普通混凝土、吸水率大的陶粒砂与吸水率小的陶粒砂对比自收缩能力

导读:　　（1）采用吸水率大的陶粒砂的轻骨料混凝土内部相对湿度比采用吸水率小的陶粒砂的轻骨料混凝土的高；普通混凝土内部相对湿度开始下降的时间较早，其内部湿度比采用预湿24h 两种陶粒砂的轻骨料混凝土的都低，这主要是由于天然石子不存在类似于陶粒砂吸水返水的特性。

1.骨料类型与有效水灰比的关系。

　　经过预湿处理后的陶粒砂具有“ 蓄水池” 功能，吸水率大的陶粒砂在陶粒砂混凝土中有较好的返水能力。

因此，陶粒砂经过预湿处理后，陶粒砂混凝土中有效用水量下降很少或 基本不下降。

此时陶粒砂混凝土的有效水灰比接近于混凝土配合比设计时的净水灰比，由于有效水灰比对混凝土自收缩有很大影响，因此，有效水灰比下降越小的陶粒砂混凝土，其自 收缩值越小。

经过预湿处理后，采用吸水率大陶粒砂的轻骨料混凝土的有效水灰比下降值小于采用吸水率小的陶粒砂的轻骨料混凝土，从而其自收缩也较小。

　　对于天然石子，由于没有“蓄水池”功能，也就没有返水能力。

随着水泥水化的进行，混凝土内部有效水灰比大幅度下降，但由于天然石子对水泥石有较强的约束作用，其自收缩受到一定的限制。

　　2.骨料类型与湿度场的关系。

　　采用陶粒砂的轻骨料混凝土内部相对湿度比采用陶粒砂的轻骨料混凝土的高。

这是由于陶粒砂吸水率比陶粒砂的大，表面比较粗糙且多孔，因此，经过预湿处理后，陶粒砂内部储存水量多，返水能力强，能不断地为水泥浆体中的毛细管补充水分，相对有效水灰比和湿度下降较少。

普通混凝土有效水灰比和内部相对湿度开 始下降的时间较早，且在28d 龄期时，湿度已下降至 https://www.flowerba.com/，比预湿 24h 的两种陶粒砂混凝土都低，这主要是由于天然石子不具有吸水返水特性。

　　3.湿度场与孔结构的关系。

　　由于陶粒砂具有吸水返水特性，经过预湿处理后的陶粒砂内部储存大量的水分，从而使得陶粒砂混凝土中水泥石的水化反应充分进行。

天然石子则没有这样的特性，所以水化反应不够充分。

因此，采用吸水率大的陶粒砂， 其水泥石中孔径小于50nm 的孔结构比例较采用吸水率小的陶粒砂的轻骨料混凝土的小。

陶粒砂混凝土水泥石中孔径小于50nm 的孔结构 比例都比普通混凝土的小，由于水泥石中孔径小于50nm 的孔结构正是引起混凝土自收缩的主要原因，所以此类型孔结构比例越高，则混凝土产生的自收缩越大。

　　水泥石孔径分布测定结果表明，采用吸水率大的陶粒砂的轻骨料混凝土，其水泥石中孔径小于50nm 的孔结构比例小于采用吸水率小的陶粒砂的轻骨料混凝土的。

因此，陶粒砂混凝土自收缩小于陶粒砂混凝土的自收缩。

普通混凝土水泥石中孔径小于50nm 的孔结构比例大于采用和陶粒砂的轻骨料混凝土的，普通混凝土自收缩大于陶粒砂混凝土自收缩，但普通混凝土自收缩却小于陶粒砂混凝土的自收缩，主要是由于天然石子对水泥石的约束程度高于陶粒砂对水泥石的约束程度。

　　4.骨料类型与自收缩的关系。

　　混凝土自收缩受粗骨料对水泥石约束程度的影响，其最终自收缩是与有效水灰比和粗骨料约束程度共同作用的结果。

天然石子虽然没有类似于陶粒砂的吸水返水特性，但是其强度比 陶粒砂的大，其对水泥石的约束程度高于陶粒砂对水泥石的约束程度。

最终普通混凝土自收缩大于采用吸水率大的陶粒砂的轻骨料混凝土自收缩，但小于采用吸水率小的陶粒砂的轻骨料混凝土的自收缩。

　　（1）采用吸水率大的陶粒砂的轻骨料混凝土内部相对湿度比采用吸水率小的陶粒砂的轻骨料混凝土的高；普通混凝土内部相对湿度开始下降的时间较早，其内部湿度比采用预湿24h 两种陶粒砂的轻骨料混凝土的都低，这主要是由于天然石子不存在类似于陶粒砂吸水返水的特性。

　　（2）采用吸水率较大的陶粒砂的轻骨料混凝土， 水泥石中孔径小于 50nm 的孔结构比例小于采用吸水率小的陶粒砂的轻骨料混凝土的，普通混凝土水泥石中孔径小于 50nm 的孔结构比例大于陶粒砂混凝土的。

　　（3）自收缩是有效水灰比和粗骨料约束程度共同作用的结果。

骨料是否具有吸水返水特性会影响有效水灰比，从而影响混凝土内部湿度场和孔结构。

天然石子强度比陶粒砂的大，其对水泥石的约束程度高于陶粒砂的，因此，普通混凝土自收缩小于采用吸水率大的陶粒砂轻骨料混凝土的自收缩，但是大于采用吸水率小的陶粒砂轻骨料混凝土的自收缩。

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页岩陶粒砂混凝土存在的问题

(l)水泥砂浆的容重往往比陶粒砂的容重大很多，因而在振捣的时候，一部分轻的陶粒砂会“漂浮”在试块的表面，这样就会出现陶粒砂混凝土拌合物分层离析的现象，导致不能获得良好的强度和外观质量。

　　在其混凝土形成过程中，页岩陶粒砂、水等比重较小的部分会上浮，比重较大的水泥浆和细骨料却会下沉，造成了混凝土的不均匀性，使陶粒砂混凝土不同位置上其组成也不同。

这样就形成了陶粒砂混凝土在宏观和细观上的内外分层结构，从而降低了陶粒砂混凝土的强度，同时其抗渗性、抗冻性、抗碳化侵蚀、抗化学侵蚀等性能也受到严重的影响。

为了改善这一现象，在配制陶粒砂混凝土时，必须要控制水和轻骨料的运动，阻止水和轻骨料的自由运动。

　　(2)由于陶粒砂的品种很多而且各不相同，在配制陶粒砂混凝土时的最佳用水量也不同，一般各品种都存在一个各自的最佳用水量，若用水量不当，试块成型会出现孔洞等不良的现象。

使得在配比时比普通混凝土要复杂很多。

　　(3)由于陶粒砂具有粗糙多孔的特点使得其具有很高的吸水率，吸水率太高会导致陶粒砂混凝土工作性差，不能满足施工要求，这严重影响了轻骨料混凝土的应用，如果长时间长距离运输、振捣时间过长等施工处理不恰当，很容易使陶粒砂混凝土拌合物产生离析现象。

　　(4)要使页岩陶粒砂混凝土既承重又保温即又有一定的强度又要起热导率低，这之间有一个平衡点，强度等级高相应地表观密度较大，而这时热导率也会较大，而保温隔热材料是指小于https://www.flowerba.com/(m·K)的材料，若选择强度等级为LC15，其密度等级至少是800，根据规范相应地导热系数为/(m·K)，使其热导率小于/(m·K)是一个难点问题。

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陶粒砂在废水除磷的效果

众所周知，在全球经济发展的浪潮中，资源与环境是人类遇到的两大难题，节约资源、保护环境的要求越来越 高。

因此，寻找适应这种形势发展的新材料具有十分重要的意义。

而多孔陶粒砂正是适应了这种形势发展需求的新材 料，它能够提高效率、节约能源、变废为宝，在环境保护方面发挥着越来越大的作用。

以天然陶土为主要原料，掺 加适量的化工原料，生产出一种较理想的水处理滤料—球形轻质陶粒砂，用于曝气生物滤池处理城市废水；某江水中 有机污染物较多，AOC（可同化有机碳）浓度高达619μg/L，常规处理工艺对原水中AOC的去除率为，而用生物 陶粒砂预处理对AOC的去除率为54%，有效减小了后续单元的负担。

目前，将陶粒砂应用于水源水去除微污染物的研究也 已相继开展。

　　多孔陶粒砂粒度均匀，强度高，表面多微孔，内部网纵横交错，不易板结，具有很强的吸附能力，使用寿命长。

陶粒砂中含有一定的CaO、Al2O3和Fe2O3等，CaO对磷有沉淀作用，Al2O3和Fe2O3有吸收磷的能力。

采用回转窑在 1200℃烧成的球状陶粒砂做了吸收磷的实验，发现最高吸收率可达3465mg/kg。

制备出了多种陶粒砂，对陶粒砂有了初步的 认识，并通过静态试验和动态试验对陶粒砂的性能及其除磷的效果进行了测试。

　　主要研究陶粒砂去除水中磷酸盐的各个影响因素：包括陶粒砂的种类、振荡时间等，分析陶粒砂除磷的最佳种类以及最佳反应时间。

　　以自制模拟废水为原水，通过静态烧杯试验，考察了自制多孔陶粒砂在一定的升温速率和保温时间下，添加剂的成份和含量对陶粒砂除磷效果的影响以及对出水pH值的影响。

　　（1）钙的含量对除磷效果的影响。

（2）镁的含量对除磷效果的影响。

（3）铁的含量对除磷效果的影响。

　　综上所述，陶粒砂的种类不同，其对废水中磷酸盐的去除率不同。

　　废水中的陶粒砂随着振荡时间的增加，其吸附量不断增大，溶液中残余磷浓度不断降低，水体中磷酸盐去除率不断增大。

在振荡时间为5h时，含钙陶粒砂对磷的去除率达到90%以上，含钙镁、钙铁陶粒砂在振荡18h时，对磷的去除率也可达到80%以上，去除效果较好。

在试验的过程中，发现含钙陶粒砂的锥形瓶中有絮状物产生，这可能也是其处理效果好于其余几种陶粒砂的原因之一。

　　（1）陶粒砂对出水pH的影响。

（2）陶粒砂对废水中磷酸盐的动态吸附。

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