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徐州陶粒

陶粒吸水率对混凝土结构的影响

陶粒是一种多孔结构的人造轻集料。其内部孔隙分为开口孔和封闭孔两大类，开口孔有毛细孔吸水功能。因此陶粒混凝土内陶粒和水泥浆体存在双重微孔系统。在陶粒混凝土硬化过程中，由于两者的孔隙结构特征、温度差和压力差，发生了陶粒从水泥浆体吸收水分和向水泥浆体返还水分的过程，使陶粒混凝土内部结构发生了以下变化：

1、当陶粒与水接触时，其表面的开口孔吸入水分。在陶粒混凝土拌和物中，则能吸收水泥浆的水分，使陶粒周围水泥浆的水灰比局部降低，密实度增加。

2、在陶粒混凝土硬化过程中，陶粒孔隙所蓄水分又能向水泥浆返还，使水泥浆体处于优良的潮湿养护环境条件。所以陶粒混凝土中水泥的水化程度提高，也将使水泥浆体的密实度增加。

3、普通混凝土中由于各组分的离析和泌水，往往在粗集料下方形成“水穴”，影响界面的粘结力。而在陶粒混凝土中，由于陶粒的吸水作用，不易形成“水穴”，使界面粘结力增强。

4、陶粒在混凝土中吸水的同时，一部分水泥浆也被吸入开口孔内，在界面处形成了“机械铆固”，进一步增加了界面粘结力。

5、混凝土拌制过程中，陶粒籍助毛细管作用吸收水分，在开口孔内部不可避免地要产生“密闭空气”，阻止水分进一步吸入。这样，在陶粒混凝土内部形成了许多类似引气作用产生的“储备孔”。从上可见，由于多孔陶粒的吸水作用，使陶粒混凝土的内部结构与普通混凝土有较大的区别。这些区别必然会影响混凝土的耐久性和工作性，以及高强高性能混凝土的体积稳定性等。
陶粒砖的使用方向也正在指向两个方面，一是建筑用砖，主要为了隔热、隔音等效果；二是因为透水的效果，这正符合海绵城市的发展方向。可以说陶粒砖正逐渐的取代红砖。那么这样一种产品，肯定也有自己的适用范围。透水砖：陶粒透水砖可应用在城市路面硬化的各个领域在使用中它更容易突出路面效果，能营造出格调高雅，绚丽多彩的城市路面，从而起到美化生活环境，提升城市整体形象的作用。目前研发的透水路面砖具有以下特点：首先，有良好的透水、透气性能。可使雨水迅速渗入地下，补充土壤水和地下水，保持土壤湿度，改善城市地面植物和土壤微生物的生存条件。其次，缓解地表径流的作用。透水路面砖由于自身具有良好的透水性能，可有效缓解城市排水系统的泄洪压力，径流曲线平缓，峰值较低，且流量缓升缓降，从而减轻城市排水和防洪压力。第三，对城市热环境的改善作用。透水路面砖可吸收水分与热量，调节地表局部空间的温湿度，对调节城市小气候、缓解城市热岛效应有较大的作用。第四，雨后不积水，雪后不打滑，方便市民出行。城市的下垫面主要有道路、建筑物、广场、绿地等，其中道路面积所占比重大，通过城市路面进行雨水收集利用，其量相当可观，可有效缓解硬化路面对城市地下水资源的负面影响。“海绵城市”以“海绵”一词极其形象地反应了建设要求，而由透水路面砖铺装的道路将传统的“点式排水”改为“面式吸排”，大大增加了排水速度，满足了关键的“渗、滞”两点要求，同时，由透水砖铺就的路面既能有效地吸排雨水，又起到初步过滤净化污水的作用。在海绵城市的建设中，陶粒砖正发挥着不可或缺的作用。

经人工煅烧的页岩或粘土膨胀陶粒，其内部的孔隙由开口的大孔、毛细孔和封闭孔组成，虽然外表有一层较致密的外壳，但其表面仍有大量的开口孔（含毛细孔）。当陶粒浸入水中后，这些开口孔便开始吸取水份，尤其在初始阶段，这种吸水情况表现得极为激烈，一般前十分钟内的吸水量约占一小时吸水率的80-90%，随着时间的延长陶粒的吸水速度逐渐变缓，虽然趋于稳定但其吸水率仍有增长的趋势。观察及分析陶粒浸水后的吸水趋势，可以认为陶粒浸入水中后，陶粒中开口孔开始吸水（即所谓的微泵和自真空作用）。在吸水过程中，部分孔隙和毛细孔内的气体排出体外，部分孔隙内的气体并未随着吸水时间的延长排出体外，而是由于在水的表面张力形成的毛细管力作用下挤压在陶粒内部相互贯通的孔隙中。这部分气体因受到毛细管力的挤压而产生一定的微压，随着孔隙内气体压力的增加，陶粒吸水的过程将逐渐变缓而趋于稳定，但只要毛细管力和被挤压的气体的微压达到平衡前，将继续缓慢地吸收水分。由于封闭孔和这种带有微压气体的存在，陶粒很难达到水饱和的程度。

1、陶粒在水泥浆中的吸水行为有别于在水中的吸水，根据测定，吸水主要发生在初凝前，伴随着水泥浆凝结和水化的深入，陶粒出现放水现象。因此陶粒在水泥浆中的吸水过程是一个可逆过程。

2、这种可逆的双重效应可导致新拌混凝土的和易性下降，坍落度损失加大，但另一面也能减少或避免泌水。成型后的新浇注混凝土由于陶粒的放水自养护现象，更能改善轻集料与水泥浆界面的结合强度，提高混凝土的耐久性。因此，在保证施工工艺条件下，充分发挥其双重效应，其关键在于控制好集料的予湿程度。恰当的予湿处理方法，应以减少在搅拌、运输、成型阶段由于集料吸水导致的和易性下降又能充分保留集料在成型后保持吸放水功能为原则。

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