（2）确定胶凝材料用量并选择砂率。

（3）采用绝对体积法计算粗细骨料的用量：

V s = [1- (m c /ρ c + m w /ρ w)÷1000]×S p ⑵

m s =V s ×ρ s ⑶

V a = 1-(m c /ρ c+ m w /ρ w+ m s /ρ s)÷1000 ⑷

m a =V a ×ρ a ⑸

式中：

m c 、m s 、m g ——分别为水泥、细骨料和粗骨料用量，kg；

V s 、V a ——分别为每立方米混凝土的细骨料和粗骨料的绝对体积，m 3 ；

ρc、ρw、ρs、ρa——分别为水泥、水、细骨料和粗骨料的密度，kg/m 3 。

通过正交试验和配合比的优化，确定最优配合比，各项数据详见表 2。

本试验中配合比设计以骨料饱和面干为基础；细骨料采用陶砂与河砂混掺的方式，河砂占细骨料总量的 20%。

3 试验结果及分析

3.1 页岩陶粒最大粒径对混凝土性能的影响

在试验配合比的基础上，改变页岩陶粒最大粒径，探究其对混凝土工作性能和抗压强度的影响。试验结果如表 3、表 4 所示。

由表 3 可知，随着陶粒最大粒径的减少，混凝土拌合物工作性能也随之下降，陶粒最大粒径小于 4.75mm 时，混凝土拌合物流动性很差，无坍落度。陶粒最大粒径 19.0mm 与最大粒径 16.0mm 混凝土拌合物工作性能接近，一方面是因为本次选用的页岩陶粒 16.0～ 19.0mm 组分较少，另一方面这两个粒径的陶粒比表面积相差较小，仅有 15.8%，包裹其所用的水泥浆体数量也比较接近，故而混凝土拌合物的工作性能差别不大。当陶粒最大粒径小于 16.0mm 时，混凝土拌合物工作性能大幅度下降，对实际施工操作有较大的影响，主要原因是随着陶粒最大粒径减少，陶粒的比表面积成倍增加，增加幅度分别为 68.5%、100%、101.3%，比表面积增加使得陶粒可以吸收更多的水，而拌合用水量没有增加，导致没有足够水分提供给胶凝材料进行拌制和分散，造成混凝土拌合物工作性能显著变差。当陶粒最大粒径小于 4.75mm 时，混凝土拌合物基本失去工作性能，主要原因是陶粒的比表面积过大，陶粒吸水使拌合物流动性降低，本试验配合比条件下水泥浆体数量严重不足，混凝土拌合物难以拌合、成型。若对工作性能有要求，可适当增加胶凝材料的用量。

由表 4 和图 1 可以看出，随着陶粒最大粒径的减小，抗压强度有所增加，但增加不显著，仅提升 2% 左右。主要原因是随着陶粒最大粒径的减小，胶凝材料更容易填满骨料之间的空隙，混凝土中胶凝材料浆体与骨料间界面过渡区的微裂缝变少，使抗压强度升高，但减少幅度有限，无法从量变到质变，应该是本试验配制轻质高强混凝土抗压强度较高，均在 70MPa 以上，接近原材料性能极限，造成混凝土抗压实际提升不大。当最大粒径小于 9.5mm 时，抗压强度反而降低。主要原因是随着最大粒径的减少，骨料比表面积成倍增加，胶凝材料浆体无法完全包裹陶粒，反而造成界面过渡区有更多的空隙，使抗压强度降低。

3.2 页岩陶粒级配对混凝土性能的影响

在试验配合比的基础上，改变粒级组分 G 1 （0～9.5mm）和 G 2 （9.5～19mm）的比例，探究其对混凝土工作性能和抗压强度的影响。试验结果如表 5、表 6 所示。

根据表 5 的试验结果，随着陶粒粒级 9.5～19.0mm 的减少，混凝土拌合物坍落度先增加后减少，陶粒的松散空隙率发展趋势大致相反，主要原因是陶粒的松散空隙率低，有利于混凝土拌合物的工作性能。当粒级 0～9.5mm 与 9.5～19.0mm 为 1:1 时，陶粒的松散空隙率最小，混凝土拌合物工作性能最优，流动性、粘聚性、保水性相对均衡。在不改变混凝土拌合物工作性能条件下，陶粒的松散空隙率低，可以减少胶凝材料用量，从而节约资源，降低生产成本，减低废物排放，保护环境。陶粒松散空隙率越低，混凝土拌合物工作性能越好。

从表 6 和图 2 可以得知，随着陶粒粒级 9.5～ 19.0mm 的减少，混凝土抗压强度先增后减，然后再增，陶粒的松散空隙率发展趋势大致相反，主要原因是松散空隙率小，粗骨料级配合理，胶凝材料填充细骨料的空隙，细骨料填充粗骨料的空隙，水泥水化完全，混凝土试块密实度高，内部空间基本被填满，使抗压强度增加。但混凝土抗压强度实际提升不明显，最大仅提升 5.5%。主要原因是本试验配制轻质高强混凝土抗压强度较高，均在 70MPa 以上，接近原材料性能极限，造成混凝土抗压实际提升不大。

4 结论

（1）随着页岩陶粒最大粒径逐渐变小，混凝土流动性变差，粘聚性和保水性有所增加。抗压强度有所增加，但增加不显著，仅提升2% 左右，难以在实际工程中有明显的经济效益。

（2）当陶粒粒级 0～9.5mm 与 9.5～19.0mm 为 1:1 时松散空隙率最小，混凝土拌合物工作性能最优，流动性、粘聚性、保水性相对均衡。同时，混凝土抗压强度最高。实际工程中应采用较低松散空隙率的轻粗骨料。

参考文献

[1] 郝彤，朱明涛，于秋波，等．全轻页岩陶粒混凝土强度的主要影响因素研究[D]．郑州：郑州大学土木工程学院，2016．

[2] 孔丽娟．陶粒混合骨料混凝土结构与性能研究[D]．哈尔滨：哈尔滨工业大学，2008．

[3] 龚洛书，丁威．我国高强陶粒和洋陶粒性能的试验研究[J]．房材与应用，2000(5): 31-32．

[4] 刘焱．轻骨料混凝土的配合比设计[J]．商品混凝土，2008(2): 43-44．

[5] 余舟，杨华全，王磊，等．粉煤灰品质对混凝土性能影响试验研究[J]．混凝土，2019(12): 80-83．

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