铁尾矿陶粒轻质混凝土早期变形及其对物理力学性能的影响研究

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装配式建筑的迅速发展,使得实现建筑物轻质化已成为装配式建筑创新发展的重要方面。利用铁尾矿陶粒制备轻质混凝土,不仅能够有效降低结构物自重,而且符合尾矿资源再生利用和循环经济的要求,对推动建筑装配式发展及建筑节能环保化具有重要意义。本文主要研究了铁尾矿陶粒轻质混凝土早期收缩变形及其物理力学性能,通过不同方式预处理陶粒,将制备的铁尾矿陶粒混凝土与普通混凝土早期毛细管负压及收缩变形进行对比,研究了混凝土界面区微观结构和孔隙变化。并在此基础上,制备铁尾矿陶粒泡沫混凝土,对其早期收缩变形及物理力学性能进行了分析研究。经过系统的试验和分析,得到了以下成果:(1)采取选用粒径较小的铁尾矿陶粒、降低浆体的密度或者增大浆体的屈服剪切应力和粘度等措施可以减轻陶粒在浆体中的上浮情况。在使用700级铁尾矿陶粒的混凝土中,粉煤灰掺量20%,水灰比0.35的配合比中陶粒不易上浮,陶粒混凝土基体更为均匀。在陶粒泡沫混凝土中,400级铁尾矿陶粒不易上浮,但早期需要更好地养护。(2)铁尾矿陶粒混凝土较普通混凝土的早期水化反应更为平缓,毛细管负压曲线更为光滑,收缩情况与普通混凝土相似,但基体不易开裂。与普通混凝土相比,铁尾矿陶粒混凝土泊松比略大,弹性模量较小,且其强度越低,与同强度等级普通混凝土弹性模量相差越大。(3)相对于普通混凝土存在硬度明显偏低的界面薄弱区,铁尾矿陶粒混凝土反而存在一个约60~80μm宽的界面增强区。铁尾矿陶粒混凝土本身没有明显的界面过渡区,界面处主要靠较强的陶粒和浆体的摩擦力,以及陶粒表面和浆体的咬合啮结作用连接。(4)铁尾矿陶粒预湿1h可以明显降低陶粒混凝土早期开裂可能性,且在未明显增大早期收缩情况下,显著提高工作性能;铁尾矿陶粒饱水处理反而会增大早期收缩变形,增大开裂风险。(5)泡沫混凝土中加入50%体积铁尾矿陶粒后,可以减轻早期收缩变形,减小混凝土开裂风险。预湿方式为饱水处理的铁尾矿陶粒泡沫混凝土早期开裂风险最低,基体早期表现为膨胀变形,孔隙率最低,且其抗压强度和软化系数最大,导热系数和吸水率最低。
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