輕骨料混凝土在工程中的施工技術應用

張智勇

中建裝飾集團有限公司西北分公司，陜西西安 710000

建筑工程的施工建設中廣泛使用混凝土作為建筑材料。輕骨料混凝土的表觀密度一般為1600～1900kg/m3，相比同強度等級的普通混凝土減輕25%～35%。在輕混凝土中主要有輕骨料混凝土、多孔以及打孔混凝土這三大類。而輕骨料混凝土是采用輕粗骨料、輕砂與水和水泥來制備的輕混凝土。在輕骨料中也包括了天然、工業廢料以及人造材料的輕骨料。輕骨料混凝土由于絕熱耐火以及抗震性能比較好，同時其經濟性優勢也較為突出，能夠有效降低施工的成本，在建筑工程的施工中具有較高的應用價值。因此建筑企業應深入研究其施工技術，并加大推廣應用的力度，為企業創造更大的經濟效益和社會效益。

1 工程輕骨料混凝土的主要技術性能分析

1.1 輕骨料拌合物具有較好的工作性能分析

輕骨料吸水性較好，且表面粗糙，所以會使拌合物在流動性方面受到較明顯的影響。因此，為了對流動性進行精確的控制，在拌和輕骨料混凝土時應將用水的總量分為兩部分，即凈用水量和附加水量。所謂附加水量主要是被輕骨料所吸收的部分，大致相當于1h吸水量。不過，拌合物在工作性方面受附加水量的影響比較小。而凈水量則主要指的是減去輕骨料1h吸收率后的用水量，其對拌合物的工作流動性會產生直接的影響。這兩部分水量加在一起就是拌和的用水總量。對于輕骨料的1h吸水率國家給出了明確的標準，即粉煤灰應在22%以內，而頁巖以及粘土陶粒則應在10%以內。拌合輕骨料混凝土時，如果水量過大會加大其流動性，同時其強度也會相應的降低，而且與一般混凝土相比，如果水量過大還會在輕骨料在拌合過程中出現上浮離析的情況，因此在拌合時要對用水量進行精確的控制。特別是在確定混凝土的坍落度標準時，應將輕骨料有可能在振搗成型過程中釋出所吸收的水量納入的考慮范圍內，其流動性有可能被加大，因此與一般混凝土相比在選擇坍落度標準值時應適當降低10～20mm。對輕骨料混凝土的工作性產生影響的另外一個重要因素是砂率，特別是在使用輕砂作為骨料時，拌合物的實際工作性能將隨砂率的增加而相應的提高。

1.2 輕骨料混凝土的體積密度分析

輕骨料混凝土與一般的混凝土材料相比，其體積密度具有較大的變化范圍，同時直接關系到輕骨料混凝土在硬化后所形成的導熱性能、抗凍抗滲性以及抗壓強度等性質特點。因此，體積密度是衡量輕骨料混凝土的重要技術參數。當密度等級比較高時，輕骨料混凝土的強度、抗滲性以及導熱性能也就越好，這主要是由于在輕骨料混凝土的體積總量中，輕骨料占比超過了70%，因此輕骨料的具體體積密度直接決定了混凝土的實際體積密度。

1.3 輕骨料混凝土的強度性能分析

在拌合骨料和水泥時，輕骨料由于孔隙較多對水泥漿有很強的吸附能力，所以如果在拌合前沒有使骨料的吸水達到飽和程度，骨料就會在拌合過程中持續對接觸的水泥漿中所含的水分進行吸收，使水灰比被降低，因此接觸面強度也就隨之增強。同時，水泥漿在硬化時，被輕骨料又會緩慢釋出所吸收的水量，對接觸面的硬化水泥層產生了養護的作用，也起到了提高接觸面強度的效果。所以，輕質骨料和水泥間所形成粘結強度比較高。輕骨料混凝土缺點在于強度要稍低于普通混凝土，當外力作用于結構時，首先被破壞的往往是輕骨料自身。即影響輕骨料混凝土的強度的因素除了水灰比、水泥強度以及養護條件外，其骨料本身的強度也會直接影響混凝土強度。

1.4 輕骨料混凝土的變形性能分析

與一般的混凝土相比，輕骨料混凝土在彈性模量方面會減小25%～65%左右，同時由于輕骨料混凝土的強度等級不同，其彈性模量的差距甚至能達到3倍。這主要是因為輕骨料與普通骨料相比，其彈性模量比較小，因此，無法對水泥石所產生的干縮變形進行有效的抵抗，造成了輕骨料混凝土會發生比較明顯的干縮變形。即使與一般混凝土強度相同的輕骨料混凝土，在軸向方向的伸縮值也會達到一般混凝土的1～1.5倍左右。因此在工程施工時必須要高度重視輕骨料混凝土的這一特性。

1.5 輕骨料混凝土的導熱性能分析

輕骨料中雖含有大量的孔隙，但在混凝土硬化后，這些孔隙絕大部分都被封閉，因此具有比較小的導熱系數，能夠使混凝土的隔熱保溫能力得到有效的增強，這對于現代建筑的綠色節能具有十分重要的作用。混凝土的導熱系數是由其密度等級所決定的，隨著密度等級的提高，相應的導熱系數也會增大，會對結構的隔熱保溫能力產生明顯的影響。

1.6 輕骨料混凝土的抗凍性能分析

通過對輕骨料混凝土的實踐應用發現，其在抗凍能力方面具有較明顯的優勢。主要是由于在正常使用輕骨料混凝土時，其內部的孔隙即使在受凍條件下也很少會達到飽和吸水的效果，因此在孔隙內不含水的空間占比仍然較大；在外界環境溫度下降時，其孔隙內部的水分在結冰后，體積膨脹的壓力也有足夠的釋放空間，所以抗凍能力比較好。同時輕骨料混凝土由于導熱系數比較小，使得建筑墻體由于室內外的劇烈溫差而產生的冷凝問題也得到了有效的控制，因此，凍害作用得到了有效的緩解。

2 在工程施工中對輕骨料混凝土技術的實際應用

崇信發電鐵路集煤站工程儲煤筒倉主體采用圓形筒倉結構，筒倉外徑18.8m，壁厚0.4m，建筑物高度44.28m，設計最大儲煤量為5000t。針對筒倉煤斗壁自重過大、需要耐久性與耐磨性較好的材料等特點，設計采用人造陶粒輕骨料混凝土，在確保結構物強度達到要求的前提下，減輕了結構物的自重，煤斗壁在筒倉落煤的過程中，要長時間承受煤塊的沖磨，輕骨料混凝土由于自身的耐久性、耐磨性相對較好，可有效承受來自煤塊的沖擊壓力與摩擦力，確保結構物使用性能。

2.1 運輸及堆放技術要求分析

根據品種的不同分別運輸及堆放輕骨料。堆放自然級配時應將高度控制在2m以內，并避免混入泥土等雜物。堆放及運輸輕砂時應采取相應的防風防雨措施。當施工溫度比較高時，應根據環境溫度以及原料的含水量對骨料提前進行相應泡水或者淋水預濕處理，并在對水分進行濾干后才能開始投料。當環境溫度未達到5℃時，則不能采取預濕的處理方法。

2.2 拌制混合物

首先，應在批量拌制前測定輕骨料的堆積密度和含水率，如果是在雨天進行施工，應反復測定拌合物的稠度。在拌制過程中應準確計量拌合物中各種材料的質量，其中，粗細骨料以及摻和料的質量偏差應控制在3%以內，水泥、水以及其他添加劑的質量誤差應控制在2%以內。在拌制輕骨料混凝土時應通過強制式的攪拌設備來進行拌合。如果輕骨料的強度比較低時，應嚴格的控制攪拌時間。

2.3 輕骨料混凝土的澆筑施工技術要點

在澆筑輕骨料混凝土時，其傾落高度應控制在1.5m以內。需要在高于1.5m處進行澆筑時，要利用溜管、串筒以及斜槽等工具加以輔助。對輕骨料混凝土應通過機械設備進行振搗成型。如果拌合物的流動性比較大，或者屬于保溫類型的混凝土時，可以通過插搗成型工藝進行施工。在澆筑大模板或者墻體時應采用分層澆筑的施工工藝，澆筑的厚度應控制在每層300～350mm區間內。在對較大表面的構件進行澆筑時，如果澆筑的厚度在200mm以內可以通過表面振動的施工技術來成型；如果澆筑厚度超過了200mm時，應首先利用插入式的振搗設備對其進行振搗密實，然后再進行表面振搗，澆筑成型。

根據振搗部位的不同以及拌合物的不同稠度，其振搗時間也有所差異，一般應在10～30s之間。如果有較多的顆粒出現上浮情況，則應通過表面振搗設備進行復振施工，在砂漿返上后再進行抹面。

2.4 輕骨料混凝土構件的養護

完成輕骨料混凝土的澆筑施工后，要對構件及時進行覆蓋以及養護噴水。如果輕骨料混凝土是利用礦渣或硅酸鹽等水泥拌制而成的，其自然養護時間應在7d以上；如果混凝土的輕骨料為粉煤灰或者火山灰等成分時，其自然養護時間應達到14d以上。養護時應用塑料薄膜對澆筑構件進行嚴密覆蓋，并保證覆膜內存在必要的凝結水。

3 結語

盡管輕骨料混凝土單方造價比同強度等級的普通密度混凝土略高，但由于其在減輕結構物自重、抗沖耐磨等方面有明顯優勢，可在一定幅度內降低工程造價，具有較為顯著的綜合經濟效益。本工程大量使用陶粒做為輕骨料，陶粒為多孔材料，自身的微孔系統在攪拌時能吸收一定的水分，同時在水泥水化過程中可持續釋放水分強化水泥水化，促使強度快速提高；深入研究其施工技術的有效應用，充分發揮輕骨料混凝土的各項技術性能優點，全面提高建筑工程的施工質量，為類似工程提供相關經驗及技術支持。