轻骨料混凝土在工程中的施工技术应用

张智勇

中建装饰集团有限公司西北分公司，陕西西安 710000

建筑工程的施工建设中广泛使用混凝土作为建筑材料。轻骨料混凝土的表观密度一般为1600～1900kg/m3，相比同强度等级的普通混凝土减轻25%～35%。在轻混凝土中主要有轻骨料混凝土、多孔以及打孔混凝土这三大类。而轻骨料混凝土是采用轻粗骨料、轻砂与水和水泥来制备的轻混凝土。在轻骨料中也包括了天然、工业废料以及人造材料的轻骨料。轻骨料混凝土由于绝热耐火以及抗震性能比较好，同时其经济性优势也较为突出，能够有效降低施工的成本，在建筑工程的施工中具有较高的应用价值。因此建筑企业应深入研究其施工技术，并加大推广应用的力度，为企业创造更大的经济效益和社会效益。

1 工程轻骨料混凝土的主要技术性能分析

1.1 轻骨料拌合物具有较好的工作性能分析

轻骨料吸水性较好，且表面粗糙，所以会使拌合物在流动性方面受到较明显的影响。因此，为了对流动性进行精确的控制，在拌和轻骨料混凝土时应将用水的总量分为两部分，即净用水量和附加水量。所谓附加水量主要是被轻骨料所吸收的部分，大致相当于1h吸水量。不过，拌合物在工作性方面受附加水量的影响比较小。而净水量则主要指的是减去轻骨料1h吸收率后的用水量，其对拌合物的工作流动性会产生直接的影响。这两部分水量加在一起就是拌和的用水总量。对于轻骨料的1h吸水率国家给出了明确的标准，即粉煤灰应在22%以内，而页岩以及粘土陶粒则应在10%以内。拌合轻骨料混凝土时，如果水量过大会加大其流动性，同时其强度也会相应的降低，而且与一般混凝土相比，如果水量过大还会在轻骨料在拌合过程中出现上浮离析的情况，因此在拌合时要对用水量进行精确的控制。特别是在确定混凝土的坍落度标准时，应将轻骨料有可能在振捣成型过程中释出所吸收的水量纳入的考虑范围内，其流动性有可能被加大，因此与一般混凝土相比在选择坍落度标准值时应适当降低10～20mm。对轻骨料混凝土的工作性产生影响的另外一个重要因素是砂率，特别是在使用轻砂作为骨料时，拌合物的实际工作性能将随砂率的增加而相应的提高。

1.2 轻骨料混凝土的体积密度分析

轻骨料混凝土与一般的混凝土材料相比，其体积密度具有较大的变化范围，同时直接关系到轻骨料混凝土在硬化后所形成的导热性能、抗冻抗渗性以及抗压强度等性质特点。因此，体积密度是衡量轻骨料混凝土的重要技术参数。当密度等级比较高时，轻骨料混凝土的强度、抗渗性以及导热性能也就越好，这主要是由于在轻骨料混凝土的体积总量中，轻骨料占比超过了70%，因此轻骨料的具体体积密度直接决定了混凝土的实际体积密度。

1.3 轻骨料混凝土的强度性能分析

在拌合骨料和水泥时，轻骨料由于孔隙较多对水泥浆有很强的吸附能力，所以如果在拌合前没有使骨料的吸水达到饱和程度，骨料就会在拌合过程中持续对接触的水泥浆中所含的水分进行吸收，使水灰比被降低，因此接触面强度也就随之增强。同时，水泥浆在硬化时，被轻骨料又会缓慢释出所吸收的水量，对接触面的硬化水泥层产生了养护的作用，也起到了提高接触面强度的效果。所以，轻质骨料和水泥间所形成粘结强度比较高。轻骨料混凝土缺点在于强度要稍低于普通混凝土，当外力作用于结构时，首先被破坏的往往是轻骨料自身。即影响轻骨料混凝土的强度的因素除了水灰比、水泥强度以及养护条件外，其骨料本身的强度也会直接影响混凝土强度。

1.4 轻骨料混凝土的变形性能分析

与一般的混凝土相比，轻骨料混凝土在弹性模量方面会减小25%～65%左右，同时由于轻骨料混凝土的强度等级不同，其弹性模量的差距甚至能达到3倍。这主要是因为轻骨料与普通骨料相比，其弹性模量比较小，因此，无法对水泥石所产生的干缩变形进行有效的抵抗，造成了轻骨料混凝土会发生比较明显的干缩变形。即使与一般混凝土强度相同的轻骨料混凝土，在轴向方向的伸缩值也会达到一般混凝土的1～1.5倍左右。因此在工程施工时必须要高度重视轻骨料混凝土的这一特性。

1.5 轻骨料混凝土的导热性能分析

轻骨料中虽含有大量的孔隙，但在混凝土硬化后，这些孔隙绝大部分都被封闭，因此具有比较小的导热系数，能够使混凝土的隔热保温能力得到有效的增强，这对于现代建筑的绿色节能具有十分重要的作用。混凝土的导热系数是由其密度等级所决定的，随着密度等级的提高，相应的导热系数也会增大，会对结构的隔热保温能力产生明显的影响。

1.6 轻骨料混凝土的抗冻性能分析

通过对轻骨料混凝土的实践应用发现，其在抗冻能力方面具有较明显的优势。主要是由于在正常使用轻骨料混凝土时，其内部的孔隙即使在受冻条件下也很少会达到饱和吸水的效果，因此在孔隙内不含水的空间占比仍然较大；在外界环境温度下降时，其孔隙内部的水分在结冰后，体积膨胀的压力也有足够的释放空间，所以抗冻能力比较好。同时轻骨料混凝土由于导热系数比较小，使得建筑墙体由于室内外的剧烈温差而产生的冷凝问题也得到了有效的控制，因此，冻害作用得到了有效的缓解。

2 在工程施工中对轻骨料混凝土技术的实际应用

崇信发电铁路集煤站工程储煤筒仓主体采用圆形筒仓结构，筒仓外径18.8m，壁厚0.4m，建筑物高度44.28m，设计最大储煤量为5000t。针对筒仓煤斗壁自重过大、需要耐久性与耐磨性较好的材料等特点，设计采用人造陶粒轻骨料混凝土，在确保结构物强度达到要求的前提下，减轻了结构物的自重，煤斗壁在筒仓落煤的过程中，要长时间承受煤块的冲磨，轻骨料混凝土由于自身的耐久性、耐磨性相对较好，可有效承受来自煤块的冲击压力与摩擦力，确保结构物使用性能。

2.1 运输及堆放技术要求分析

根据品种的不同分别运输及堆放轻骨料。堆放自然级配时应将高度控制在2m以内，并避免混入泥土等杂物。堆放及运输轻砂时应采取相应的防风防雨措施。当施工温度比较高时，应根据环境温度以及原料的含水量对骨料提前进行相应泡水或者淋水预湿处理，并在对水分进行滤干后才能开始投料。当环境温度未达到5℃时，则不能采取预湿的处理方法。

2.2 拌制混合物

首先，应在批量拌制前测定轻骨料的堆积密度和含水率，如果是在雨天进行施工，应反复测定拌合物的稠度。在拌制过程中应准确计量拌合物中各种材料的质量，其中，粗细骨料以及掺和料的质量偏差应控制在3%以内，水泥、水以及其他添加剂的质量误差应控制在2%以内。在拌制轻骨料混凝土时应通过强制式的搅拌设备来进行拌合。如果轻骨料的强度比较低时，应严格的控制搅拌时间。

2.3 轻骨料混凝土的浇筑施工技术要点

在浇筑轻骨料混凝土时，其倾落高度应控制在1.5m以内。需要在高于1.5m处进行浇筑时，要利用溜管、串筒以及斜槽等工具加以辅助。对轻骨料混凝土应通过机械设备进行振捣成型。如果拌合物的流动性比较大，或者属于保温类型的混凝土时，可以通过插捣成型工艺进行施工。在浇筑大模板或者墙体时应采用分层浇筑的施工工艺，浇筑的厚度应控制在每层300～350mm区间内。在对较大表面的构件进行浇筑时，如果浇筑的厚度在200mm以内可以通过表面振动的施工技术来成型；如果浇筑厚度超过了200mm时，应首先利用插入式的振捣设备对其进行振捣密实，然后再进行表面振捣，浇筑成型。

根据振捣部位的不同以及拌合物的不同稠度，其振捣时间也有所差异，一般应在10～30s之间。如果有较多的颗粒出现上浮情况，则应通过表面振捣设备进行复振施工，在砂浆返上后再进行抹面。

2.4 轻骨料混凝土构件的养护

完成轻骨料混凝土的浇筑施工后，要对构件及时进行覆盖以及养护喷水。如果轻骨料混凝土是利用矿渣或硅酸盐等水泥拌制而成的，其自然养护时间应在7d以上；如果混凝土的轻骨料为粉煤灰或者火山灰等成分时，其自然养护时间应达到14d以上。养护时应用塑料薄膜对浇筑构件进行严密覆盖，并保证覆膜内存在必要的凝结水。

3 结语

尽管轻骨料混凝土单方造价比同强度等级的普通密度混凝土略高，但由于其在减轻结构物自重、抗冲耐磨等方面有明显优势，可在一定幅度内降低工程造价，具有较为显著的综合经济效益。本工程大量使用陶粒做为轻骨料，陶粒为多孔材料，自身的微孔系统在搅拌时能吸收一定的水分，同时在水泥水化过程中可持续释放水分强化水泥水化，促使强度快速提高；深入研究其施工技术的有效应用，充分发挥轻骨料混凝土的各项技术性能优点，全面提高建筑工程的施工质量，为类似工程提供相关经验及技术支持。