輕集料混凝土研究進展以及發展現狀

吳俊燾

宿遷學院（223800）

輕集料混凝土研究進展以及發展現狀

吳俊燾

宿遷學院（223800）

輕集料混凝土是僅次于普通混凝土后使用量較大的一種建筑材料，具有輕質、保溫、隔熱等諸多優點，已廣泛應用于橋梁以及各種工業、民用建筑上。這里結合國內外目前對于輕集料混凝土的研究進行了論述，同時結合輕集料混凝土目前存在的問題進行了探討。

輕集料；混凝土；研究進展

1 輕集料混凝土在國內外的發展

1996年建成的Heidrum TLP浮體石油平臺，整個65 700 m3的殼體全部采用最大密度為2 200 kg/m3的高強混合集料混凝土。1998年，美孚石油公司在沿海油田修建的石油平臺用輕集料代替了所用高強混凝土中50%的普通粗集料，使混凝土密度減小為2 170 kg/m3，增加了整個浮體結構的漂浮性。1998年，日本研制的高強粉煤灰輕集料在0.3水膠比下，配制出28 d抗壓強度80 MPa、干燥表觀密度小于2 100 kg/m3高強輕集料混凝土。此外,日本輕集料混凝土協會在1992年開始研究鋼纖維增強輕集料混凝土,主要目的是提高剪切和彎曲強度，以用于道路橋面板，取得了較好的技術經濟效果[1-2]。目前，人造輕集料朝著綠色、環保方向發展，利用淤積海泥[3]、尾礦粉[4]、硅藻土[5]等燒制的許多新型輕集料也相繼涌現。

進入21世紀，由于高層、超高層鋼筋混凝土結構物的普及，高性能混凝土輕量化技術成為一個重要的發展課題，高性能輕集料混凝土便是一個重要的發展方向。因此，輕集料混凝土技術發展的重心逐漸移到了適合結構用的高強度、高性能輕集料混凝土上來。近幾年，我國輕集料的產量不斷提高，上海、宜昌等地形成了一定的生產規模，輕集料的品質也不斷得到提高，高強度高性能輕集料混凝土的應用也日益廣泛。在國內外高強度、高性能混凝土技術迅速發展的推動下，我國高性能輕集料混凝土的發展出現了新的契機。

2 輕集料混凝土的特點

2.1 輕質高強

結構輕集料混凝土的容重一般為1 400～1 900 kg/m3，其強度可以達到普通混凝土常用的強度等級。高層建筑、大跨度橋梁等工程而言，這種特性在經濟效益方面表現出明顯的優越性。

2.2 保溫隔熱性能好

多孔輕集料內部的孔隙,還使其導熱系數低，保溫性能好。干燥狀態人造輕集料混凝土的導熱系數一般為0.21～0.81 W/(m·K)，遠低于普通混凝土1.86 ～2.09 W/(m·K)和磚砌體0.81 W/(m·K)。

2.3 抗震性好

由于輕集料混凝土密度小，質量輕，彈性模量低，變形性能好，所以其抵抗變形的能力增強，結構破壞時會消耗更多的變形能，減震效果顯著。在輕集料混凝土成型后，輕集料會吸收過多的水分，隨著時間的延長，混凝土水分逐漸蒸發，輕集料又會緩慢釋放出內部的水分,使水泥石得到充分的養護，從而提高了水泥石的密實性和強度[6]。

2.4 抗裂性好

輕集料混凝土的熱膨脹系數和彈性模量比普通混凝土小，這對于改善結構的耐久性以及延長結構使用壽命是非常有利的，并有助于降低結構在試用期間的維護費用。

2.5 耐火性能好

輕集料混凝土導熱系數低，其耐火性能比普通混凝土高4倍，在高溫作用下可保護鋼筋不遭受破壞。

3 輕集料混凝土存在的問題

輕集料的多孔、輕質的特點雖然可以降低輕集料混凝土的自重，但同樣也會對輕集料混凝土的工作性能、硬化后的強度和耐久性能產生一些不利的影響。目前，我國生產的人造的吸水率小于5%的低吸水率輕集料年產量較少，不超過10萬m3。輕集料性能上的不足也使輕集料混凝土的強度、工作性能以及施工都難以達到設計要求。這個問題已經成為當前制約輕集料混凝土應用迅速發展的主要障礙。輕集料混凝土工作性差主要表現在:干燥陶粒吸水會導致混凝土拌和物的坍落度很快損失；吸水率越大，坍落度損失越快。這是由陶粒自身的性能特點所決定的，也正是配制高性能陶粒混凝土的技術難點所在,在較大程度上限制了輕集料混凝土的應用。如何克服輕集料上浮現象一直是輕集料混凝土領域內公認的難題之一。總的來說，研制具有良好工作性與可泵性的高性能陶粒混凝土仍然是本領域研究的一個難點與重點。

[1]陳烈芳,宋淑敏.抓住機遇促進我國輕集料及其輕集料混凝土的健康穩定[D].2002年全國輕集料及其輕集料混凝土生產、應用、技術研討會論文集,2002:1～3.

[2]胡曙光,王發洲.輕集料混凝土[J].北京:化學工業出版社, 2006:54～57.

[3]張學亮.用珍珠巖尾礦粉生產輕集料和陶砂[J].中國資源綜合利用,2000(9):11～12.

[4]Chen H J.Determination of the dividing strength and its relation to the concrete strength in lightweight aggregate concrete[J].Cement and Concrete Composition,1998,21: 29～32.

[5]V.Dumcan,A.Mladenovic,et al.lightweight aggregate based on waste glass and its alkal-silica reactivity.Cement and Concrete Research.2002,32:223～226.

[6]龔洛書.輕集料混凝土技術的發展與展望[J].混凝土,2002, 2:13～15.

項目來源:2013江蘇省大學生實踐創新