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浅述轻骨料混凝土性能及施工

朱超
摘要：随着我国城市化建设的不断推进，轻骨料混凝土作为一种新型混凝土技术运用也越来越广泛。本文主要依据《轻骨料混凝土技术规程》JGJ51-2002和相关的技术规范以及本人在施工中积累的经验，浅述轻骨料混凝土的性能及其施工工艺。
关键词：轻骨料混凝土、新型混凝土技术
为了加快推广应用促进建筑业结构升级和可持续发展的共性技术和关键技术，住房和城乡建设部与2010年10月发布了“关于做好《建筑业10项新技术（2010）》推广应用的通知”，其中第二项“混凝土技术”的子技术就包括了轻骨料混凝土。
轻骨料混凝土对于高层建筑、大跨度建筑、高抗震、软土地基地区是重要的建筑材料，目前这种新技术已广泛运用于各种热工、水工、桥涵、房屋、船舶等建筑物，由此带来的效果也已日益凸显。
一、轻骨料混凝土的定义
轻骨料混凝土是指用轻粗骨料、轻细骨料（或普通砂）、水泥胶凝材料和水配置而成的混凝土，其干表观密度不大于1950kg/m3。若粗、细骨料均为轻质材料，又称为全轻骨料混凝土。若粗骨料为轻质，细骨料全部或部位采用普通砂侧称砂轻混凝土。若用轻粗骨料、水泥和水配置而成的无砂或少砂混凝土称大孔轻骨料混凝土。若在轻粗骨料中掺入适量普通粗骨料，干表观密度大于1950kg/m3、小于或等于2300 kg/m3的混凝土则为次轻混凝土。
二、轻骨料混凝土的性能
2.1轻骨料混凝土与普通混凝土不同之处在于骨料中存在大量空隙，也正是如此，才赋予其许多的优越性能。轻骨料混凝土具有轻质、高强、保温和耐火等特点，并且变形性能良好，由于弹性模量较低，在一般情况下，其收缩和徐变也较大。
2.2轻骨料混凝土耐火性能好，在高层建筑或阳光曝晒的地方，如果使用热阻低的普通混凝土材料，温度很容易传递，会使钢筋毁坏，而轻骨料混凝土不同，其导热系数低，热阻大，不容易导热，能更好的保护钢筋。
2.3轻骨料混凝土的抗震性能佳，地震的波动和冲击量很大，普通混凝土材料承受地震力大，而轻骨料混凝土材料本身密度小、质量轻，承受荷载的能力较强，有很好的减震效果。第三，轻骨料混凝土材料的耐久性良好，轻骨料混凝土具有良好的抗渗性、抗冻性和抵抗各种化学侵蚀的能力，相比普通混凝土材料具有更好的耐久性。
2.4轻骨料混凝土的结构效益好，轻骨料混凝土比普通混凝土材料表观密度低20%-40%；轻骨料混凝土的比强度大于普通混凝土材料，结构质量轻，在结构断面相同的情况下，由于自重的减小.可以提高结构承载力。
2.5虽然多孔轻骨料的强度低于普通骨料，但是由于轻骨料的孔隙在拌和料搅拌时具有吸水作用，造成轻骨料颗粒表面的局部低水灰比，增加了骨料和水泥的粘接力。这样在骨料周围形成了坚强的水泥石外壳，约束了骨料的横向变形，使得骨料在混凝土中处于三向受力状态，从而提高了骨料的极限强度，使得轻骨料混凝土的强度与普通混凝土接近。
2.6轻骨料混凝土的强度等级应按照立方体抗压强度标准值确定。强度等级可以划分为LC5.0；LC7.5；LC10；LC15；LC20；LC25；LC30；LC35；LC40；LC45；LC50；LC55；LC60。
三、轻骨料混凝土的配置和施工要点
3.1配合比设计要点
①满足表观密度的要求。
②满足应考虑的特殊性能。
③用水量和有效水灰比的确定。
④每立方米轻骨料混凝土的总用水量减去1小时后吸水量（附加用水量）的净用水量称为有效用水量，其与水泥之比为有效水灰比。有效水灰比的选择不能超过工程所处环境的最大允许水灰比。
3.2轻骨料混凝土施工的一般要求
①轻骨料进场后，应按要求进行检验验收，对配置结构用轻骨料混凝土的高强轻骨料，还应检查强度等级。
②轻骨料应按不同品种分批进行运输和堆放，不得混杂。
③轻骨料运输和堆放应保持颗粒混合均匀，减少离析，采用自然级配时，堆放高度不宜超过2m，并应防止树叶、泥土和其他有害物质混入。
④轻砂在堆放和运输时，应采取防雨措施，并防止风刮飞扬。
⑤在气温高于或等于5℃的季节施工时，根据工程需要，预湿时间可按外界气温和来料的自然含水状态确定，并提前半天或一天队轻骨料进行淋水或泡水预湿，然后滤干水分进行投料。在气温低于5℃时，不宜进行预湿处理。
3.3轻骨料混凝土施工中注意的问题
①可以先采用干燥骨料，也可以将粗轻骨料预先湿润处理。湿润处理轻骨料拌制的混凝土和易性与水灰比比较稳定。露天堆放时必须及时测定含水率，并调整用水量。
②由于拌合物中轻骨料易上浮，因此选用强制式搅拌机。
③轻骨料混凝土全部加料完毕后的搅拌时间，在不采用搅拌运输车运送混凝土拌合物时，砂轻混凝土不宜少于3min，全轻或干硬砂轻混凝土宜为3-4min，对强度低而易破碎的轻骨料，应严格控制混凝土搅拌时间。
④外加剂在骨料吸水后加入。
⑤现场搅珠的竖向结构物，每层浇筑高度宜控制在300-350mm。拌合物攪珠倾落高度为大于1.5m时，应加串筒、斜槽、溜管等辅助工具，避免离析。
⑥轻骨料混凝土拌合物应采用机械振捣成型，振捣以捣实为准，振捣时间不宜过长，以防集料上浮，宜在10-30秒。
⑦浇筑成型后，应避免由于表面失水太快引起表面网状裂纹，所以应及时覆盖和喷水养护。
⑧采用自然养护时，用普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、矿渣水泥拌制的轻骨料混凝土泥土，养护时间不少于7d，用粉煤灰水泥、火山灰水泥拌制的轻骨料混凝土及施工中掺入缓凝剂的混凝土，养护时间不少于14d，轻骨料混凝土构件用塑料薄膜覆盖时，全部表面应覆盖严密，保持膜内有凝结水。
⑨保温盒结构保温轻骨料混凝土构件及构筑物的表面缺陷，宜采用愿配合比的砂浆修补。结构轻骨料混凝土构件及构筑物的表面缺陷可采用水泥砂浆修补。
3.4轻骨料混凝土质量检验和验收
①检验拌合物组成材料的称量是否与配合比相符，同意配合比每台班不得少于一次。
②检验拌合物的塌落度或维勃稠度以及表观密度，每台班每一配合比不得少于一次。
③轻骨料混凝土的强度检验每100盘，且不超过100m3的同配合比的混凝土，取样次数不少于一次，每一工作班拌制的同配合比混凝土不足100盘时，取样不得少于一次。
⑤混凝土干表观密度检验结果的平均值不应超过配合比设计值±3%。
四、轻骨料混凝土的发展及应用前景
我国高强轻集料混凝土的研究始于七十年代，天津建筑科学研究所等单位在实验室用高强粉煤灰陶粒配制出CL40硬高强轻集料混凝土，八十年代初，铁道部大桥局桥梁科学技术研究院所在实验室采用高强粘土陶粒和625#水泥配制出CL40干硬性高强轻集料混凝土，将CL40粉煤灰应用于金山公路跨度为22m的箱型预应力桥梁，使桥梁自重减轻20%以上，是我国高强轻集料混凝土应用的一个成功范例。
目前，我国关于高性能混凝土技术的研究正方兴未艾。高强页岩轻骨料的开发和生产，为高等级轻骨料混凝土泥土的发张铺平了道路。一些大专院校、科研、工程建设单位已经先后开展了高强轻集料混凝土和高性能轻集料混凝土的研究，并在一些桥梁、高层建筑中应用。可是相比之下我国高性能轻集料混凝土泥土的研究仍然处于起步阶段，水平较低。
经相关调查研究表明，仅在以普通混凝土为主要结构材料的高层、大跨度的土木建筑工程中推广高强轻集料工程（优化设计）和结构轻集料两项新技术，可使工程造价降低10%-20%，由此可见，轻骨料混凝土的运用对于我国提出的绿色节能、可持续发张的道路起到助推的作用，随着我国对轻集料混凝土的研究不断深入，轻集料混凝土将对社会带来极大的经济效益，将成为建材市场的一个新的经济增长点。
参考文献：
【1】杜学伦等《材料员专业基础知识》 2014.09

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