轻集料混凝土

轻集料混凝土

轻集料混凝土是指用轻粗集料、轻砂（或普通砂）等为集料配制而成的干表面密度不大于1900公斤/米的水泥混凝土，也称多孔集料轻混凝土。

种类

轻集料混凝土按轻集料的种类分为：天然轻集料混凝土。如浮石混凝土、火山渣混凝土和多孔岩混凝土等。人造轻集料混凝土。如黏土陶粒混凝土、页岩陶粒混凝土以及膨胀珍珠岩混凝土和用有机轻集料制成的混凝土等。工业废料轻集料混凝土。如煤渣混凝土、粉煤灰陶粒混凝土和膨胀矿渣珠混凝土等。

按细集料种类分为：全轻混凝土。采用轻砂做细集料的轻集料混凝土。砂轻混凝土。部分或全部采用普通砂作细集料的轻集料混凝土。

按其用途分为：保温轻集料混凝土。其容重小於800公斤/米,抗压强度小於兆帕,主要用於保温的围护结构和热工构筑物。结构保温轻集料混凝土。其容重为800～1400公斤/米,抗压强度为～兆帕,主要用於配筋和不配筋的围护结构。结构轻集料混凝土。其容重为1400～1900公斤/米，抗压强度为～兆帕，主要用於承重的构件、预应力构件或构筑物。

特点

轻集料混凝土具有自重轻、保温隔热和耐火性能好等特点。

结构轻集料混凝土的抗压强度最高可达70兆帕，与同标号的普通混凝土相比，可减轻自重20～30％以上，结构保温轻集料混凝土是一种保温性能良好的墙体材料，其热导率为～瓦/(米?开),仅为普通混凝土的12～33％。轻集料混凝土的变形性能良好，弹性模量较低。在一般情况下，收缩和徐变也较大。轻集料混凝土的弹性模量与其容重和强度成正比。容重越小、强度越低，弹性模量也越低。与同标号的普通混凝土相比，轻集料混凝土的弹性模量约低25～65％。

轻集料混凝土大量应用於工业与民用建筑及其他工程，可收到减轻结构自重；提高结构的抗震性能；节约材料用量；提高构件运输和吊装效率；减少地基荷载及改善建筑功能(保温隔热和耐火等)等效益。因此，在20世纪60～70年代，轻集料混凝土的生产和应用技术发展较快，主要向轻质、高强的方向发展，大量应用於高层、大跨度结构和围护结构，特别是大量用於制作墙体用的小型空心砌块。

中国从50年代开始研制轻集料及轻集料混凝土，主要用於工业与民用建筑的大型外墙板和小型空心砌块，少量用於高层和桥梁建筑的承重结构和热工构筑物。

轻集料技术要求

保温及结构保温轻集料混凝土用的轻粗集料，其最大粒径不宜大于40 ㎜。结构轻集料混凝土用的轻粗集料，其最大粒径不宜大于20 ㎜。

轻粗集料的级配应符合表的要求，其自然级配的空隙率不应大于50% 。

轻粗集料的级配表

筛孔尺寸 d min 1/2d max d max 2d max

圆球型的及单一粒级累计筛余

（按重量计，% ）≥ 90 不规定≤ 10 0

普通型的混合级配≥ 90 30 ～70 ≤ 10 0

碎石型的混合级配≥ 90 40 ～60 ≤ 10 0

轻砂的细度模数不宜大于；其大于5 ㎜的累计筛于不宜大于105( 按重量计) 。

轻集料的堆积密度模数等级按表划分。其实际堆积密度的变异系数：对圆球形的和普通型的轻粗集料不应大于；碎石型的轻集料不应大于。

轻集料的密度等级表

密度等级堆积密度范围

（kg/m3）

轻粗集料轻砂

300 - 210~300

400 - 310~400

500 500 410~500

600 600 510~600

700 700 610~700

800 800 710~800

900 900 810~900

1000 1000 910~1000

- 1100 1010~1100

- 1200 1110~1200

技术性能

轻集料混凝土的强度等级按立方体抗压强度标准值确定。立方体抗压强度标准值细致按标准方法制作和养护的边长为150 ㎜的立方体试件，在28d 领期用标准试验方法测得的具有95% 保证率的抗压强度值。

轻集料混凝土的强度等级划分为；；CL10 ；CL15 ；CL20 ；CL25 ；CL30 ；CL35 ；CL40 ；CL45 ；CL50 。

轻集料混凝土按其干表观密度分为十二个等级（见表）。某一密度等级轻集料混凝土的密度标准值，可取该密度等级按表观密度变化范围的上限值。

轻集料混凝土的密度等级表密度等级干表现密度的变化范围（kg/m3 ）密度等级干表现密度的变化范围（kg/m3 ）

800 760~850 1400 1360~1450

900 860~950 1500 1460~1550

1000 960~1050 1600 1560~1650

1100 1060~1150 1700 1660~1750

1200 1160~1250 1800 1760~1850

1300 1260~1350 1900 1860~1950

轻集料混凝土按其用途可分为三大类

轻集料混凝土按用途分类表类别名称混凝土强度等级的合理范围混凝土密度等级的合理范围用途

保温轻集料混凝土800 主要用于保温的围护结构或热工构筑物

结构保温轻集料混凝土CL10 CL15 800 ～1400 主要用于既重又保温的围护结构结构轻集料混凝土CL15 CL20 CL25 CL30 CL35 CL40 CL45 CL50 1400 ～1900 主要用于承重构件或构筑物

轻集料混凝土配合比

1、混凝土配合设计的基本要求：

1-1要满足混凝土（及施工要求）的强度等级fcu·k和混凝土配制强度feu·o；

1-2要使混凝土拌合物具有足够的、良好的（可塑性、不易产生离析）；

1-3要满足工程使用环境及气候条件所要求的（抗渗、抗冻、耐腐蚀等）；

1-4在保证工程质量的前提下，能尽量节约水泥，合理使用材料，降低工程成本。

2、配合比的设计方法：

2-1，应遵照“普通设计规程”JGJ/T 55中的有关条文设计。

2-2配合比中最大水灰比、最小水泥用量对混凝土的强度性质和耐久性起了决定作用，必须遵照“铁路混凝土与施工及验收规范”TB10210-97的规定控制，其他工程应遵照相应的规范来选用。

3、设计混凝土的计算方法有多种，铁路部门多采用重量法计算。计算主要要确定下述各参数：

3-1根据混凝土设计强度等级fcu·k 确定混凝土配制强度fcu·o。

3-2确定水灰比(w/c)—须从混凝土的设计强度等级、耐久性、水泥强度等级等方面同时考虑。

3-3选定施工混凝土拌合物的工作（运输、结构断面、浇灌和震捣）条件，确定混凝土的坍落度，然后选择每立方米混凝土的拌合W（kg/m3）。

3-4按粗细骨料的级配和确定混凝土的含砂率。然后计算粗、细骨料用量。

4、混凝土配合比的设计步骤：

4-1确定混凝土的配制强度fcu·o fcu·o= fcu·k+б式中：fcu·o—混凝土配制强度（Mpa）；

4-2按强度要求计算水灰比

W/C=A·fce/（fcu·o+A·B·fce）

式中：A、B—回归式中的，应根据本工程所用的水泥、骨料和其他材料通过试验建立灰水比（C/W）与混凝土强度（fcu·o）的关系式，确定A、B值。在不具备上述试验时，可先参考选用：

碎石混凝土：A=；B=；

卵石混凝土：A=；B=；

fce—水泥实际强度（Mpa）；无水泥实际数据时，式中fce值可按下式确定：

fce=γc·fce·k

fce·k·—的标准值；

γc—水泥标号标准值的富余系数，该值应按实际统计资料确定。（有的建议试用，某些资料介

绍前些年的全国平均值γc=）。

所以或用参考式：fcu·o= fce·k(c/ (碎石混凝土)

fcu·o= fce·k(c/ (卵石混凝土)

上述A、B、fcu·k均采用GB175-92等标准统计的数据，今年12月1日起将换用1999年新标准，其统计的A、B值将另行试验确定。

当使用fce·k较高，而混凝土强度等级fcu·k较低时，使用的W/C亦增大，此时为了满足耐久性的要求，应根据TB10210-97中的规定办理。

4-3根据结构条件施工方法选定混凝土坍落度，坍落度可参照TB10210-97表选定；泵送混凝土应按和JGJ/T 55-96的“泵送混凝土”中的规定选用。

4-4确定每立方米混凝土的用水量W0：根据结构钢筋间距和结构断面选择粗集料的最大粒径，依照最大粒径、坍落度、减水剂的效应，查表（或借助已有经验）选定每立方米混凝土的用水量W0（kg/m3）。

4-5确定每立方米混凝土的水泥用量C0：C0=W0÷(w/c) C0不得少于规范中有关最少水泥用量的规定。

4-6计算含砂率：（或查表确定砂率P=S/(S+G)）

根据粗骨料的品种、粒径；细集料的粗、细等性能参照坍落度、混凝土拌和物的施工条件来选用含砂率，一般经验为：

粗集料的空隙率愈大，含砂率亦增大；

碎石混凝土的含砂率较卵石混凝土的含砂率大；

粗集料粒径增大，砂率相应减少；

坍落度增大，砂率相应增大；

细集料一般采用中砂，级配越粗砂率增大，级配偏细砂率相应减少。

水泥（包括掺合料）增多，砂率相应减少；

振捣（机械）效果越佳，砂率相应减少。否则反之。

含砂率P可用下述计算式：（亦可查表或凭经验确定）

P=Kαgγs/（αgγs+γg）

式中：K—包盖系数，其参考值：

干硬（半干硬）混凝土、加压震捣、底震K=～

塑性混凝土K=～

大流动度混凝土K=～

αg—粗骨料的空隙率;

γs—细骨料的松散体积密度；（kg/m3）

γg—粗骨料的松散体积密度；（kg/m3）

4-7混凝土配合比计算：

4-7-1假设混凝土的干容重γC=2300～2450 kg/m3（普通混凝土的适用范围2000～2800 kg/m3）；4-7-2已知：w/c、W0、C0、P；所以每方混凝土的粗细骨料用量g、S（粗、细骨料重量）：G=g+S=2300～2450-W0-C0

细骨料用量S=G×P；

粗骨料用量g=G（1-P）=G – S；

4-7-3初步计算得出的每方混凝土材料用量为：

水泥:细骨料：粗骨料：水=C0:S:G:W0=1:S/C0:g/C0:w0/C0；

4-8试拌校正：试拌一份混凝土拌和物以检验本配合比的坍落度、和易性（粘聚性和可塑性）、保水性。若已满足上述要求再由实测的混凝土容重（或按体积计算的容重）与计算容重相比较，计算校正系数K值。

K=混凝土实测容重/混凝土设计计算容重

然后将初步配合比中定出的每项材料用量乘以校正系数K，即为最终定出的配合比设计值和每方混凝土的用料量。

4-9如经试拌校正时，原设计计算用量的混凝土拌和物不符合设计要求的坍落度、和易性，则应进行调整各项材料比例关系，直到达到设计要求的和易性。

4-10强度复核：将符合设计要求的混凝土拌和物制作立方体试件若干组，在标准条件下养护到规定的龄期（3d、7d、28d、60d……）进行试压，检验其不同龄期的抗压强度是否符合设计、施工要求。由多个试验的配合比（一般应至少采用三个不同水灰比试拌的配合比）选择一个和易性好，水灰比合理，水泥用量经济，强度等级符合要求的配合比。

4-11掺用不同的减水剂、掺合料时，亦应比较其用量适宜、效果好、经济的品种和用量。计算方法稍有调整。

4-12积累资料确定水灰比公式中的A、B值；计算强度增长曲线。有特殊要求的混凝土再增测其他

相应值。

小型空心砌块

当砌块用做建筑主体材料时，其限量应符合GB6566-2001《放射性核素限量》的规定。当建筑主体材料中天然放射性核素镭-226、钍-232、钾-40的放射性比活度同时满足IRa≤和Ir≤时，其产销与使用范围不受限制。对空大于25％的建筑主体材料，其天然放射性核素镭-226、钍-232、钾-40的放射性比活度同时满足IRa≤和Ir≤时，其产销与使用范围不受限制。轻集料小型空心砌块选用时应考虑的主要：强度，，干燥收缩值，相对，抗冻性，碳化系数，软化系数，放射性。分类按砌块孔的排数分为五类：实心（0）、单排孔（1）、双排孔（2）、三排孔（3）和四排孔（4）。按砌块密度等级分为八级：500、600、700、800、900、1000、1200、1400。实心砌块的密度等级不应大于800。按砌块分为六级：、、、、、。用于非承重内隔墙时，强度等级不宜低于。按砌块尺寸允许偏差和外观质量，分为两个等级：一等品、合格品。规格主砌块和辅助砌块的规格尺寸与普通混凝土小型空心砌块相同，参见表。其它规格尺寸可由供需双方商定。承重砌块最小外壁厚不应小于30mm，肋厚不应小于25mm；保温砌块最小外壁厚和肋厚不宜小于20mm。非承重砌块最小外壁厚和肋厚不应小于20mm。GB/T15229-2002《轻集料混凝土小型空心砌块》GB 6566-2001 《建筑材料放射性核素限量》外观质量砌块的长、宽、高尺寸允许偏差≤±2mm，符合一等品要求。

1 分类

1.1 类别

按砌块孔的排数分类为：单排孔、双排孔、三排孔和四排孔等。

1.2 规格尺寸

主规格尺寸为390mm×190mm×190mm。其他规格尺寸可由供需双方商定。

1.3 等级

1.3.1 砌块密度等级分为九级：600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、

1400。

1.3.2 砌块强度等级分为五级：、、、、。

1.4 标记

产品按下列顺序进行标记：轻集料混凝土小型空心砌块的(代号LB)、类别、密度等级、强度等级、标准编号。

示例：双排孔、800密度等级、强度等级的轻集料混凝土小型空心砌块的标记为：

LB 2 800 GB/T15229－200x

2 原材料

2.1 水泥

水泥应符合GB 175的规定。

2.2 轻集料

2.2.1 轻集料应符合GB/T 的规定。

2.2.2 最大粒径不宜大于mm。

2.3 砂

砂应符合GB/T 14684的规定。

2.4 掺合料

2.4.1 粉煤灰应符合GB/T 1596的规定。

2.4.2 粒化高炉矿渣粉应符合GB/T 18046的规定。

2.5 外加剂

外加剂应符合GB 8076的规定。

2.6 水

水应符合JGJ63的规定。

2.7 其它原材料

其它原材料应符合相关标准，对砌块耐久性、环境和人体不应产生有害影响。

3 技术要求

3.1 尺寸偏差和外观质量

尺寸允许偏差和外观质量应符合表1要求。

3.2

密度等级应符合表2要求。

3.3

强度等级应符合表3的要求，并应同时符合表3中对应的密度等级范围的要求。

3.4

3.4.1 吸水率不应大于18％。

3.4.2 干燥收缩率应不大于％。

6.4.3相对含水率应符合表4的规定。

3.5

碳化系数不应小于；软化系数不应小于。

3.6 抗冻性

抗冻性应符合表5的要求。

3.7

砌块的放射性应符合GB 6566。

4 试验方法

砌块各项性能指标的试验，按GB/T 4111规定进行。其中，干燥收缩试验时，试件浸水时间应为48h。

放射性试验按GB 6566进行。

5 检验规则

5.1 检验分类

5.1.1 出厂检验的检验项目为：尺寸偏差、外观质量、密度、强度、吸水率。5.1.2 型式检验的检验项目为第6章中全部项目。

有下列之一情况者，必须进行型式检验：

a)新产品投产或产品定型鉴定时；

b)砌块的原材料、配合比及生产工艺变化时；

c)正常生产6个月时(抗冻性、碳化系数每年一次)；

d)产品停产3个月以上恢复生产时；

e)投产或原材料发生变化时。

5.2 组批规则

砌块按密度等级和强度等级分批验收。以同一品种轻集料和水泥按同一生产工艺制成的相同密度等级和强度等级的300m3砌块为一批；每周生产的砌块不足300m3者亦按一批计。

5.3 抽样规则

5.3.1 出厂检验时，每批随机抽取32块做尺寸偏差和外观质量检验；再从尺寸偏差和外观质量检验合格的砌块中，随机抽取如下数量进行其他项目的检验：

a)强度：5块；

b)密度、含水率、吸水率：3块；

c)干燥收缩率：3块；

5.3.2 型式检验时，每批随机抽取64块，其中32块进行尺寸偏差、外观质量检验；如尺寸偏差和外观质量合格，则在64块中测取尺寸偏差和外观质量合格的下述块数进行其他项目检验。

a）强度：5块；

b）密度、含水率、吸水率：3块；

c）干燥收缩率：3块；

d）抗冻性：10块；

e）软化系数：10块；

f）碳化系数：12块；

g）放射性：2块。

5.4 判定规则

5.4.1 当所有检验结果均符合本标准第6章各项技术要求时，则判定该批产品合格。

5.4.2 检验后，如有以下情况者可进行复检：

a)按表1、2检验的尺寸偏差和外观质量各项指标，32个砌块中有4块不

合格者；

b)除表1、2指标外的其他性能指标有一项不合格者；

c)用户对生产厂家的出厂检验结果有异议时。

5.4.3 复检的抽检数量和检验项目应与前一次检验相同。

5.4.4 复检后，若符合标准要求时，则可判定为该等级；若仍不符合标准要求时，则判定该批产品为不合格。

6 砌块出厂

砌块应在厂内养护28天龄期后方可出厂。

砌块出厂前应进行检验，符合本标准规定方可出厂。

7 产品合格证、堆放和运输

7.1 产品合格证

砌块出厂时，生产厂应提供产品质量合格证书，其内容包括：

a)厂名与商标；

b)合格证编号及出厂日期；

c)产品标记；

d)性能检验结果；

e)批量编号与砌块数量(块)；

f)检验部门与检验人员签字盖章。

7.2 产品堆放和运输

7.2.1 砌块应按类别、密度等级和强度等级分批堆放。

7.2.2 砌块装卸时，严禁碰撞、扔摔，应轻码轻放，不许用翻斗车倾卸。

7.2.3 砌块堆放和运输时应有覆盖防雨、防潮和排水措施。

混凝土的发展前景

混凝土的历史可以追溯到古老的年代。其所用的胶凝材料为、、石膏、等。自19世纪20年代出现了水泥后，由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的强度和，而且原料易得，造价较低，特别是能耗较低，因而用途极为广泛。

1861年钢筋混凝土得到了第一次的应用，首先建造的是水坝、管道和楼板。1875年，法国的一位园艺师蒙耶（1828～1906年）建成了世界上第一座钢筋混凝土桥。

20世纪初，有人发表了等学说，初步奠定了混凝土强度的理论基础。以后，相继出现了、及其他混凝土，各种也开始使用。60年代以来，广泛应用，并出现了和相应的流态混凝土；高分子材料进入混凝土材料领域，出现了聚合物混凝土；多种纤维被用于分散配筋的纤维混凝土。现代测试技术也越来越多地应用于混凝土的研究。

随着时代的变迁，技术的进步，“混凝土家族”里也有了新成员的加盟，其中纤维混凝土，无论从抗压强度和价格来看，都具有一定的优势。然而，钢筋混凝土虽然受到“混凝土家族”的竞争影响，其发展的优势也不如从前，但是，在如今的很多领域中，仍能看到它那熟悉的身影。它依旧是坚固耐用的代名词。代表城市形象的高楼大厦，自然少不了钢筋混凝土。、建筑桥梁、隧道等是钢筋混凝土现代应用的另一方面。然而，钢筋混凝土还有一个更为实用的功能，那就是除险，在处理各类坍塌事故中，使用钢筋混凝土，可以更快的取得关键性的进展，因为有了它的支撑，才能使抢险行动获得

控制性成果。因此，从这些方面可以看出，钢筋混凝土在众多建材中，依旧占有一席之地，我们期待，在未来的建筑道路上，钢筋混凝土可以走的更好、更稳。

魏迟09级土木2

班0129