轻集料混凝土研究进展以及发展现状

吴俊焘

宿迁学院（223800）

轻集料混凝土研究进展以及发展现状

吴俊焘

宿迁学院（223800）

轻集料混凝土是仅次于普通混凝土后使用量较大的一种建筑材料，具有轻质、保温、隔热等诸多优点，已广泛应用于桥梁以及各种工业、民用建筑上。这里结合国内外目前对于轻集料混凝土的研究进行了论述，同时结合轻集料混凝土目前存在的问题进行了探讨。

轻集料；混凝土；研究进展

1 轻集料混凝土在国内外的发展

1996年建成的Heidrum TLP浮体石油平台，整个65 700 m3的壳体全部采用最大密度为2 200 kg/m3的高强混合集料混凝土。1998年，美孚石油公司在沿海油田修建的石油平台用轻集料代替了所用高强混凝土中50%的普通粗集料，使混凝土密度减小为2 170 kg/m3，增加了整个浮体结构的漂浮性。1998年，日本研制的高强粉煤灰轻集料在0.3水胶比下，配制出28 d抗压强度80 MPa、干燥表观密度小于2 100 kg/m3高强轻集料混凝土。此外,日本轻集料混凝土协会在1992年开始研究钢纤维增强轻集料混凝土,主要目的是提高剪切和弯曲强度，以用于道路桥面板，取得了较好的技术经济效果[1-2]。目前，人造轻集料朝着绿色、环保方向发展，利用淤积海泥[3]、尾矿粉[4]、硅藻土[5]等烧制的许多新型轻集料也相继涌现。

进入21世纪，由于高层、超高层钢筋混凝土结构物的普及，高性能混凝土轻量化技术成为一个重要的发展课题，高性能轻集料混凝土便是一个重要的发展方向。因此，轻集料混凝土技术发展的重心逐渐移到了适合结构用的高强度、高性能轻集料混凝土上来。近几年，我国轻集料的产量不断提高，上海、宜昌等地形成了一定的生产规模，轻集料的品质也不断得到提高，高强度高性能轻集料混凝土的应用也日益广泛。在国内外高强度、高性能混凝土技术迅速发展的推动下，我国高性能轻集料混凝土的发展出现了新的契机。

2 轻集料混凝土的特点

2.1 轻质高强

结构轻集料混凝土的容重一般为1 400～1 900 kg/m3，其强度可以达到普通混凝土常用的强度等级。高层建筑、大跨度桥梁等工程而言，这种特性在经济效益方面表现出明显的优越性。

2.2 保温隔热性能好

多孔轻集料内部的孔隙,还使其导热系数低，保温性能好。干燥状态人造轻集料混凝土的导热系数一般为0.21～0.81 W/(m·K)，远低于普通混凝土1.86 ～2.09 W/(m·K)和砖砌体0.81 W/(m·K)。

2.3 抗震性好

由于轻集料混凝土密度小，质量轻，弹性模量低，变形性能好，所以其抵抗变形的能力增强，结构破坏时会消耗更多的变形能，减震效果显著。在轻集料混凝土成型后，轻集料会吸收过多的水分，随着时间的延长，混凝土水分逐渐蒸发，轻集料又会缓慢释放出内部的水分,使水泥石得到充分的养护，从而提高了水泥石的密实性和强度[6]。

2.4 抗裂性好

轻集料混凝土的热膨胀系数和弹性模量比普通混凝土小，这对于改善结构的耐久性以及延长结构使用寿命是非常有利的，并有助于降低结构在试用期间的维护费用。

2.5 耐火性能好

轻集料混凝土导热系数低，其耐火性能比普通混凝土高4倍，在高温作用下可保护钢筋不遭受破坏。

3 轻集料混凝土存在的问题

轻集料的多孔、轻质的特点虽然可以降低轻集料混凝土的自重，但同样也会对轻集料混凝土的工作性能、硬化后的强度和耐久性能产生一些不利的影响。目前，我国生产的人造的吸水率小于5%的低吸水率轻集料年产量较少，不超过10万m3。轻集料性能上的不足也使轻集料混凝土的强度、工作性能以及施工都难以达到设计要求。这个问题已经成为当前制约轻集料混凝土应用迅速发展的主要障碍。轻集料混凝土工作性差主要表现在:干燥陶粒吸水会导致混凝土拌和物的坍落度很快损失；吸水率越大，坍落度损失越快。这是由陶粒自身的性能特点所决定的，也正是配制高性能陶粒混凝土的技术难点所在,在较大程度上限制了轻集料混凝土的应用。如何克服轻集料上浮现象一直是轻集料混凝土领域内公认的难题之一。总的来说，研制具有良好工作性与可泵性的高性能陶粒混凝土仍然是本领域研究的一个难点与重点。

[1]陈烈芳,宋淑敏.抓住机遇促进我国轻集料及其轻集料混凝土的健康稳定[D].2002年全国轻集料及其轻集料混凝土生产、应用、技术研讨会论文集,2002:1～3.

[2]胡曙光,王发洲.轻集料混凝土[J].北京:化学工业出版社, 2006:54～57.

[3]张学亮.用珍珠岩尾矿粉生产轻集料和陶砂[J].中国资源综合利用,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]龚洛书.轻集料混凝土技术的发展与展望[J].混凝土,2002, 2:13～15.

项目来源:2013江苏省大学生实践创新