輕混凝土（上）

    輕混凝土是指表觀密度小于1950kg/m3的混凝土?？煞譃檩p集料混凝土、多孔混凝土和無砂大孔混凝土三類。輕混凝土的主要特點(diǎn)為：

    1．表觀密度小。輕混凝土與普通混凝土相比，其表觀密度一般可減小1/4～3/4，使上部結(jié)構(gòu)的自重明顯減輕，從而顯著地減少地基處理費(fèi)用，并且可減小柱子的截面尺寸。又由于構(gòu)件自重產(chǎn)生的恒載減小，因此可減少梁板的鋼筋用量。此外，還可降低材料運(yùn)輸費(fèi)用，加快施工進(jìn)度。

    2．保溫性能良好。材料的表觀密度是決定其導(dǎo)熱系數(shù)的最主要因素，因此輕混凝土通常具有良好的保溫性能，降低建筑物使用能耗。

    3．耐火性能良好。輕混凝土具有保溫性能好、熱膨脹系數(shù)小等特點(diǎn)，遇火強(qiáng)度損失小，故特別適用于耐火等級要求高的高層建筑和工業(yè)建筑。

    4．力學(xué)性能良好。輕混凝土的彈性模量較小、受力變形較大，抗裂性較好，能有效吸收地震能，提高建筑物的抗震能力，故適用于有抗震要求的建筑。

    5．易于加工。輕混凝土中，尤其是多孔混凝土，易于打入釘子和進(jìn)行鋸切加工。這對于施工中固定門窗框、安裝管道和電線等帶來很大方便。

    輕混凝土在主體結(jié)構(gòu)的中應(yīng)用尚不多，主要原因是價格較高。但是，若對建筑物進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)分析，則可收到顯著的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益，尤其是考慮建筑物使用階段的節(jié)能效益，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益更佳。

    一、輕骨料混凝土

    用輕粗骨料、輕細(xì)骨料（或普通砂）和水泥配制而成的混凝土，其干表觀密度不大于1950kg/m3，稱為輕骨料混凝土。當(dāng)粗細(xì)骨料均為輕骨料時，稱為全輕混凝土；當(dāng)細(xì)骨料為普通砂時，稱砂輕混凝土。
   
    （一）輕骨料的種類及技術(shù)性質(zhì)

    1．輕骨料的種類。凡是骨料粒徑為5mm以上，堆積密度小于1000kg/m3的輕質(zhì)骨料，稱為輕粗骨料。粒徑小于5mm，堆積密度小于1200kg/m3的輕質(zhì)骨料，稱為輕細(xì)骨料。

    輕骨料按來源不同分為三類：①天然輕骨料（如浮石、火山渣及輕砂等）；②工業(yè)廢料輕骨料（如粉煤灰陶粒、膨脹礦渣、自燃煤矸石等）；③人造輕骨料（如膨脹珍珠巖、頁巖陶粒、粘土陶粒等）。

    2．輕骨料的技術(shù)性質(zhì)。輕骨料的技術(shù)性質(zhì)主要有松堆密度、強(qiáng)度、顆粒級配和吸水率等，此外，還有耐久性、體積安定性、有害成分含量等。

　?。?）松堆密度：輕骨料的表現(xiàn)密度直接影響所配制的輕骨料混凝土的表觀密度和性能，輕粗骨料按松堆密度劃分為8個等級：300、400、500、600、700、800、900、1000kg/m3。輕砂的松堆密度為410～1200kg/m3。

    （2）強(qiáng)度：輕粗骨料的強(qiáng)度，通常采用“筒壓法”測定其筒壓強(qiáng)度。筒壓強(qiáng)度是間接反映輕骨料顆粒強(qiáng)度的一項(xiàng)指標(biāo)，對相同品種的輕骨料，筒壓強(qiáng)度與堆積密度常呈線性關(guān)系。但筒壓強(qiáng)度不能反映輕骨料在混凝土中的真實(shí)強(qiáng)度，因此，技術(shù)規(guī)程中還規(guī)定采用強(qiáng)度標(biāo)號來評定輕粗骨料的強(qiáng)度?！巴矇悍ā焙蛷?qiáng)度標(biāo)號測試方法可參考有關(guān)規(guī)范。

    （3）吸水率：輕骨料的吸水率一般都比普通砂石料大，因此將顯著影響混凝土拌合物的和易性、水灰比和強(qiáng)度的發(fā)展。在設(shè)計輕骨料混凝土配合比時，必須根據(jù)輕骨料的一小時吸水率計算附加用水量。國家標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于輕骨料一小時吸水率的規(guī)定是：輕砂和天然輕粗骨料吸水率不作規(guī)定，其他輕粗骨料的吸水率不應(yīng)大于22%。

    （4）最大粒徑與顆粒級配：保溫及結(jié)構(gòu)保溫輕骨料混凝土用的輕骨料，其最大粒徑不宜大于40mm。結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土的輕骨料不宜大于20mm。

    對輕粗骨料的級配要求，其自然級配的空隙率不應(yīng)大于50%。輕砂的細(xì)度模數(shù)不宜大于4.0；大于5mm的篩余量不宜大于10%。

    （二）輕骨料混凝土的強(qiáng)度等級

    輕骨料混凝土按干表觀密度一般為800～1950kg/m3，共分為12個等級。強(qiáng)度等級按立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值分為CL5.0、CL7.5、CL10、CL15、CL20、CL25、CL30、CL35、CL40、CL45、CL50等11個等級。

    按用途不同，輕骨料混凝土分為三類，其相應(yīng)的強(qiáng)度等級和表觀密度要求見表4-26。

    輕骨料混凝土由于其輕骨料具有顆粒表觀密度小、總表面積大、易于吸水等特點(diǎn)，所以其拌合物適用的流動范圍比較窄，過大的流動性會使輕骨料上浮、離析；過小的流動性則會使搗實(shí)困難。流動性的大小主要取決于用水量，由于輕骨料吸水率大，因而其用水量的概念與普通混凝土略有區(qū)別。加入拌合物中的水量稱為總用水量，可分為兩部分，一部分被骨料吸收，其數(shù)量相當(dāng)于1h的吸水量，這部分水稱為附加用水量，其余部分稱為凈用水量，使拌合物獲得要求的流動性和保證水泥水化的進(jìn)行。凈用水量可根據(jù)混凝土的用途及要求的流動性來選擇。另外，輕骨料混凝土的和易性也受砂率的影響，尤其是采用輕細(xì)骨料時，拌合物和易性隨著砂率的提高而有所改善。輕骨料混凝土的砂率一般比普通混凝土的砂率略大。

    對于輕骨料混凝土，由于輕骨料自身強(qiáng)度較低，因此其強(qiáng)度的決定因素除了水泥強(qiáng)度與水灰比（水灰比考慮凈用水量）外，還取決于輕骨料的強(qiáng)度。與普通混凝土相比，采用輕骨料會導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度下降，并且骨料用量越多，強(qiáng)度降低越大，其表觀密度也越小。

    輕骨料混凝土的另一特點(diǎn)是，由于受到輕骨料自身強(qiáng)度的限制，因此，每一品種輕骨料只能配制一定強(qiáng)度的混凝土，如要配制高于此強(qiáng)度的混凝土，即使降低水灰比，也不可能使混凝土強(qiáng)度有明顯提高，或提高幅度很小。

    輕骨料混凝土的變形比普通混凝土大，彈性模量較小，約為同級別普通混凝土的50%～70%，制成的構(gòu)件受力后撓度較大是其缺點(diǎn)。但因極限應(yīng)變大，有利于改善構(gòu)筑物的抗震性能或抵抗動荷載能力。輕骨料混凝土的收縮和徐變比普通混凝土相應(yīng)地大20%～50%和30%～60%，熱膨脹系數(shù)則比普通混凝土低20%左右。

    （三）輕骨料混凝土的制作與使用特點(diǎn)

    1．輕骨料本身吸水率較天然砂、石為大，若不進(jìn)行預(yù)濕，則拌合物在運(yùn)輸或澆注過程中的坍落度損失較大，在設(shè)計混凝土配合比時須考慮輕骨料附加水量。

    2．拌合物中粗骨料容易上浮，也不易攪拌均勻，應(yīng)選用強(qiáng)制式攪拌機(jī)作較長時間的攪拌。輕骨料混凝土成型時振搗時間不宜過長，以免造成分層，最好采用加壓振搗。

    3．輕骨料吸水能力較強(qiáng)，要加強(qiáng)澆水養(yǎng)護(hù)，防止早期干縮開裂。

    （四）輕骨料混凝土配合比設(shè)計要點(diǎn)

    輕骨料混凝土配合比設(shè)計的基本要求與普通混凝土相同，但應(yīng)滿足對混凝土表觀密度的要求。

    輕骨料混凝土配合比設(shè)計方法與普通混凝土基本相似，分為絕對體積法和松散體積法。砂輕混凝土宜采用絕對體積法，即按每立方米混凝土的絕對體積為各組成材料的絕對體積之和進(jìn)行計算。松散體積法宜用于全輕混凝土，即以給定每立方米混凝土的粗細(xì)骨料松散總體積為基礎(chǔ)進(jìn)行計算，然后按設(shè)計要求的混凝土表觀密度為依據(jù)進(jìn)行校核，最后通過試拌調(diào)整得出（詳見規(guī)范JG51—90）。

    輕骨料混凝土與普通混凝土配合比設(shè)計中的不同之處主要有兩點(diǎn)，一是用水量為凈用水量與附加用水量兩者之和；二是砂率為砂的體積占砂石總體積之比值。