基于陶粒混凝土性能调控及质量检测与控制研究

陈颖 罗亚历 李斌

摘要随着时代的发展、信息化的普及，人们对建材的质量要求越来越严苛。因此，建材的行业想要长期稳健发展，就需要引进先进检测技术和设备，提高自身产品质量，保障自身竞争力。本文就建材中陶粒混凝土的研究進展和质量检测进行了分析，以供参考。

关键词  陶粒混凝土；
性能调控；
质量检测；
质量控制

0引言

“陶粒混凝土”的直译就是以陶粒为骨料的混凝土，以混凝土为骨架，并与有关的胶凝材料共混制备。陶粒因轻质、高强、保温性能良好，在建筑业中得到了广泛应用。陶粒混凝土也是轻集料混凝土的一种，即先以工业废渣为原料制备出陶粒，然后再以陶粒为原料制成混凝土。陶粒混凝土是一种具有特殊性能的新型建筑材料，它和普通混凝土的不同之处是用陶粒取代沙石，因此，陶粒与沙石在性质上有较大区别，陶粒混凝土与普通混凝土在性能上也有较大差异。陶粒混凝土是将粉煤灰和矿渣按一定比例配制成的一种混合料，因此在拌合物的流动性方面要比其它类型的混凝土差一些。

陶粒密度小、比表面积大，在使用过程中不容易发生变形和裂缝，此外陶粒还具有多孔结构和轻质高强等特点，因而表现出优异的保温、隔热、隔音效果，使得陶粒制成的混凝土具有良好的耐久性能和抗裂性能，广泛应用在建筑物外墙、屋面或者地下空间防水处理等方面。故本文就陶粒混凝土的性能调控、质量检测及其控制进行了分析研究。

1陶粒混凝土的特点

与普通混凝土相比，在维持高强度的前提下，陶粒混凝土自重可减轻20%以上。陶粒为天然矿物或者工业废弃物等原料，经加工处理后得到的多孔颗粒状复合材料，其内孔隙发达，有较大的比表面积和较小的吸水率，导热系数低，保温隔热性能良好，并且便于施工与维护。伴随着时代不断发展，以陶粒混凝土为基本建筑材料的工程日益广泛，在结构的恒载作用中占了很大的比重，对于材料性能要求比较高的高层建筑等大型工程来说，陶粒混凝土无疑是很有竞争力的。因此，如何进一步提高陶粒混凝土强度，增强其抗拉能力以及耐久性是目前亟待解决的问题。目前，国内外对陶粒混凝土研究和应用作了不少努力，取得了许多宝贵经验，在积累大量资料的情况下，为我国高性能陶粒混凝土后续研制打下了坚实基础。随着科技的进步，陶粒混凝土竞争力得到了更全面的体现，它具有如下特点：

（1）质量轻、强度高、特性显著。由于陶粒具有良好的力学性能及抗冻性，因而被广泛地应用于道路桥梁施工中。所以，通常可使用粒径较小的原料制成水泥和粉煤灰之类的轻质混凝土，使用陶粒混凝土后，工程施工的复杂性大大降低，资源消耗减少。

（2）高耐久性。陶粒作为一种无碱集料，有利于降低有关碱骨料引起的内部应力，并借助其特殊微观构造，也就是多孔结构在后期养护过程中不发生明显膨胀，有利于保持混凝土构造稳定完整。

（3）保温、保湿、隔热的特点。陶粒作为一种新型无机非金属材料，它具有抗压强度高、抗折强度大的特点，是极好的建筑材料。其导热系数低，可以减少建筑能耗，它的保温隔热性能特别优异，以陶粒为粗骨料，陶粒混凝土用作内部热量隔断，也可以通过隔热墙板悬挂，在当今的建筑工程中运用比较广泛。

（4）社会效益突出。陶粒是一种绿色环保建筑材料，可应用于住宅建筑及公共建筑中。陶粒来源于废弃的工业原料、矿渣料和人为生活垃圾等，环保节能效果显著，不产生任何污染且可循环再使用，使用寿命长，属现代新型绿色建材的一种，成本相对于碎石之类的来说也相对便宜一些。陶粒混凝土使不便被处理的废弃物得以二次改造和利用，减少能源消耗和施工难度，节省成本。在各个运输部门、市政管理和城市建设中通过大规模替代传统混凝土，可以大大减少自然资源的使用。同时，因轻集料混凝土耐久性好，其能够显著延长项目的使用寿命，并进一步降低对自然资源的需求量。

2陶粒混凝土的性能调控

目前，陶粒混凝土的性能正朝着高强度、低密度、低吸水率的趋势发展，此外，陶粒混凝土除应用在房屋建筑中外，还可以应用于桥梁和其它土木工程作业中，能够根据使用环境调控陶粒混凝土的性能。

H.Weigler等通过提高陶粒孔隙率而使结构混凝土密实度下降，从而提高混凝土的保温性能。李海艳等把600级陶粒和陶砂以6∶4的比例混合，然后掺加一定配比的粉煤灰和引气剂等配制成新型混凝土，能够明显改善混凝土的隔热性能。付达新等对陶粒进行憎水处理，然后制备出憎水基陶粒混凝土，导致混凝土内水分无“微泵”效应，使得该混凝土强度增加，但是该混凝土的密度大、保温性能差。刘丽莎等研究了不同纤维对陶粒混凝土性能的影响，研究发现，添加钢纤维与渗入有机仿钢丝纤维相比，前者对混凝土工作性能影响较大。此外，通过陶粒预湿和外掺玄武岩纤维制备混凝土，结果发现该工艺会增加混凝土的导热系数，但是热工性能仍满足于公共建筑外墙对陶粒混凝土的规范要求，同时发现在满足热工性能要求的前提下，当玄武岩纤维体积掺量为0.2%时，陶粒预湿时间为72 h时，混凝土试件的抗裂性能有了最大限度的提高。

现代建筑对陶粒混凝土性能的要求越来越高，需要结合多种材料以及制备方法，以获得满足实际需求的混凝土材料，可以从以下几方面着手：使用性能优异的轻集料为原料；
通过发泡法制备轻质多孔的陶粒材料，提高混凝土的保温、保湿、隔热性能；
综合调控粉煤灰、纤维和减水材料的添加量，提高混凝土材料的力学性能；
通过对陶粒材料的预处理，增加其本身与水泥材料之间的附着力，提升混凝土的抗裂性能。

3陶粒混凝土材料检测

陶粒混凝土包括陶粒、砂石、矿物掺合料、水泥、水及外加剂等，下面主要对常见材料进行质量检测试验。

3.1陶粒材料的检测

陶粒是陶粒混凝土材料中的主体部分，陶粒质量对于整个制品起到了决定性的作用。所以在投入生产之前必须对其进行测试，使其符合材料性能的要求。检测时应做到以下几点：第一看原材料检测报告是否符合行业标准要求；
二是采用四分法对陶粒样品进行随机取样，保证最终结果的真实性与准确性；
此外，建设单位和监理单位也应该对陶粒材料进行多次抽查，以确保其质量。

3.2砂石材料检测

通过堆料采样法进行测试和检测砂石材料，以确保随机性和统一性。在检查过程中，去除表面带有杂质的样品，并从不同的混合区域提取砂石样品，得到新砂石样品。用四分法随机抽取砂石样品，确保最终结果真实准确。具体步骤是将融合好的砂石样品置于清洁处、硬梆梆的外表，用铁锹把试样铲起来堆在圆锥体上，每一锹把试样撒到上一锹上，砂石匀速落在锥体的周围，充分搅拌试样。重复以上步骤，堆制成20 cm厚圆饼状。把铁锹（十字金属板）沿着对角线纵向插在扁平锥体顶端并分为4份，弃置相对二份，重复堆锥和四分的步骤直到获得预期的分样重量。为充分保障砂石质量满足产品需求，对砂石原材料进行多次不定期检验，此外生产单位和监理单位也可以对砂石材料进行平行抽检实现多向保障。

3.3矿物掺合材料检测

陶粒混凝土生产中矿物掺合料的选择应采用2种或2种以上矿物掺合料，按照一定的比例混合，在混凝土拌合过程中，掺合物的类型和数量应通过试验确定；
对于高强混凝土或其它有特殊要求的混凝土，不选择低于2级粉煤灰进行配比，因此，矿物掺合料必须确保符合标准后才能投入使用。

3.4水泥材料检测

水泥对产品的生产起着至关重要的作用，检测工作也要严格按照行业标准与要求进行。水泥是否合格，还要结合设计、施工要求和现场施工环境来决定，验收水泥材料，检验品种、等级、稳定强度等等，还要检验水泥抗压强度，如超过某一生产期限还要重新检查，只有经过检验的水泥才可以用于陶粒混凝土。

3.5外加剂材料检测

外加剂材料应符合现行国家标准中的相关规定，混凝土外加剂的检验项目主要检测以下几方面：一是检测用水泥。使用基准水泥检验的抗压强度比小于使用工程水泥检验的抗压强度比，另外在不同外加剂数量下，工程水泥检验出来的结果差别不大，而基准水泥则可以反映外加剂质量水平，因此应严格遵循国家检测标准，采用基准水泥进行外加剂质量检测；
二是含气量。为了满足混凝土的和易性，须提高引气外加剂的用量，容易导致含气量超标；
三是检测掺量。采用折固确定掺量，因为厂家提供的掺量易导致泌水、抓底等情况；
四是检测相容性。水泥外加剂掺合料的相容性问题会影响混凝土性能，相容性检验能够大体反映混凝土实际状况。此外，选用的外加剂应有供货单位提供的技术文件，包括但不限于产品说明书，并应标明产品主要成分、出厂检验报告及合格证、掺外加剂混凝土性能检验报告。

4控制措施

4.1加强陶粒混凝土配合比设计优化

陶粒混凝土配合比是材料质量控制的源头，它的强度、抗裂性、表观质量等性质受配合比直接影响。（1）选择合适的水泥类型，选择优质粉煤灰作为凝胶材料，严格控制水泥材料和水粘合比例，混合正确的纤维量，并且准备好适当的进料顺序，以确保相容性的均匀性；
（2）选择颗粒级配好、吸引力强度高的陶粒，并设置适当的浸泡时间，以提高陶粒混凝土的内部耐久性效果，减少陶粒开裂。

还应选择引气效果好、发泡时间长、气泡小、尺寸均匀的引气剂。最后应注意陶粒混凝土的工作性能，降低陶粒离析及浆体泌水现象，增强陶粒的整体性及填充性能。

4.2加强材料检测工作的监督和管控工作力度

要想切实保障建筑原材料检测的科学性和合理性，就必须要求相关工作单位在各个环节中全面强化监督管理力度，及时抑制部分不合理的工作行为，并在此基础上实施相应的惩罚。对工程施工单位来说，全面加强对工程施工材料采购质量的管理是非常重要的，严禁某些假冒伪劣产品流入生产车间，为了能够切实确保整个原材料检测工作能够发挥其应有的功能与作用，还需切实做好原材料的合理储存，避免性质发生严重变化等情况出现，切实确保整个过程质量稳定。不仅如此，还要对材料检测工作制定统一标准，对原材料检测工艺流程应进行更细致、更规范的规定，这样才能保证原材料质量检测工作能够顺利进行，检测工作人员需接受统一标准技能培训，建立统一的检测工作标准，严格按照检测规范要求运行，以确保材料整体检测工作科学合理。通过建立统一化的材料测试工作标准，保证了测试工作人员不会发生非常严重的人为疏忽，而不会发生原材料测试无序现象，对每一个测试工作环节都提供了详细的参考依据，从而保证了整个原材料测试工作的高质量开展。

一些单位对于原材料检验及质量控制不够重视，主要是由于我国尚未形成一套完整的质量监督体系所致，采用不同监督部门应结合实际情况的需要制定出相应的监督细则，特别是对原材料质量监管方面应健全陶粒混凝土质量检测監管流程，有效开展针对性监管，厘清监管流程及材料质量标准，从而把细则贯彻在不同的环节中，强化陶粒混凝土原材料质量的检测与控制，确保陶粒混凝土成品质量。

4.3加强陶粒混凝土原材料检测体系保障工作

应全面加强对原材料质量检测进行优化与改进，切实建立原材料质量监督与安全保证工作体系，应切实提高与改进原材料质量检测成效。（1）材料检测人员专业素养需综合强化周期性参与部分专业技能培训的能力，应切实保障检测人员专业素养，满足行业标准材料要求与规范的从业经历；
（2）材料质量检测人才和各类先进检测仪器设备需全面加大引进，应确保检测仪器设备功能更健全，在检测工作人员专业技能较高的情况下，材料检测工作总体质量与效果才能得到有效保障。（3）材料检测工作保障体系还需进一步健全，应全面强化员工对原材料检测的质量认识，还应严格落实材料检测的质量工艺流程和相关工作制度，充分落实陶粒混凝土的检验内容，有效确保陶粒混凝土检验的规范化与合理性。

5总结

总之，陶粒混凝土材料制造过程中材料质量的可靠性直接决定了后续建造工程的质量与性能，所以注重陶粒混凝土性能研究与质量检测势在必行，要严格执行国家标准，强化原材料及制品检测，从而保证产品的质量，为后续建筑物的质量起到了保障。

参考文献

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