1、青島理工大學(xué)畢業(yè)論文青島理工大學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）題目：輕骨料對透水混凝土的性能的研究學(xué)生姓名： 王金煥 學(xué)生學(xué)號： 201373009 院系名稱： 土建工程系 專業(yè)班級： 監(jiān)理131 指導(dǎo)教師： 劉杏 年 月 日摘 要輕骨料混凝土（Lightweight aggregate concrete）是指采用輕骨料的混凝土，其表觀密度不大于1900kg/m3。所謂輕骨料是為了減輕混凝土的質(zhì)量以及以提高熱工效果為目的而采用的骨料，其表觀密度要比普通骨料低。輕骨料商品混凝土是以天然多孔輕骨料或人造陶粒作粗骨料，天然砂或輕砂作細(xì)骨料，用硅酸鹽水泥、水和外加劑（或不摻外加劑）按配合比要求配制而成的干表

2、觀密度不大于1950kg/m3的商品混凝土。 輕骨料商品混凝土具有密度小、保溫性好、抗震性好，適用于高層及大跨度建筑.人造輕骨料又稱為陶粒.輕骨料混凝土具有輕質(zhì)、高強、保溫、耐火、抗震性好等特點，并且變形性能良好，彈性模量較低，在一般情況下收縮和徐變也較大。用粘土陶粒作為粗骨料、膨脹珍珠巖作為細(xì)骨料和其他膠凝材料（水泥和粉煤灰）通過人工攪拌的方法 配制輕骨料透水混凝土，研究不同的水泥、粉煤灰和細(xì)輕骨料用量對混凝土抗壓強度、透水系數(shù)等性能的影響。結(jié)果表明，隨著水泥、粉煤灰和細(xì)輕骨料用量的增加，輕骨料透水混凝土的強度增加，而透水系數(shù)會降低。配制輕質(zhì)結(jié)構(gòu)用商品混凝土最有效的途徑就是采用輕骨料。輕骨料

3、表面粗糙多孔，有一定的吸水能力，這十分有利于改善商品混凝土的界面黏結(jié)，提高整體的強度；其吸水能力可做為水分存處器，先吸入一部分水分，在以后的養(yǎng)護過程中又釋放出來，有利于水泥的充分水化。由于輕骨料商品混凝土具有輕質(zhì)、高強等優(yōu)點，它比相同強度等級的普通商品混凝土自重降低20%30%。這就使結(jié)構(gòu)荷載占有較大比例，并且對材料性能具有較高要求的高層建筑、大跨度橋梁、海洋工程等來說，輕骨料商品混凝土的這種性能具有較高的市場競爭力。關(guān)鍵詞: 輕骨料； 透水混凝土； 抗壓強度； 透水系數(shù)AbstractLightweight aggregate concrete (lightweight aggregate

4、concrete) is refers to the use of lightweight aggregate concrete, the density of not more than 1900kg/m3. so-called lightweight aggregate is to reduce the quality of concrete and to improve the thermal effect for the purpose of the aggregate and the apparent density than ordinary low aggregate.Light

5、weight aggregate concrete products is in natural porous lightweight aggregate or artificial ceramsite as coarse aggregate and natural sand or light sand as fine aggregate, with Portland cement, water and admixture and admixture) according to fit specific requirements formulated into the dry surface

6、view of density of not more than 1950kg/m3 commodity concrete, lightweight aggregate concrete products with low density, good heat insulation, seismic good for high-rise buildings and large span building.Lightweight aggregate concrete with light weight, high strength, thermal insulation, fire resist

7、ance, good seismic performance, and good deformation performance, low elastic modulus, shrinkage and creep are also larger in general.Clay ceramsite as coarse aggregate, expanded perlite as fine aggregate and other cementitious materials (cement and fly ash) by artificial mixing method for preparati

8、on of lightweight aggregate concrete permeable, different research of cement, fly ash and fine lightweight aggregate content on the compressive strength of concrete, through the influence of water coefficient of performance. The results show that the with cement, fly ash and fine lightweight aggrega

9、te content increased, the strength of lightweight aggregate concrete permeability increase, and permeability coefficient will decrease.Preparation of lightweight structure uses commodity concrete is the most effective way is to use lightweight aggregate. Lightweight aggregate surface is rough and po

10、rous, water absorbing ability, which is conducive to improve the interfacial adhesion between the commercial concrete, improve the overall strength, water absorbing capability to do for the water storage device, to inhalation of part of the water, in later maintenance process and released, full of w

11、ater to cement. Due to the commodity of lightweight aggregate concrete has the advantages of light weight, high strength, etc., it than the same strength grade of general merchandise concrete gravity reduce 20% - 30%. Which makes the structure load occupies a large proportion and on the properties o

12、f the material has higher requirements of high-rise Building, long-span bridges, ocean engineering and so on, the performance of lightweight aggregate concrete has a high market competitivenessKey words: lightweight aggregate; permeable concrete; compressive strength; permeability coefficientII目 錄摘要

13、Abstract第1章 緒論11.1 輕骨料混凝土研究的背景和意義1 1.1.1研究的背景1 1.1.2研究的意義和目的21.2 輕骨料混凝土的發(fā)展與應(yīng)用3 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀3 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀3 1.2.3國內(nèi)外輕骨料混凝土應(yīng)用實例41.3輕骨料混凝土的分類與特點10 1.3.1 輕骨料混凝土的分類10 1.3.2 輕骨料混凝土的分類10 1.3.3輕骨料混凝土的優(yōu)點11 1.3.4輕骨料混凝土的缺點121.4輕骨料混凝土存在的問題及未來發(fā)展趨勢13 1.4.1目前主要存在的問題13 1.4.2未來發(fā)展的趨勢131.5結(jié)語14第2章 輕骨料混凝土配合比及原材料152.1 輕骨

14、料混凝土原材料152.2原材料計量與抽檢計量152.3輕骨料混凝土的主要的產(chǎn)品形式152.3.1各種類型的陶粒（砂）152.3.2干拌輕骨料商品混凝土粉料162.3.3輕骨料砌塊172.3.4輕骨料商品混凝土墻板等構(gòu)件制品182.3.5結(jié)構(gòu)輕骨料商品混凝土182.4本章小結(jié)18第3章輕骨料混凝土的抗壓強度試驗研究19 3.1輕骨料混凝土抗壓輕度論述19 3.2輕骨料混凝土的抗壓性能19 3.3輕骨料混凝土抗壓強度的影響因素19 3.3.1膨脹珍珠巖和水灰比對抗壓強度的影響20 3.3.2頁巖陶粒對抗壓強度的影響20 3.3.3溫度和濕度的影響20 3.3.4減水劑對抗壓強度的影響20 3.3.

15、5齡期的影響20 3.4立方體抗壓試驗及結(jié)果分析20 3.4.1試驗方法21 3.4.2立方體抗壓實驗結(jié)果分析22 3.4.3立方體抗壓實驗數(shù)據(jù)分析23 3.5本章小結(jié)24第4章輕骨料混凝土的透水性試驗研究25 4.1實驗?zāi)康?5 4.2輕骨料混凝土透水系數(shù)的論述25 4.3輕骨料混凝土透水系數(shù)影響因素25 4.3.1孔隙率25 4.3.2水灰比26 4.3.3頁巖陶粒、膨脹珍珠巖26 4.3.4水泥用量26 4.3.5減水劑26 4.4輕骨料混凝土試驗及結(jié)果分析264.4.1試驗方法264.4.2施工注意事項284.4.3立方體透水實驗結(jié)果分析29 4.5本章小結(jié)29第5章擴展試驗305.1

16、石子的體積密度試驗305.2陶粒的吸水率試驗315.3陶粒的吸水性對輕骨料混凝土的影響32第六章結(jié)論和展望32 6.1本次試驗的總結(jié)32 6.2對今后研究工作的展望32結(jié)束語33外文文獻翻譯33致謝33參考文獻33附錄33II第1章 緒論1.1 研究的背景、意義和目的 1.1.1 研究的背景 隨著城市化進程的不斷發(fā)展，在路面工程中商品混凝土被大面積的使用，顯然相對于自然條件下的土壤，其在呼吸性能、吸收熱量、滲透雨水等方面表現(xiàn)欠佳，并由此產(chǎn)生了一系列的環(huán)境污染，給予社會帶來極大的負(fù)面影響。在環(huán)境友好型社會構(gòu)建的背景下，路面建筑更需一種更加優(yōu)質(zhì)的商品混凝土。輕骨料內(nèi)部有大量的空隙，不僅會使輕骨料混

17、凝土重量減輕，導(dǎo)熱系數(shù)減小，保溫性能提高，而且還可改善骨料表面與水泥砂漿的界面粘結(jié)性能，并改善混凝土的物理力學(xué)變形協(xié)調(diào)能力。盡管輕骨料混凝土的單方造價比相同強度等級的普通混凝土要高，但由于其可減輕結(jié)構(gòu)自重、縮小結(jié)構(gòu)斷面、增加使用面積、減小鋼材用量、降低基礎(chǔ)造價，因而具有顯著的綜合經(jīng)濟效益。透水混凝土是用膠凝材料與水拌合后包裹特 定粒徑的粗骨料而形成的多孔骨架結(jié)構(gòu)。因其具有良好的透水透氣性能，而被用于路面和綠化，具有良好的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益。將輕骨料替代透水混凝土中的碎石作為粗骨料而配制出的輕骨料透水混凝土，與普通透水混凝土相比具有表觀密度小、質(zhì)量輕、導(dǎo)熱系數(shù)低等特點。在其表面鋪設(shè)一層薄土種植草

18、皮，就可以用于護坡和道路綠化，此類混凝土也可以稱為生態(tài)混凝土。若對輕骨料透水混凝土加以利用，就可減輕環(huán)境負(fù)荷，并對廢棄物循環(huán)利用，進而提高生態(tài)效益和經(jīng)濟效益。 我國對生態(tài)混凝土的研究已有很多，主要是為了保護環(huán)境和提高資源的利用，但是我國對輕骨料混凝土的研究是從上世紀(jì)50年代開始的，到90年代，陶粒輕骨 料的應(yīng)用進入一個全新時期。由于輕骨料的來源比較廣泛且成本較低，如工業(yè)廢料中的粉煤灰陶粒、粘土陶粒、膨脹礦渣珠等，能夠降低成本、提高材料的利用率。摻入透水混凝土后，可大大降低透水混凝土的自重和高成本，這對資源的利用和生態(tài)平衡具有積極作用。 圖1-1輕骨料混凝土試樣 1.1.2研究的意義和目的 隨著

19、我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)步伐加快，在給人們的出行帶來極大方便的同時，普通混凝土道路也給生態(tài)環(huán)境帶來了諸多負(fù)面影響。由于普通混凝土缺乏透水性和透氣性，使雨水不能滲入地下，路面很難與空氣進行熱量、水分的交換，缺乏對城市地表溫度、濕度的調(diào)節(jié)能力，致使產(chǎn)生了所謂的“熱島現(xiàn)象”。此外，不透水的道路表面容易積水，降低道路的舒適性和安全性。而透水混凝土具有較大的透水性和較小的毛細(xì)作用，成為一種新型的、很好的地坪材料。為了能夠增加滲入地表的雨水，緩解城市地下水位急劇下降等一些城市環(huán)境問題，世界各國普遍開始研究和采用透水混凝土路面材料。 輕骨料混凝土是由骨料、高標(biāo)號水泥、摻合料，水性樹脂、彩色強化劑

20、、穩(wěn)定劑及水等拌制而成的一種多孔輕質(zhì)混凝土，由粗骨料表面包覆一薄層漿料相互粘結(jié)而成孔穴均勻分部的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，故具有透氣、透水和重量輕的特點，作為環(huán)境負(fù)荷減少型混凝土，透水混凝土的研究開發(fā)越來越受重視。    輕骨料混凝土具有和普通混凝土所不同的特點：容量小、水的毛細(xì)現(xiàn)象不顯著、透水性大，水泥用量小、施工簡單等，因此這種新型的建筑材料的優(yōu)勢性不斷為人所知，并在道路領(lǐng)域逐漸得到應(yīng)用。它能夠增加滲入地表的雨水，緩解城市的地下水位急劇下降等等的一些城市環(huán)境問題。1.2輕骨料透水混凝土的現(xiàn)狀及其發(fā)展 1.2.1國外研究現(xiàn)狀 輕骨料混凝土(又名輕集料混凝土,LightWeig

21、htAggregateConcrete)是指用輕粗骨料、輕細(xì)骨料(或普通 砂)、水泥和水，必要時加入化學(xué)外加劑的礦物摻合料配制而成，并且在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下，28d齡期的干表觀 密度<1950kgm3 的混凝土。 人造輕骨料最早使用年代在1920年左右。SJ海德是最初運用回轉(zhuǎn)窯燒制膨脹粘土輕骨料，1928年,美國開始把這種方法用于商業(yè)生產(chǎn)。西歐在第二次世界大戰(zhàn)以后才開始有了輕骨料的生產(chǎn)，美國和前蘇聯(lián)因缺少天然的普通骨料，大量生產(chǎn)和使用了人造輕骨料，使輕骨料混凝土在這兩個國家得到飛速發(fā)展，但是輕骨料混凝土長期以來一直被當(dāng)作非結(jié)構(gòu)材料使用，應(yīng)用范圍受到了很大的限制。 自20世紀(jì)60年代中期,美國

22、采用輕骨料混凝土取代普通混凝土,修建了休斯敦貝殼廣場大廈并取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益。如今，國外發(fā)達國家高性能輕骨料混凝土的應(yīng)用已取得了豐富的經(jīng)驗。CL50CL60輕骨料混凝土已在工程中大量使用,結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土的抗壓強度最高為80MPa，其表觀密度在1800 2000kgm3 之間。 20世紀(jì)90年代初期,挪威、日本等國家研究了高性能輕骨料混凝土的配方、生產(chǎn)工藝、高性能輕骨料等,重點在于改善混凝土的工作性和耐久性，并取得了一定的成果。例如,英國采用高強輕骨料混凝土建造了北海石油平臺，挪威已成功應(yīng)用CL60級輕骨料混凝土建造了世界上跨度最大的懸臂橋；日本則在1998年成立了一個由18家公司組成的

23、高強輕骨料混凝土研究委員會，專門研究粉煤灰輕骨料混凝土。1993年以來,美國每年輕骨料使用量都在350 415萬m3,其中用于結(jié)構(gòu)混凝土部分在80萬m3 左右。挪威自1987年以來,已應(yīng)用高性能輕骨料混凝土施工了11座橋梁。 1.2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀我國從20世紀(jì)50年代開始研究人造輕骨料,先后研制成粘土陶粒、頁巖陶粒和燒結(jié)粉煤灰陶粒,目前 年產(chǎn)量達300萬m3 。據(jù)1990年對10個省市不完全統(tǒng)計，從20世紀(jì)70年代至80年代用于房屋建筑外墻板的輕骨料混凝土約占其總用量的50%；用于建筑砌塊約占砌塊的27%。但是，由于我國的輕骨料質(zhì)量較差,以粉煤灰為主的其它品種陶粒的質(zhì)量不盡人意。所配制的結(jié)構(gòu)

24、用輕骨料混凝土的表觀密度一般為 18001950kgm3，抗壓強度為51025MPa。 20世紀(jì)90年代我國輕骨料混凝土的應(yīng)用從以高層建筑外墻板為主,改變成以高層建筑框架填充墻用的小型空心砌塊為主的格局；而在承重結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用反而有所減少，顯現(xiàn)極少應(yīng)用結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土的奇怪現(xiàn)象。分析其原因主要是國內(nèi)輕骨料過多偏重于墻體材料的應(yīng)用,而用于承重結(jié)構(gòu)的高性能陶粒的生產(chǎn)與開發(fā)并沒有受到應(yīng)有的重視,輕骨料混凝土發(fā)展缺乏統(tǒng)一的管理和協(xié)調(diào)。 隨著對建筑節(jié)能和建筑物功能性要求的提高,高性能輕骨料混凝土的研究和應(yīng)用也得到了快速發(fā)展。據(jù)1995年不完全統(tǒng)計,以超輕陶粒為主的各種陶粒年 產(chǎn)量在20萬m3 以上。如今廣

25、州、烏魯木齊、昆明、黑龍江和京津唐地區(qū)已成為超輕陶粒生產(chǎn)基地。上海生 產(chǎn)出堆積密度為700800kgm3 的粉煤灰陶粒和500kgm3 以下的超輕陶粒；湖北宜昌生產(chǎn)的高強陶粒，可 以配制出強度等級為CL30CL60或更高的輕骨料混凝土。由于宜昌、上海等地高強、高性能輕骨料的規(guī)?；a(chǎn),高強輕骨料混凝土,結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土在我國已逐步應(yīng)用。 1.2.3國內(nèi)外輕骨料混凝土應(yīng)用實例 國外輕骨料混凝土應(yīng)用典型實例： 1)休斯敦貝殼廣場大廈 休斯敦貝殼廣場大廈,如下圖所示， 建造時間1967年1969年,52層，高218m,建筑面積 130000m2。該建筑原設(shè)計為35層的筒中筒結(jié)構(gòu)體系，設(shè)計人員在仔細(xì)分

26、析了所有結(jié)構(gòu)地基的情況后，提出全部梁、板、柱、墻體、鋼筋網(wǎng)基礎(chǔ)采用輕骨料混凝土的主張,就地面標(biāo)高-7118m浮型鋼筋網(wǎng)基礎(chǔ)而言，可在原采用普通混凝土建造35層的相同重量情況下，以同樣的開挖深度建成52層的大廈，有效地提高了土地的利用率，取得了顯著的經(jīng)濟效益。根據(jù)結(jié)構(gòu)和建筑的要求:2151m厚的筏形基礎(chǔ)，內(nèi)柱和外柱以及剪力墻要用強度為42MPa的高強輕骨料混凝土澆制,11 m跨距的樓板要用強度為3115MPa的輕骨料混凝土 澆制。混凝土用量達到了68800m3，約減輕自重3850041200t。該工程是減輕自重而取得增層的典型工程實例。 2)挪威特若爾海洋采油(氣)平臺，如下圖所示， 挪威特若爾

27、(Troll)海洋采油平臺的大型鋼筋重力式結(jié)構(gòu)，高度為369m,其基礎(chǔ)為19室的大型沉箱。沉箱下面是深36m，每個直徑為32m的環(huán)形斷面套筒群。套筒插入水 下303m的很軟的土層中，以防止平臺移動。沉箱的9個室中每個延伸成平臺的腳柱,高度>300m,直徑從33101514m。頂部荷載為220000kN。為減少平臺在岸上制作后向現(xiàn)場拖引的困難，采用了輕質(zhì)高性能混凝土。其特點是用優(yōu)質(zhì)的輕骨料替代一部分粗骨 料，現(xiàn)場澆筑混凝土的密度為2250kgm3 ，28d抗壓強度為75MPa。 國內(nèi)輕骨料混凝土應(yīng)用： 多年來，我國在輕骨料混凝土領(lǐng)域開展了廣泛深入的應(yīng)用性研究，各類天然、人造、工業(yè)廢渣輕骨料

28、混凝土及其制品都取得了一定的實際工程應(yīng)用，對輕骨料混凝土的長期性能和潛在用途也有了更充分的認(rèn)識和了解，為輕骨料混凝土在我國未來更大范圍的推廣應(yīng)用打下了良好的基礎(chǔ)。在各種輕骨料混凝土中，陶?；炷潦悄壳皯?yīng)用最多的一種，尤其是在承載結(jié)構(gòu)中，陶?；炷料啾扔谄渌p骨料混凝土具有明顯的強度優(yōu)勢。 從輕骨料混凝土在我國的應(yīng)用形式和應(yīng)用量來看，輕骨料混凝土砌塊約占70%；輕骨料混凝土板材，包括空心隔墻板、復(fù)合保溫墻板、屋面板、樓板等，約占15%；現(xiàn)澆高強輕骨料混凝土，包括高層框架建筑、橋梁工程等，約占2%-3%；應(yīng)用在其他方面，如耐火隔熱制品、吸聲磚、園林和花卉、化工用品等，約占12%。可見，我國輕骨料混

29、凝土目前還主要應(yīng)用于建筑砌塊和圍護結(jié)構(gòu)板材方面。在高層建筑方面： 輕骨料混凝土應(yīng)用于高層建筑主要是通過現(xiàn)澆梁、板、柱、墻體等結(jié)構(gòu)單元或采用預(yù)制墻板、樓板等構(gòu)件形式實現(xiàn)。采用輕骨料混凝土后建筑自重獲得減輕，在荷載不變的情況下可以增加修建層數(shù)，提高土地使用率或者節(jié)約基礎(chǔ)的造價，尤其是在軟土地基處理方面更具優(yōu)勢。另外，輕骨料混凝土在抗震、耐火方面的優(yōu)良性能也是其應(yīng)用于高層建筑的優(yōu)勢。 我國在過去三十年積累了一些十分成功的輕骨料混凝土高層建筑應(yīng)用實例，在天津、上海、沈陽、南京、本溪等地均有不同形式的輕骨料混凝土高層建筑，取得了良好的實際應(yīng)用效果。如本溪市的建溪大廈（1994年）高26層，局部框架和全部

30、剪力墻結(jié)構(gòu)采用強度等級為LC20LC30的自燃煤矸石輕骨料混凝土泵送澆筑，比采用普通混凝土減輕自重21%25%，由結(jié)構(gòu)質(zhì)量引起的水平地震作用減小20%25%。 在橋梁工程方面： 由于外加劑和高強輕骨料的發(fā)展，目前配制LC40以上的高強輕骨料混凝土技術(shù)已經(jīng)十分成熟，高強、輕質(zhì)、高耐久和綜合造價低的優(yōu)點，使其應(yīng)用于大跨度橋梁上的優(yōu)越性更為突出。實踐表明：在新建工程中，由于采用輕骨料混凝土能夠使橋梁自重減輕，因此在不增加原設(shè)計恒載的前提下可加長跨度，加大橋墩間距，減少橋跨、減小下部結(jié)構(gòu)尺寸；在改建工程中，采用輕骨料混凝土可使橋梁在不加固下部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的前提下加寬橋面或提高承載力，滿足提高設(shè)計等級的要

31、求。在軟土地基上修建大跨度橋梁，具有更加顯著的經(jīng)濟效益。 目前，輕骨料混凝土在我國橋梁工程中主要應(yīng)用于中小跨徑橋梁，在大跨橋梁中的應(yīng)用較少，與發(fā)達國家差距較大。上海盧浦大橋是近年來應(yīng)用輕骨料混凝土的典型工程，如下圖所示，全橋鋪裝層和引橋的試驗橋中采用了LC40級輕骨料混凝土制成的雙孔后張預(yù)應(yīng)力板梁。對該板梁進行了足尺的結(jié)構(gòu)可靠性和200萬次疲勞試驗，試驗結(jié)果證明其具有良好的結(jié)構(gòu)性能和抗疲勞性能?，F(xiàn)場的靜動載試驗也表明其強度、剛度均能滿足設(shè)計規(guī)范要求，并具有自重輕、自振周期長、阻尼大的優(yōu)點，跳車動載試驗也表明結(jié)構(gòu)的動力特性滿足使用要求，完全可滿足在設(shè)計荷載下安全運營。在屋面、樓面、地面現(xiàn)澆工程方

32、面： 輕骨料混凝土應(yīng)用于屋面保溫隔熱工程時，可減輕屋面自重，同時具有良好的保溫隔熱、抗?jié)B效果以及耐久性，并且施工速度快，工程造價低。上海世博會中國館的屋面保溫工程采用了容重小于1400kg/m3、強度等級為LC15的頁巖陶粒輕骨料混凝土，取得了良好的應(yīng)用效果。 輕骨料混凝土在樓面和地面現(xiàn)澆墊層工程中同樣具有廣泛的應(yīng)用，在預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樓板上層鋪設(shè)陶?；炷翂|層，可以起到良好的隔聲、抗?jié)B效果，并且能夠?qū)敲婢植恐睾奢d均勻分散傳遞至預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樓板，提高樓板的承載能力；在建筑物底層地面下鋪設(shè)陶?；炷翂|層，能夠起到防潮、保溫作用，可解決北方寒冷地區(qū)底層地面冬天冷、夏天潮濕的問題。在輕骨料混凝

33、土砌塊方面： 建筑砌塊是我國輕骨料混凝土應(yīng)用量最大的產(chǎn)品形式，目前市場中主要的產(chǎn)品類型有輕骨料混凝土空心砌塊、陶粒加氣混凝土砌塊（如圖2）以及陶粒加氣混凝土砌塊（如圖3）等。其中，輕骨料混凝土空心砌塊應(yīng)用最為普遍。它是以水泥作為膠結(jié)料，以特殊級配的浮石、火山渣、煤渣、陶粒、陶砂、自燃煤矸石等作為輕質(zhì)骨料，經(jīng)壓制成型的空心砌塊。以質(zhì)輕、隔音效果好等特點而大量應(yīng)用于多層和高層建筑框架結(jié)構(gòu)中，既減輕了結(jié)構(gòu)的荷載，減小了墻、柱、梁的斷面尺寸，又相對增加了建筑的使用空間，使房間的布置更為靈活。圖二加氣混凝土砌塊圖三 陶粒泡沫混凝土砌塊墻體陶粒加氣混凝土砌塊是以輕質(zhì)陶粒、粉煤灰、水泥基膠凝材料為主要原料，

34、以鋁粉或泡沫劑為發(fā)泡劑，經(jīng)蒸汽養(yǎng)護并經(jīng)切割而制成的砌塊。其干表觀密度為550-800，抗壓強度為3.5-7.5MPa，導(dǎo)熱系數(shù)為0.16-0.25W/m·K，主要用于非承重和有保溫隔熱要求的建筑圍護結(jié)構(gòu)中。 陶粒泡沫混凝土砌塊與陶粒加氣混凝土砌塊具有相似的使用功能和相近的技術(shù)性能指標(biāo)，只不過是將陶粒引入到泡沫混凝土體系當(dāng)中。它同樣是發(fā)揮陶粒的增強減縮作用，克服原有體系在強度和收縮等方面的不足。在輕骨料混凝土板材方面： 輕骨料混凝土與鋼筋組合制備建筑板材，不僅能在保證強度的同時大大減輕構(gòu)件重量，從而減少吊裝、運輸成本，而且其較低的導(dǎo)熱系數(shù)使得建筑圍護結(jié)構(gòu)自身即具有良好的保溫性能，能夠顯

35、著降低產(chǎn)業(yè)化住宅的建設(shè)成本。另外，優(yōu)良的吸音和耐火性能，也是其應(yīng)用于建筑圍護結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)勢。輕骨料混凝土板材主要包括隔墻板、屋面板、外掛板、樓板等產(chǎn)品形式。 壓型鋼板-輕骨料混凝土組合樓板（如圖8）是目前研究較多的一種鋼-混形式樓板，它將壓型鋼板與輕骨料混凝土進行有機結(jié)合，充分利用鋼板抗拉和混凝土抗壓的材料特性而結(jié)合成整體的結(jié)構(gòu)形式，能有效降低高層鋼結(jié)構(gòu)框架建筑樓板自重，在大跨度結(jié)構(gòu)和裝配式住宅中也具有良好的應(yīng)用前景。圖8 組合樓板結(jié)構(gòu)在吸聲制品方面： 據(jù)歐洲LECA協(xié)會和美國輕集料協(xié)會統(tǒng)計，截止2008年底，發(fā)達國家為防止室內(nèi)噪聲超標(biāo)或提高室內(nèi)音響效果的公共場所，約有70%的室內(nèi)墻體配置了吸

36、聲磚（如圖9），其中約70%采用陶粒混凝土吸聲磚。而我國僅15%的室內(nèi)墻體配置了吸聲磚，約50%采用陶?；炷痢?陶?；炷吝€可以用作高速公路和高速鐵路的聲屏障。我國高速公路總里程已超過10萬公里，位居世界第一位，但配置的公路聲屏障很少，交通噪聲問題比較嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計，截止2010年，我國已建成高速公路聲屏障不足160km，與發(fā)達國家差距較大，美國在2000年時公路聲屏障總里程已超過5000km。而在高速鐵路方面，隨著我國在該領(lǐng)域的大力發(fā)展，未來對耐久性較好的輕質(zhì)混凝土聲屏障（如圖10）的需求也將十分巨大. 近來我國的一些企業(yè)利用陶粒混凝土的吸音特性，生產(chǎn)一種無砟軌道道床吸音板（如圖11）

37、，它是以陶粒作為輕骨料，高強水泥作為膠凝材料，輔以聚酯纖維和減水劑等材料制備而成，已在實際工程中取得了應(yīng)用。該產(chǎn)品在6個中心頻率下的平均吸音系數(shù)達到0.72，降噪系數(shù)（NRC）達到0.82，屬于吸音產(chǎn)品中的優(yōu)秀水平。圖9 吸聲磚圖10 聲屏障1.3輕骨料混凝土的定義、分類與特點 1.3.1輕骨料混凝土定義： 用輕粗骨料、輕細(xì)骨料（或普通砂）、水泥膠凝材料和水配制而成 的混凝土，其堆密度不大于1900m3者，稱之為輕骨料混凝土。若粗、細(xì)骨料均是輕質(zhì)材料，又稱全輕骨料混凝土。若粗骨料為輕質(zhì)，細(xì)骨料全部或部分采用普通砂，則稱砂輕混凝土。輕骨料混凝土一般用水泥膠凝材料，但有時也用石灰、石膏硫磺、瀝青等

38、作為膠凝材料。 1.3.2輕骨料混凝土分類： 1.按粗骨料分類輕骨料混凝土按粗骨料的品種劃分，見表1。 表1 輕骨料混凝土按粗骨料的品種分類類別輕骨料品種輕骨料混凝土名稱堆密度（kgm3）抗壓強度范圍（MPa）天然輕骨料混凝土浮石火山灰多孔凝灰?guī)r浮石混凝土火山灰混凝土多孔凝灰?guī)r混凝土1200-180015.0-2.0工業(yè)廢料輕骨料混凝土爐渣碎磚 自燃煤矸石膨脹礦渣珠爐渣混凝土碎磚混凝土自燃煤矸石混凝土膨脹礦渣珠混凝土1600-180020.0-30.0粉煤灰陶粒粉煤灰陶?；炷?600-180040.0-50.0工業(yè)廢料輕骨料混凝土粉煤灰陶粒膨脹珍珠巖混凝土800-140010.0-20.0頁

39、巖陶粒粘土陶粒頁巖陶粒混凝土粘土陶?；炷?00-140030.1-50.0 2.按細(xì)骨料分類輕骨料混凝土按細(xì)骨料品種劃分，見表2 表2輕骨料混凝土按細(xì)骨料的品種分類混凝土名稱細(xì)骨料品種全輕混凝土砂輕混凝土細(xì)骨料全部用輕砂，如粉煤灰砂、巖砂與陶砂等細(xì)骨料部分或全部采用普通天然砂 1.3.3 輕骨料混凝土的優(yōu)點 輕骨料混凝土的強度等級用CL表示。強度等級達到CL30及以上者稱為高強輕骨料混凝土。一般來說,高強輕骨料混凝土具有如下優(yōu)點： 輕質(zhì)高強 ：采用輕骨料混凝土替代普通混凝土是減輕結(jié)構(gòu)自重的最直接、最有效的措施,在承載力相同的條件下可減輕重量20%40%。輕骨料混凝土所具有的性能優(yōu)勢主要是指同

40、其它品種的混凝土相比，輕骨料混凝 土能在保持具有高強度的基礎(chǔ)上，使混凝土的自重顯著下降。 對于結(jié)構(gòu)恒載(即自重)占有較大比例且對材料性能有較高要求的高層建筑、大跨度橋梁等工程而言，輕骨料混凝土的這種優(yōu)勢表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性并使其具有很強的市場競爭力。J1Brakel研究了普通混 凝土(自重=2500kgm3 )和輕骨料混凝土(自重= 1750kgm3 )對橋梁荷載的影響，認(rèn)為橋梁跨度越大，采用輕骨料混凝土建造橋梁，其降低結(jié)構(gòu)的自重越，經(jīng)濟性也就越顯著。當(dāng)輕骨料混凝用于建造橋梁時,將帶來顯著的技術(shù)經(jīng)濟效益,可使橋梁的跨度增大,減少橋墩的數(shù)量,減少上部結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力鋼筋的用量,降低基礎(chǔ)處理的費用(尤其在

41、沿海地基上,由于基礎(chǔ)處理費用相對較高,節(jié)省的幅度將更大),降低原材料和構(gòu)件運輸和安裝費用等。 抗震性能好：地震力和上部結(jié)構(gòu)的自重成正比，當(dāng)結(jié)構(gòu)采用輕骨料混凝土后，由于自重的下降，將降低地震力。同時，由于輕骨料混凝土的彈性模量比同等級的普通混凝土低，結(jié)構(gòu)的自振周期將變長，變形能力增強,結(jié)構(gòu)破壞時將消耗更多的變形能。因此,輕骨料混凝土有利于改善建筑物的抗震性能和抵抗動荷載作用的能力。據(jù)介紹，陶?；炷料鄬拐鹣禂?shù)為10，普通混凝土為84，磚砌體為64。從實際地震考驗結(jié)果來看，位于京津地區(qū)的幾十幢輕骨料混凝土工業(yè)與民用建筑,經(jīng)1976年唐山強烈地震后都基本完好，可正常使用，而周圍的磚混結(jié)構(gòu)建筑都有不

42、同程度的破壞或倒塌。 抗裂性好：同普通混凝土相比,輕骨料混凝土的熱膨脹系數(shù)和彈性模量較小,使得由于冷縮和干縮作用引起的拉應(yīng)力相對較小，表現(xiàn)為輕骨料混凝土構(gòu)件的抗裂性較好，這對改善結(jié)構(gòu)的耐久性，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命是非常有利的，并有助于降低結(jié)構(gòu)在使用期間的維護費用。 耐久性好：使用輕骨料能有效避免混凝土的堿集料反應(yīng)問題，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命。同時由于輕骨料混凝土的骨料基材界面粘結(jié)牢固，具有一定的自養(yǎng)護功能和水泥砂漿品相的質(zhì)量相對較好等因素，輕骨料混凝土抗有害介質(zhì)侵入的能力也相對較強。 耐火性好：輕骨料混凝土都是多孔性材料，導(dǎo)熱系數(shù)和線膨脹系數(shù)都小于普通混凝土，熱工性能較好,所建造結(jié)構(gòu)的保溫、抗高溫和

43、耐火極限等性能均明顯超過普通混凝土結(jié)構(gòu)。一般建筑物發(fā)生火災(zāi)時，普通混凝土耐火1h,而輕骨料混凝土可耐火4h；在600高溫下，輕骨料混凝土能維持室溫時強度的85%，而普通混凝土只能維持35%75%。 綜合技術(shù)經(jīng)濟效益好：盡管輕骨料自身的價格比普通石子貴，導(dǎo)致輕骨料混凝土的單方造價高于同強度等級的普通混凝土，但是由于其減輕了結(jié)構(gòu)自重，縮小斷面尺寸，增加使用面積,降低基礎(chǔ)荷載而具有顯著的綜合經(jīng)濟效益。國內(nèi)外工程實踐證明，在高層、大跨度的土木建筑工程中，采用輕骨料混凝土可使工程造價降低10%20%。根據(jù)美國咨詢公司的使用經(jīng)驗，在沿海軟土地基上建造大型橋梁時，即使不考慮橋梁后期維護費用的降低，使用輕骨料

44、混凝土代替普通混凝土并經(jīng)過合理的設(shè)計，橋梁建設(shè)的直接投資將降低10%15%。若考慮由于輕骨料混凝土橋梁的耐久性相對較好等因素,進行橋梁使用壽命周期成本計算,節(jié)省的幅度將會更大。 1.3.4輕骨料混凝土缺點： （1）原材料成本高，因為需要陶粒作為骨料；強度較低，相對于石子，陶粒的強度肯定低很多，導(dǎo)致混凝土強度低，如果非要增加強度，則需要精心設(shè)計配合比，成本也會增加。技術(shù)水平仍處于初級階段企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，生產(chǎn)工藝?yán)咸祝a(chǎn)品分級處理隨意，而且質(zhì)量不穩(wěn)定?；旧鲜菦]有環(huán)保設(shè)施的簡陋生產(chǎn)線、污染嚴(yán)重、與國際水平差距正在拉大。 （2）產(chǎn)品質(zhì)量不理想，絕大多數(shù)的企業(yè)的人造輕骨料僅能達到普通輕骨料的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，

45、密度等級在300900之間，顆粒均勻性差，強度不高，一般僅適用于制備非承重的商品混凝土制品，以輕骨料商品混凝土砌塊、輕質(zhì)內(nèi)隔墻板、保溫材料為主，嚴(yán)重制約了輕骨料在國內(nèi)工程結(jié)構(gòu)商品混凝土上的使用。1.4輕骨料混凝土存在的問題及未來發(fā)展趨勢 1.4.1目前存在的主要問題 在國外輕骨料混凝土在建筑工程上的應(yīng)用,尤 其是在橋梁方面已經(jīng)有了很成熟的經(jīng)驗。而在我國作為一種新的建筑材料研究相對較少,不管從應(yīng)用研究水平還是生產(chǎn)規(guī)模,與發(fā)達國家相比都具有較大差距。 1)輕骨料混凝土強度問題。當(dāng)輕骨料混凝土達到一定強度以后,在繼續(xù)增加水泥用量的情況下,其強度增加不再明顯。同時,與水泥石的強度相比,輕骨料的強度偏低

46、,這也大大限制了輕骨料混凝土強度的提高。 2）輕骨料混凝土的泵送問題。目前,LC40LC60的高強混凝土輕骨料混凝土已開始在工程上應(yīng)用,但對輕骨料混凝土中骨料與膠凝材料易離析而影響泵送施工的問題并沒有根本解決,存在的問題主要有:(1)工作性能降低,當(dāng)泵送時,部分水泥漿中的水在壓力作用下滲人輕骨料中,降低了混凝土的工作性能。(2)當(dāng)水分由水泥漿滲人輕骨料中,混凝土的體積將輕微降低。因此,泵送輕骨料混凝土具有可壓縮性和在泵壓下表現(xiàn)為塑性。(3)當(dāng)增加泵壓時,混凝土中的空氣被壓縮到輕骨料中,這也是泵送輕骨料混凝土具有可壓縮性的原因。然而,當(dāng)泵壓降低和消逝后,存在輕骨料孔中的被壓縮空氣又會將輕骨料孔中

47、的水分?jǐn)D出。如果這種情況發(fā)生在泵管中,會導(dǎo)致混凝土拌和物泌水并會堵塞泵。 3）輕骨料的吸水問題。在當(dāng)前人造輕骨料的生產(chǎn)工藝條件下制造出來的陶粒(含高強陶粒),其孔隙結(jié)構(gòu)較差,不僅球狀孔直徑大,且開孔率高,而又分布不均勻,裂縫等缺陷也較多,因而吸水率都較 大。這種吸水率高的陶粒,一方面不能適應(yīng)現(xiàn)代泵送混凝土施工的要求;另一方面,因為施工前須泡水飽和預(yù)濕。給施工帶來很大麻煩。因此,生產(chǎn)出一種具有更低吸水率,施工時不需預(yù)濕的人造輕骨料,即高強、低吸水率的輕骨料,就成了重要問題。 4)輕骨料混凝土高的收縮和徐變問題。高強輕骨料混凝土的收縮徐變值通常比普通混凝土高。首先由于其彈性模量比同等級普通混凝土的

48、低。研究 表明水灰比在0.320.43的LC60LC90的高強輕骨料混凝土的彈性模量比同強度普通混凝土的低20%30%。在早期輕骨料混凝土的收縮比普通混凝土的小,徐變值通常比等強度普通混凝土的大。徐變隨混凝土強度增加而降低。由于低彈性模量產(chǎn)生較大的彈性應(yīng)變,輕骨料混凝土在荷載下的總變形比普通混凝土的大。過大的收縮往往會造成結(jié)構(gòu)物的開裂。在橋梁結(jié)構(gòu)中一般都采用預(yù)應(yīng)力,高強輕骨料混凝土的收縮徐變會造成預(yù)應(yīng)力損失,將會對橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生比較大的影響,此問題也急需解決。 1.4.2未來發(fā)展趨勢當(dāng)前我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)處于深入調(diào)整時期，國家正在大力推廣住宅產(chǎn)業(yè)化，建筑人工成本的增加，裝配式構(gòu)件制品必將得到大量應(yīng)用，

49、而且許多超高層建筑、大跨徑橋梁被修建，隨著建筑的增高、橋梁跨徑的增大， 采用傳統(tǒng)普通商品混凝土顯得就越來越困難。輕骨料商品混凝土以其輕質(zhì)、高強、多功能的特點在大跨徑結(jié)構(gòu)、高層建筑、軟土地基以及多震地區(qū)等工程中有著廣泛的應(yīng)用前景。對于輕骨料生產(chǎn)來說，出于保護耕地的要求，粘土陶粒必將禁止生產(chǎn)，利用工業(yè)廢料制造輕骨料必將成為主流，不僅降低生產(chǎn)成品，還可以變廢為寶，同時減少了天然骨料的開采，有利于環(huán)境的保護，符合現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展的要求。因此隨著住宅產(chǎn)業(yè)化的推廣、砂石資源的匱乏，輕骨料商品混凝土必將會越來越多應(yīng)用到結(jié)構(gòu)承重部位，而不再僅僅局限于非承重結(jié)構(gòu)。因此輕骨料商品混凝土發(fā)展趨勢主要降體現(xiàn)在以下方面：

50、 高強高耐久性輕骨料商品混凝土:高強、高耐久性的輕骨料商品混凝土將會越來越多地用于高層建筑、大跨橋梁、隧道以及海洋工程中。挪威已在北海石油平臺用商品混凝土的研究制備出一種高強輕骨料商品混凝土， 其28d 抗壓強度為50MPa100MPa，而干表觀密度不到1865kg/m3。 用廢棄物生產(chǎn)輕骨料:研究顯示，可用的廢棄物包括：污水處理廠淤泥煅燒所得的粉煤灰、垃圾焚燒所得的粉煤灰、浮石細(xì)粉、污染港口、河流和隧道所挖淤泥、采石場石粉、回收商品混凝土所產(chǎn)生的石粉、水處理工廠的淤泥、煤的附屬物煤矸石。上述廢棄物采用燒結(jié)法均可以生產(chǎn)出合格的輕骨料，并可以極大地降低陶粒的生產(chǎn)成本，有條件的企業(yè)和地區(qū)可以綜合利

51、用進行開發(fā)。1.5結(jié)語當(dāng)前國家經(jīng)濟正處在高速發(fā)展時期,國家基礎(chǔ)建設(shè)得到了極大的發(fā)展。許多超高層建筑、大跨徑橋梁被修建。隨著建筑的增高、橋梁跨徑的增大,采用傳統(tǒng)普通混凝土顯得就越來越困難。輕骨料混凝土以其輕質(zhì)、高強、多功能的特點在大跨徑結(jié)構(gòu)、高層建筑、軟土地基以及多震地區(qū)等工程中有著廣泛的應(yīng)用前景。利用工業(yè)廢料制造輕骨料還可以變廢為寶,降低生產(chǎn)成品,同時減少了天然骨料的開采,有利于環(huán)境的保護,符合現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展的要求。第2章 輕骨料混凝土原材料2.1 輕骨料混凝土的組成材料 (1)水泥：一般采用硅酸鹽水泥、普通水泥、礦渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥。 (2)輕骨料：輕粗骨料粒徑在5mm以上，堆積

52、密度小于1000kgm3；輕細(xì)骨料粒徑不大于5mm，堆積密度小于1200kgm3。輕骨料按原料來源分有三類： 工業(yè)廢料輕骨料如粉煤灰陶粒、膨脹礦渣珠、自燃煤矸石、煤渣及其輕砂。天然輕骨料如浮石、火山渣及其輕砂。人造輕骨料如頁巖陶粒、黏土陶粒、膨脹珍珠巖骨料及其輕砂。 (3)水，要求同普通混凝土。 2.2原材料使用說明 一.輕粗細(xì)骨料計量：宜采用體積計量，亦可采用重量計量，但必須嚴(yán)格檢測骨料的含水率，去除其規(guī)定含水率以外的水的重量，以保證配料準(zhǔn)確。普通砂采用重量計量。體積計量時，必須使用專用計量手推車或?qū)Ｓ皿w積計量器，每盤要嚴(yán)格計量。 采用重量計量，使用手推車時，必須車車過磅，卸多補少。有貯料斗及配套的計量設(shè)備，采用自動或半自動上料時，需調(diào)整好斗門開關(guān)的提前量，以保證計量準(zhǔn)確。 輕粗細(xì)骨料計量的允許偏差±3