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1、轻混凝土的应用及概述一、轻混凝土应用背景随着现代建筑向大跨、高层的发展,为缩小结构断面、减轻结构自重、提高保温隔热等性能,轻质、高强、多功能、耐久、抗灾、可持续发展的建筑材料已成为土木工程界的重要研究课题,也是现代混凝土技术的重要发展方向之一。轻骨料混凝土因具备这些优点而成为仅次于普通混凝土的用量最大的一种新型混凝土。轻 混 凝 土特 点轻 质 、 经 济性较 好 的 力 学性 能弹 性 模 量 小、 变 形 大耐 火 性 好保 温 且 承 重特别是随着高强轻骨料混凝土的开发，等级为 LC30-40 的高强轻骨料混凝土目前已在城市立交桥、高层建筑、大跨度桥梁及海工等建筑物中得到应用,而在实验室
2、中 LC100 以上的超高强轻骨料混凝土已经研制成功。下面举出几个应用实例:我国南京长江大桥、山东黄河大桥采用陶粒混凝土作车道板;京珠国道主干线和武汉市外环公路的重要桥梁蔡甸汉江大桥,桥面铺装层采用 LC40 轻骨料混凝土建成,都成功减轻了结构的自重,取得良好的经济效益。用陶粒砼浇制桥面板的南京长江大桥（1959 建，1968 通车）卢浦大桥桥面铺装层 CL30 陶粒砼现场施工情况 轻 混 凝 土轻 骨 料 混 凝土结 构 轻 骨 料混 凝 土结 构 保 温 轻骨 料 混 凝 土保 温 轻 骨 料混 凝 土多 孔 混 凝 土加 气 混 凝 土泡 沫 混 凝 土大 孔 混 凝 土 2.1 轻骨料
3、混凝土 粗骨料、轻细骨料(或普通砂)、水泥和水配制而成的轻混凝土称为轻骨料混凝土。由于轻骨料的种类繁多，轻骨料常以轻粗骨料的种类命名，如粉煤灰陶粒混凝土、煤矸石陶粒混凝土、浮石陶粒混凝土、粘土陶粒混凝土等。轻 骨 料 混 凝 土轻 骨 料轻 粗 骨 料天然轻骨料(如浮石、火山渣及其轻砂)工业废料轻骨料(如粉煤灰、陶粒、矿渣珠、自燃煤矸石及其轻砂)人造轻骨料(如粘土陶粒、页岩陶粒、沸石岩轻骨料、膨胀珍珠岩等)轻 细 骨 料 （或普通砂）水 泥 水二、轻混凝土分类图 2.1 陶粒混凝土图 2.2 生产陶粒 轻骨料砼配合比设计要点(1)轻骨料混凝土配合比设计的基本要求除应满足和易性、强度、耐久性、经
4、济性外，还必须满足表现密度的要求。(2)砂轻混凝土宜采用绝对体积法(与普通混凝土基本相同)；全轻混凝土宜采用松散体积法。(3)轻骨料混凝土的拌合用水量为净用水量与附加用水量之和。(4)配制轻骨科混凝土的水泥强度等级应与混凝土的强度等级相适应。 CL20 时，宜用 32.5 级水泥；CL30 时，宜用 42.5 级水泥； CL30 时，应考虑采用 52.5 级水泥。水泥用量最多不宜超过 550kg。 2.2 多孔混凝土 多孔混凝土是内部含有大量细小封闭的气孔，不含粗骨料的轻混凝土。孔隙率大，一般可达 50-85，表观密度一般在 300-1200kg/m3 之间，导热系数为 0.08-0.29W(
5、mk)，强度为 0.5-1.5MPa，因此多孔混凝土是一种轻质多孔材料。根据气孔产生的方法不同，多孔混凝土分为加气混凝土和泡沫混凝土。由于加气混凝土的生产较稳定，其气孔大小和分布更为均匀，因此它的生产和发展更迅速，应用更广泛。（一）、加气混凝土加气混凝土是用钙质材料(水泥、石灰等)、硅质材料(石英砂、粉煤灰、矿渣、页岩、尾矿粉等)和发气剂为原料，轻磨细、配料、搅拌、浇注、发泡、静停、切割和压蒸养护(在 0.8MPa 或 1.5MPa 压力下养护 6-8h)而得的多孔混凝土。其成孔是因为发气剂(常用铝粉)在料浆中与氢氧化钙反应产生氢气而形成气泡，使料浆膨胀，硬化后形成多孔结构。发气利除铝粉外，还
6、有双氧水、碳化钙、漂白粉。 加气混凝土的适用范围：可制成砌块和条板，条板中配有经防腐处理的钢筋或钢丝网，用于承重或非承重的内、外墙或保温屋面等；还可与普通混凝土制成复合外墙板；还可做成各种保温制品如管道保温壳等原料配比（粉煤灰） 原料提升和轮辗搅拌生产砖坯 砖坯运送自然养护 高温高压蒸养釜蒸养（二）泡沫混凝土泡沫混凝土是将水泥浆和泡沫拌合后，再经浇注、养护硬化(多采用蒸汽养护或自然养护)而得的多孔混凝土。泡沫由泡沫剂通过搅拌(或气吹)而得。生产泡沫混凝土的关键是配制泡沫剂。对泡沫剂的要求是：泡沫在和料浆混合时不破坏，具有足够的稳定性，对胶凝材料的凝结硬化不起有害影响。常用松香皂泡沫剂和水解血泡
7、沫剂、合成表面活性剂、蛋白类泡沫剂等 。图 2.3 泡沫混凝土及混凝土发泡剂 主要用途：1屋面保温找坡；2地面保温垫层；3基坑填充；4墙体浇注；5主要用作挡土墙、修建动场和田径跑道、作夹芯构件、也可用作与复合墙板、管线回填，也可用于防火墙的绝缘填充，隔声楼面填充等。 2.3 大孔混凝土大孔混凝土是以粒径相近的粗骨料、水泥和水配制而成的一种轻混凝土-无砂混凝土 。为了提高大孔混凝土的强度，有时也加入少量细集料（普通砂），称少砂混凝土。 大孔混凝土的特点是水泥浆用量少，水泥浆只起包裹粗骨料的表面和粘结粗骨料的作用，而不填充粗骨料的空隙。 大孔混凝土用途大孔混凝土可制成小型空心砌块和板材，用于承重或
8、非承重墒，也可用于现浇墙体，还可制成滤水管、滤水板等用于市政工程。结语随着现代建筑技术的发展,轻骨料混凝土以其轻质、高强、多功能的特点在大跨结构、高层建筑、软土地基以及海上平台、移动结构等工程中有着广泛的应用前景。利用工业废渣等制备的轻骨料混凝土,可降低生产成本,并可减少污染, 做到废物利用, 有利于环境保护,符合现代可持续发展的要求。近年来,高强轻质混凝土在我国结构工程中已经得到一些应用,如唐津高速公路的永定新河大桥、上海卢浦大桥的引桥、北京健翔桥和卢沟新桥的改造工程等。目前我国轻骨料混凝土结构设计规程已经批准发行, 轻骨料混凝土桥梁技术规程正在编制中 ,年内也将发行使用。随着工程技术的不断进步,高强轻质混凝土技术也将不断完善 ,为我国的工程建设带来巨大的效益。
