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1、轻质陶粒混凝土作为一种燃油舱船舶的额外保护摘要半弹性屏障（semi-elastic barrier）变成船舶燃料箱需要使用核心材料，这些核心材料将发挥载体，弹性，耐燃料层的作用。这样的核心材料应该轻便，不与水，燃料反应，防火，耐腐蚀并且最终简单适用而且相对便宜。本文中涉及不同的问题，例如适用轻便材料作为核心材料的组成，准备，应用以及表面处理。关键词： 轻质混凝土 核心材料 油箱保护前言混泥土是最常见的建筑结构应用材料之一。它由于可以广泛应用的独特的性质而收到欢迎。混泥土可以直接使用，称之为“新鲜的混凝土”。它的特点是高可塑性和可操作性，使它几乎没有限制的可以成为任何的建筑。混凝土可以迅速形成坚
2、固的结构是由于它的水化过程给予适当的强度和耐久力去形成建筑。混凝土有一个相对简单的生产方式，原料的获取性和广泛的应用，使得混凝土成为最经常用于建筑结构的材料。这样的情况使得混凝土科技发展成为必然。许多研发项目致力于提高和改变世界范围内混凝土基本的特征。混凝土是一种经过不断的进化，试图应付越来越多复杂建筑要求的材料。混凝土是一种主要有三种成分:粘合剂，聚合（aggregate）水组成的混合物。化学混合物和矿物添加剂，切断钢丝，天然纤维和人造纤维都是适用于它的。将成分混合在一起后，得到了一个粘性-塑料-固体（a viscous plastic solid body）形式的混凝土混合物。许多种类和等
3、级的混凝土成分可以被发现，使得混凝土成为拥有不同特征和应用的混合物成为可能。而其特征可以被引入的化学混合物和矿物添加剂另外更改。如此制造的混凝土能够转化成非常大的结构负载（高强度混凝土），为工程对象提供高耐久力（搞耐久性混凝土）或者填充结构空间 (轻质混凝土)，并且它适合许多其它当代建筑物工业的应用。 混凝土混合物的多样性是因主要成分特定种类，混合物和添加剂的适当的选择而达成。这也使得它们的实用功能开始引起各方注意，而并非只有建筑工业。 其中一个尝试使用混凝土功能应用于其它的，是用混凝土做成的船只燃油箱和货舱额外保护层的项目。聚氨酯涂层也构成油箱的保护成分。混凝土外层是为了将船结构从聚氨酯外层
4、分离出来。这个项目作用是制造相对高强度混凝土与它相当低的体积密度联系（船舶总重量很重要），同时它的耐火性和耐久性充分暗示它的使用寿命。本文讨论了一个混凝土工程和材料学科设计混凝土混合物应用于项目标准的执行方法。下面介绍的是混凝土特定成分的选择方法，这个是制造业和材料应用。轻质混凝土成分的选择混凝土混合物其中一个主要的特征-它的体积密度，决定了其成分。从可能减少船舶额外重量的角度出发，人们尝试获得最小体积密度的混凝土混合物，却要保持它的强度和耐久性价值最大化的特性。轻骨料混凝土品质卓越，超越了其他种类的混凝土。它相对低的体积密度，却保持了高强度和耐用性，这个正好与使用规则的特征相符。低体积密度是
5、轻质混凝土的基本特征之一，这个取决于它的机械和物理属性。根据轻混凝土的定义，体积密度不能超过2000 kg/m3。这个取决于：-种类和总量-混凝土结构-水泥量-骨料吸水量根据具体湿度的程度，混凝土体积密度是不同的:干燥状态（0 - 3% 湿度），空气干燥状态（即 6- 9的湿度），新鲜状态 巩固阶段之后（即14 - 18的湿度）。普通混凝土的体积密度改变很小，但是就轻混凝土而言，它是一种变化程度在20 - 25。骨料占了混凝土体积主要部分（60-75%）。适当的选择是设计低密度混凝土混合物最重要的的元素。在这方面最好的选择，是在有关项目情况中，选择轻骨料和这类骨料。图一。Y轴混泥土密度 X轴
6、骨料的种类 1-3 重型骨料（例如花岗岩），4-6常有骨料 （例如，冰川砾石），7-9 轻骨料（例如，陶粒）在大量的轻骨料中，陶粒骨料被选择出来。陶粒是通过淤泥燃烧和泥土在加热不足时膨胀得到的，最后原料和水混合达到高浓度，并且混合所形成的物体将在温度约1250C的旋转熔炉中烧制。粘土的膨胀它可能的精炼会导致生产出高强度低密度的陶粒。这样的陶粒骨料让人们有可能获得强度达20 MPa，体积密度接近1000 kg/m3的混凝土。强度的增加需要通过骨料体积密度花费的大量增加来获得，因为这个原因而被驳回。混合物设计的下一个成分是选择合适的粘合材料。对于轻骨料混凝土，使用CEM I 32.5 Potlan
7、d 粘合剂。这样的材料含有至少95%的炉渣（孰料）并且最低数量的添加剂。如此之高的的炉渣（熟料）需要快速增长的混凝土强度，在第一周的加工中要达到最终强度的90%。这样粘合剂的最大强度值不能低于32.5 MPa。 混凝土强度的快速增长是实践的重要性的体现，因为它成为了可能。在短时间内从应用到卸除建筑形式和进行进一步的行动。这样下来，时间间隔由于混凝土硬化可降至最低。显而易见的是CEM I 粘合剂应用的缺点是它的水化热太大，这个会导致热发电，由此产生裂缝和消弱结构。通过添加煤灰粉和对给定的元素适当隔热可以避免这样的结果，防止大的温度等级发生，问题主要与大体积混凝土对象相关联。如下图2所示，CEM
8、I 32.5水泥浆作用时间的平均强度增加Y轴 CEM I 32.5 水泥浆强度增加 X轴时间对于设计的轻骨料混凝土额外煤灰粉的使用，该煤灰粉有从浅到深的灰或者浅棕色的矿物粉尘的形式。它主要是由硅，铝和铁氧化物构成。此外，它包含如天然石，各种微量元素和显示少量的焦炭。由于在火炉中的隔热过程，硬煤制造的煤灰粉进入以钙的形式在常温中存在的火山灰中。添加剂的应用是为了提高混泥土的逻辑参数，使人们可能获得具有最佳工作性的混凝土混合物应用到船舶钢构件中。煤灰粉的使用可能减少水泥（粘合剂）的消耗，这是拥有巨大的经济意义的，因为水泥是混泥土混合物中最贵的成分。煤灰粉由于它具有火山灰的特性，可以起到硬化的作用。
9、此外，由于它的应用，水化热被削减并且混凝土强度初期的上升减缓。塑化混合物是在轻质混泥土设计中相继使用的成分。外加剂的使用是为了混泥土混合料特性的相继提高和混凝土的硬化。此外，该外加剂广泛的运用使得选择一个合适的物质为几乎任何混凝土混合物做准备成为可能。通常添加进混凝土的外加剂的分量不会大于5的水泥质量。它们可以是有机和无机的化学物质，物理或者化学和其本事的影响。它们已经反应在混合成分的过程中，它们可以改变一些特性，其中一部分可以是改善，另外一些可能是破坏。由于混合物的使用，混合物的流动性和它的可操作性是增加的，在保持水泥含量的时候，水的使用量是较低的，这样使得混泥土强度更大。在生产混凝土混合物
10、过程中，根据使用的PN-EN标准自来水是可以满足所有相关需求的。轻质陶粒混凝土的制备概述依照事先配制好的配方，混凝土各组分的具体投料顺序如下:集料，有选择的加入粉煤灰或天然砂的添加剂，先加入实验用水量的1/2-3/4，水泥和剩余的用水。如果选择加入曝气-塑化添加剂，最好在混合了上述各组分之后，最后再加入。在配量陶粒之前，对于它的润湿方法，最好按如下要求进行，即加入实验用水量的1/2。对于水泥，它的剂量可以通过称量来获得，而对于集料，可以通过称量或者在确定了它的堆积密度之后，通过测量相应的体积来获得。在称量用水量时，应当注意称量准确，集料最初的潮湿状况难以确定，加上对它的润湿过程的进行，会使得实
11、际实验过程中混合料很难获得一个较为合适的稠度，这就需要不断的对它进行调整。对混合料应当采用机械混合的方式，最好是能够提供强制式的，多点并发并带有反向作用的混合方式，混合时间应不低于3min，如果加入了一些化学曝气剂和塑化剂，那么相应的混合时间就应该延长。陶粒集料混凝土的混合物因为它的稠度相对较低，会使得它的成分容易发生离析，所以在它的运输过程中，我们应当尽量的避免它发生离析现象以及组成的变化，离析会对这种混凝土的泵送过程产生影响。集料具有很强的吸水能力，在混凝土泵送过程中产生的压力会使得部分用水被挤入集料中，造成泵送混合物的致密化，从而在泵送的过程中堵塞泵送管道。为了使得陶粒混凝土便于泵送，我
12、们应当事先对集料进行润湿，并为混凝土设计一个比较好的工作性。陶粒混凝土的混合物在实际应用的过程中，应当在模板的整个表面进行统一的配制，我们应当避免在喷投混凝土时使得它的下落高度太高，同时也要避免使得混凝土按圆锥形放置，因为这样会导致混凝土部分发生离析。使用曝气外加剂可以避免混凝土混合物发生离析。从对混合物的配制完成到用混合料完全填满模具的时间不应该超过30min，对混凝土的密实过程，应当使用高频低振幅并且已经事先浸湿过的振动器。配方下面给出了1m3陶粒混凝土中各种组分的用量，该配方的获得是基于对一般混凝土设计原则的应用同时考虑了轻集料应用过程中的一些具体的细节，最后结合了实验测试过程中的初步设
13、计用量，具体配方如下: CEM I 32.5水泥 350kg 陶粒 450kg（粒径分布范围为0-20mm） 粉煤灰 150kg 水 250L 超塑化剂 0.3%（水泥用量）上述配方是用来获得具有密实结构的陶粒混凝土，其中，水泥渣对集料间的空间的填充率应当不低于85%，具有密实结构的混凝土和那些空洞含量较多或半密实的混凝土相比，具有更大的抗压强度和更好的工作性能，尤其在加入了粉煤灰和塑化添加剂后，这样的性能更容易获得。为轻集料混凝土设计一个精准的配方是非常困难的，因为轻集料具有较高的吸水率，并且容易发生离析，所以在实际生产的过程中，这些配方会普遍的进行核实，并进行相应的修正，很多时候都需要对用
14、水量进行调整。生产过程在具体的生产实例当中，人们所考虑的第一步是使用大概50%的用水量对集料进行浸湿。接着，根据上文中的投料顺序原则，我们将混合料放入搅拌器中进行混合，直到混合料达到一种比较稳定的状态，没有离析，稠密且具有塑性。然后我们在连续控制泥浆稠度的情况下加入剩余的用水量，其目的是为了防止混合物发生过的的液化，这种液化会使得混凝土的应用价值降低并使得混凝土更容易发生离析。在获得了较为合适的稠度并对各组分进行了充分的混合之后，我们将混合料放置到钢板上。将混合物放置到浸湿的振动器上，是为了获得较为均匀的分布。正确配置的混凝土可以很好的进行铺展，不会产生空隙，也不会产生离析或者说组分发生分层。
15、从实验室检测中所配置的混凝土我们可以看到，它们的体积密度范围是1100 -1200 kg/m3，经过28天养护后的抗压强度值为12-14MPa。火山灰质粉煤灰的添加可以使得它的抗压强度在28天养护之后预计增加10%-15%。概要轻陶粒混凝土设计于以上所述原则的应用是非常好的。在低质量和高强度之前权衡，其体积密度在1100-1200 kg/dm3和抗压强范围在12 to14 MPa是合适的。正确制造的混凝土混合物可确保获得高耐久性，因而使得使用寿命变长。 在设计和制造的轻骨料混凝土时，应该记住像这种混凝土的确切的特性，特别是它的高吸水性。所以应该事先浸泡，以避免工作过程中它在混合物的浓度中可能会改变。 环氧树脂层的应用大大提高了系统的特殊的保护层附着力，从而导致其强度和耐久性的提高。 轻混凝土的成分选择，不仅要看技术还要看经济原因。所选择的成分，不仅要在市场上广泛存在，还有要价格优势。参考文献1. Jamroy Z.: Concrete and its engineering methods (in Polish).Scientific publishing house PWN， Warszawa 2008， Third issued2. Nagrodzka-Godycka K.: Laboratory testing of concrete andfe
