淺述輕骨料混凝土性能及施工

朱超

摘要：隨著我國(guó)城市化建設(shè)的不斷推進(jìn)，輕骨料混凝土作為一種新型混凝土技術(shù)運(yùn)用也越來(lái)越廣泛。本文主要依據(jù)《輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程》JGJ51-2002和相關(guān)的技術(shù)規(guī)范以及本人在施工中積累的經(jīng)驗(yàn)，淺述輕骨料混凝土的性能及其施工工藝。

關(guān)鍵詞：輕骨料混凝土、新型混凝土技術(shù)

為了加快推廣應(yīng)用促進(jìn)建筑業(yè)結(jié)構(gòu)升級(jí)和可持續(xù)發(fā)展的共性技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部與2010年10月發(fā)布了“關(guān)于做好《建筑業(yè)10項(xiàng)新技術(shù)（2010）》推廣應(yīng)用的通知”，其中第二項(xiàng)“混凝土技術(shù)”的子技術(shù)就包括了輕骨料混凝土。

輕骨料混凝土對(duì)于高層建筑、大跨度建筑、高抗震、軟土地基地區(qū)是重要的建筑材料，目前這種新技術(shù)已廣泛運(yùn)用于各種熱工、水工、橋涵、房屋、船舶等建筑物，由此帶來(lái)的效果也已日益凸顯。

一、輕骨料混凝土的定義

輕骨料混凝土是指用輕粗骨料、輕細(xì)骨料（或普通砂）、水泥膠凝材料和水配置而成的混凝土，其干表觀密度不大于1950kg/m3。若粗、細(xì)骨料均為輕質(zhì)材料，又稱為全輕骨料混凝土。若粗骨料為輕質(zhì)，細(xì)骨料全部或部位采用普通砂側(cè)稱砂輕混凝土。若用輕粗骨料、水泥和水配置而成的無(wú)砂或少砂混凝土稱大孔輕骨料混凝土。若在輕粗骨料中摻入適量普通粗骨料，干表觀密度大于1950kg/m3、小于或等于2300 kg/m3的混凝土則為次輕混凝土。

二、輕骨料混凝土的性能

2.1輕骨料混凝土與普通混凝土不同之處在于骨料中存在大量空隙，也正是如此，才賦予其許多的優(yōu)越性能。輕骨料混凝土具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫和耐火等特點(diǎn)，并且變形性能良好，由于彈性模量較低，在一般情況下，其收縮和徐變也較大。

2.2輕骨料混凝土耐火性能好，在高層建筑或陽(yáng)光曝曬的地方，如果使用熱阻低的普通混凝土材料，溫度很容易傳遞，會(huì)使鋼筋毀壞，而輕骨料混凝土不同，其導(dǎo)熱系數(shù)低，熱阻大，不容易導(dǎo)熱，能更好的保護(hù)鋼筋。

2.3輕骨料混凝土的抗震性能佳，地震的波動(dòng)和沖擊量很大，普通混凝土材料承受地震力大，而輕骨料混凝土材料本身密度小、質(zhì)量輕，承受荷載的能力較強(qiáng)，有很好的減震效果。第三，輕骨料混凝土材料的耐久性良好，輕骨料混凝土具有良好的抗?jié)B性、抗凍性和抵抗各種化學(xué)侵蝕的能力，相比普通混凝土材料具有更好的耐久性。

2.4輕骨料混凝土的結(jié)構(gòu)效益好，輕骨料混凝土比普通混凝土材料表觀密度低20%-40%；輕骨料混凝土的比強(qiáng)度大于普通混凝土材料，結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕，在結(jié)構(gòu)斷面相同的情況下，由于自重的減小.可以提高結(jié)構(gòu)承載力。

2.5雖然多孔輕骨料的強(qiáng)度低于普通骨料，但是由于輕骨料的孔隙在拌和料攪拌時(shí)具有吸水作用，造成輕骨料顆粒表面的局部低水灰比，增加了骨料和水泥的粘接力。這樣在骨料周?chē)纬闪藞?jiān)強(qiáng)的水泥石外殼，約束了骨料的橫向變形，使得骨料在混凝土中處于三向受力狀態(tài)，從而提高了骨料的極限強(qiáng)度，使得輕骨料混凝土的強(qiáng)度與普通混凝土接近。

2.6輕骨料混凝土的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)按照立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定。強(qiáng)度等級(jí)可以劃分為L(zhǎng)C5.0；LC7.5；LC10；LC15；LC20；LC25；LC30；LC35；LC40；LC45；LC50；LC55；LC60。

三、輕骨料混凝土的配置和施工要點(diǎn)

3.1配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn)

①滿足表觀密度的要求。

②滿足應(yīng)考慮的特殊性能。

③用水量和有效水灰比的確定。

④每立方米輕骨料混凝土的總用水量減去1小時(shí)后吸水量（附加用水量）的凈用水量稱為有效用水量，其與水泥之比為有效水灰比。有效水灰比的選擇不能超過(guò)工程所處環(huán)境的最大允許水灰比。

3.2輕骨料混凝土施工的一般要求

①輕骨料進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)按要求進(jìn)行檢驗(yàn)驗(yàn)收，對(duì)配置結(jié)構(gòu)用輕骨料混凝土的高強(qiáng)輕骨料，還應(yīng)檢查強(qiáng)度等級(jí)。

②輕骨料應(yīng)按不同品種分批進(jìn)行運(yùn)輸和堆放，不得混雜。

③輕骨料運(yùn)輸和堆放應(yīng)保持顆?；旌暇鶆?，減少離析，采用自然級(jí)配時(shí)，堆放高度不宜超過(guò)2m，并應(yīng)防止樹(shù)葉、泥土和其他有害物質(zhì)混入。

④輕砂在堆放和運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)采取防雨措施，并防止風(fēng)刮飛揚(yáng)。

⑤在氣溫高于或等于5℃的季節(jié)施工時(shí)，根據(jù)工程需要，預(yù)濕時(shí)間可按外界氣溫和來(lái)料的自然含水狀態(tài)確定，并提前半天或一天隊(duì)輕骨料進(jìn)行淋水或泡水預(yù)濕，然后濾干水分進(jìn)行投料。在氣溫低于5℃時(shí)，不宜進(jìn)行預(yù)濕處理。

3.3輕骨料混凝土施工中注意的問(wèn)題

①可以先采用干燥骨料，也可以將粗輕骨料預(yù)先濕潤(rùn)處理。濕潤(rùn)處理輕骨料拌制的混凝土和易性與水灰比比較穩(wěn)定。露天堆放時(shí)必須及時(shí)測(cè)定含水率，并調(diào)整用水量。

②由于拌合物中輕骨料易上浮，因此選用強(qiáng)制式攪拌機(jī)。

③輕骨料混凝土全部加料完畢后的攪拌時(shí)間，在不采用攪拌運(yùn)輸車(chē)運(yùn)送混凝土拌合物時(shí)，砂輕混凝土不宜少于3min，全輕或干硬砂輕混凝土宜為3-4min，對(duì)強(qiáng)度低而易破碎的輕骨料，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土攪拌時(shí)間。

④外加劑在骨料吸水后加入。

⑤現(xiàn)場(chǎng)攪珠的豎向結(jié)構(gòu)物，每層澆筑高度宜控制在300-350mm。拌合物攪珠傾落高度為大于1.5m時(shí)，應(yīng)加串筒、斜槽、溜管等輔助工具，避免離析。

⑥輕骨料混凝土拌合物應(yīng)采用機(jī)械振搗成型，振搗以搗實(shí)為準(zhǔn)，振搗時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，以防集料上浮，宜在10-30秒。

⑦澆筑成型后，應(yīng)避免由于表面失水太快引起表面網(wǎng)狀裂紋，所以應(yīng)及時(shí)覆蓋和噴水養(yǎng)護(hù)。

⑧采用自然養(yǎng)護(hù)時(shí)，用普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、礦渣水泥拌制的輕骨料混凝土泥土，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7d，用粉煤灰水泥、火山灰水泥拌制的輕骨料混凝土及施工中摻入緩凝劑的混凝土，養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14d，輕骨料混凝土構(gòu)件用塑料薄膜覆蓋時(shí)，全部表面應(yīng)覆蓋嚴(yán)密，保持膜內(nèi)有凝結(jié)水。

⑨保溫盒結(jié)構(gòu)保溫輕骨料混凝土構(gòu)件及構(gòu)筑物的表面缺陷，宜采用愿配合比的砂漿修補(bǔ)。結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土構(gòu)件及構(gòu)筑物的表面缺陷可采用水泥砂漿修補(bǔ)。

3.4輕骨料混凝土質(zhì)量檢驗(yàn)和驗(yàn)收

①檢驗(yàn)拌合物組成材料的稱量是否與配合比相符，同意配合比每臺(tái)班不得少于一次。

②檢驗(yàn)拌合物的塌落度或維勃稠度以及表觀密度，每臺(tái)班每一配合比不得少于一次。

③輕骨料混凝土的強(qiáng)度檢驗(yàn)每100盤(pán)，且不超過(guò)100m3的同配合比的混凝土，取樣次數(shù)不少于一次，每一工作班拌制的同配合比混凝土不足100盤(pán)時(shí)，取樣不得少于一次。

⑤混凝土干表觀密度檢驗(yàn)結(jié)果的平均值不應(yīng)超過(guò)配合比設(shè)計(jì)值±3%。

四、輕骨料混凝土的發(fā)展及應(yīng)用前景

我國(guó)高強(qiáng)輕集料混凝土的研究始于七十年代，天津建筑科學(xué)研究所等單位在實(shí)驗(yàn)室用高強(qiáng)粉煤灰陶粒配制出CL40硬高強(qiáng)輕集料混凝土，八十年代初，鐵道部大橋局橋梁科學(xué)技術(shù)研究院所在實(shí)驗(yàn)室采用高強(qiáng)粘土陶粒和625#水泥配制出CL40干硬性高強(qiáng)輕集料混凝土，將CL40粉煤灰應(yīng)用于金山公路跨度為22m的箱型預(yù)應(yīng)力橋梁，使橋梁自重減輕20%以上，是我國(guó)高強(qiáng)輕集料混凝土應(yīng)用的一個(gè)成功范例。

目前，我國(guó)關(guān)于高性能混凝土技術(shù)的研究正方興未艾。高強(qiáng)頁(yè)巖輕骨料的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，為高等級(jí)輕骨料混凝土泥土的發(fā)張鋪平了道路。一些大專院校、科研、工程建設(shè)單位已經(jīng)先后開(kāi)展了高強(qiáng)輕集料混凝土和高性能輕集料混凝土的研究，并在一些橋梁、高層建筑中應(yīng)用?？墒窍啾戎挛覈?guó)高性能輕集料混凝土泥土的研究仍然處于起步階段，水平較低。

經(jīng)相關(guān)調(diào)查研究表明，僅在以普通混凝土為主要結(jié)構(gòu)材料的高層、大跨度的土木建筑工程中推廣高強(qiáng)輕集料工程（優(yōu)化設(shè)計(jì)）和結(jié)構(gòu)輕集料兩項(xiàng)新技術(shù)，可使工程造價(jià)降低10%-20%，由此可見(jiàn)，輕骨料混凝土的運(yùn)用對(duì)于我國(guó)提出的綠色節(jié)能、可持續(xù)發(fā)張的道路起到助推的作用，隨著我國(guó)對(duì)輕集料混凝土的研究不斷深入，輕集料混凝土將對(duì)社會(huì)帶來(lái)極大的經(jīng)濟(jì)效益，將成為建材市場(chǎng)的一個(gè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)：

【1】杜學(xué)倫等《材料員專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)》 2014.09