岩纤维废料的B0略有降低，这是因为玄武岩纤维废料占比较少，对轻集料混凝土的强度影响不大。当玄武岩纤维废料体积掺加量达1.5%以上时，轻集料混凝土28d龄期的抗压强度降低了15%以上，这主要是由于玄武岩纤维废料基本没有压碎值，导致轻集料混凝土力学性能的下降。而容重随膨胀珍珠岩掺加量的增加而降低。

3.2 陶粒掺量的影响

由表2可以看出，陶粒等体积取代石子后对轻集料混凝土28d龄期抗压强度影响比较明显。掺加陶粒轻集料混凝土28d龄期的抗压强度低于不掺加粉煤灰的C0的抗压强度，这主要是由于陶粒压碎值较低，导致其粗集料作用体现不明显，掺加量过大导致了轻集料混凝土力学性能的下降。而容重随陶粒掺加量的增加而降低。

表1 不同掺量玄武岩纤维废料对轻集料混凝土性能 的影响

表2 不同掺量陶粒对轻集料混凝土性能的影响

3.3 膨胀珍珠岩掺量的影响

由表3可以看出，膨胀珍珠岩等体积取代砂后对轻集料混凝土28d龄期抗压强度影响比较明显。当粉煤灰的掺量低于40%时，轻集料混凝土的28d龄期抗压强度与不掺加粉煤灰的P0略有降低，这是因为粉煤灰在混凝土硬化早期主要发挥的是细集料填充效应。当膨胀珍珠岩掺加量达到60%时，轻集料混凝土28d龄期的抗压强度远低于不掺加粉煤灰的P0的抗压强度，这主要是由于膨胀珍珠岩压碎值很低，导致其细集料作用无法体现，掺加量过大导致了轻集料混凝土力学性能的下降。而容重随膨胀珍珠岩掺加量的增加而降低。

表3 不同掺量膨胀珍珠岩对轻集料混凝土性能的影响

3.4 粉煤灰掺量的影响

由表4可以看出，粉煤灰等量取代水泥后对轻集料混凝土28d龄期抗压强度影响不明显。当粉煤灰的掺量低于40%时，轻集料混凝土的28d龄期抗压强度与不掺加粉煤灰的F0略有降低，这是因为粉煤灰在混凝土硬化早期主要发挥的是微集料填充效应，到了后期粉煤灰的活性效应才被激发出来造成的[2]。当粉煤灰掺加量达到60%时，轻集料混凝土28d龄期的抗压强度均低于不掺加粉煤灰的F0的抗压强度，这主要是由于粉煤灰的活性远不及普通硅酸盐水泥的活性[5]，掺加量过大导致了轻集料混凝土力学性能的下降。而容重随粉煤灰掺加量的增加而降低。

表4 不同掺量粉煤灰对轻集料混凝土性能的影响

4 结论

1）不同掺合料掺量条件下，轻集料混凝土的力学性能变化较大，但基本能保障其作为轻质墙材的强度需求。

2）不同掺合料掺量条件下，轻集料混凝土的容重变化较大，特别是掺量加大的情况下轻集料混凝土容重明显降低，达到了轻质的目的。

3）通过试验对比，与本课题提出的掺加掺合料可以改善轻集料混凝土的容重，使之大幅度降低。