高强轻质混凝土
轻骨料混凝土
姓名：吕浩阳
学号：g201409106 系别：建筑工程学院
轻骨料混凝土
1前言
混凝土是现代工程结构中最大宗的建筑材料之一。全世界混凝土年产量约90亿吨，我国占40%以上，这样每年要用掉20亿吨以上的天然骨料。对骨料等资源的大量开采已造成了很多地方出现资源匾乏、耕地破坏、山林遭毁等问题。利用天然轻骨料、工业废料轻骨料、人造轻骨料等制成的轻骨料混凝上(LWAC)具有密度较小、相对强度高以及保温、抗冻性能好等优点，降低结构自重，同时也在很大程度上节约水泥、钢筋等建筑材料，具有明显技术经济优势。利用工业固体废弃物如粉煤灰、锅炉煤渣、煤矸石等制备轻质混凝土，可降低混凝上的生产成本，废物利用，减少城市或厂区的污染，减少堆积废料占用的土地，有效地利用资源和保护环境[1]。
轻骨料混凝土问世以来，在工程应用中表现出了很多优点:性能优良(在隔热保温、耐火、抗震、耐久抗冻、抗渗等方面均表现出较好的性能)、经济效益好、节能效果显著、施工适应性强和应用范围广等。特别是随着高强轻骨料混凝土的开发，等级为LC30-40的高强轻骨料混凝土目前已在城市立交桥、高层建筑、大跨度桥梁及海工等建筑物中得到应用，而在实验室中LC100以上的超高强轻骨料混凝土已经研制成功[2]。
2轻骨料混凝土基木定义
我国《轻骨料混凝土技术规程(JGJ 51-2002)》中对轻骨料混凝土的定义为:“用轻粗骨料、轻砂(或普通砂)、水泥和水配制而成的干表观密度不大于1950 kg/m3的混凝土”。由普通砂或部分轻砂做细骨料的称为砂轻混凝土，全部由轻砂做细骨料的称为全轻混凝土。轻骨料可以使用天然轻骨料(如浮石、凝灰岩等)、工业废料轻骨料(如炉渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等)、人造轻骨料(页岩陶粒、粘土陶粒、膨胀珍珠岩等)等。目前使用的轻骨料主要是陶粒，与普通骨料(天然密实石子)相比，陶粒的密度小、强度低且弹性模量小[3]。表观密度大于2600 kg/m3的混凝土是重混凝土，表观密度在1950-2500kg/m3的是普通混凝土。
达到LC30及以上者称为高强轻骨料混凝土。
3国内外的应用研究现状
美国早在1913年就研制成功了页岩陶粒(国外又称膨胀页岩)，很快就用它
配制成抗压强度为30MPa-35MPa的轻集料混凝土，并应用在了房屋建筑、船舶制造和桥梁工程中。20世纪60年代中期，美国采用轻骨料混凝土取代普通混
凝土，修建了52层218米高的休斯顿贝壳广场大厦，所用轻骨料混凝土的干表
观密度为1840 kg/m3，抗压强度32-42M Pa，取得了显著的技术经济效。2001
美国在California用轻骨料混凝土建成的Benicia-Martinez桥，该桥总长27 16
米，最大跨度200米，所用轻骨料混凝土28天抗压强度为45MPa，干表观密度1920kg/m3。1993年以来美国每年轻骨料使用量都在350415万m3，其中用于结
构混凝土部分在80万m3左右。
20世纪90年代初期，挪威、日本等国家研究了高性能轻骨料混凝土的配方、生产工艺、高性能轻骨料等，重点在于改善混凝土的工作性和耐久性，并取得
了一定的成果。例如，英国采用高强轻骨料混凝土建造了北海石油平台；挪威
已成功应用CL60级轻骨料混凝土建造了世界上跨度最大的悬臂桥；日本则在1998年成立了一个由18家公司组成的高强轻骨料混凝土研究委员会，专门研
究粉煤灰轻骨料混凝土。
如今，国外发达国家高性能轻骨料混凝土的应用已取得了丰富的经验。CL 50-CL60轻骨料混凝土已在工程中大量使用结构轻骨料混凝土的抗压强度最高
为80MPa，其表观密度在1800-2000kg/m3之间。
我国的轻骨料混凝土的研究始于20世纪50年代，以陶粒混凝土的研制居多，沸石和煤矸石等轻骨料混凝土产量较少。先后研制成粘土陶粒、页岩陶粒
和烧结粉煤灰陶粒等人造轻骨料。我国轻骨料混凝土在承重结构中的应用与发
展始于60年代初期；1960年在河南平顶山建成了第一座轻骨料混凝土大桥一
洛河大桥，此后在其他桥梁上也部分应用了轻骨料混凝土。到了90年代初期，
由于我国的轻骨料质量较差以粉煤灰为主的其它品种陶粒的质量不尽人意，所
配制的结构用轻骨料混凝土的表观密度一般为1800-1950kg/m3，抗压强度为5.
0-25MPa，即密度较大，而强度偏低，轻骨料混凝土主要用作一些非承重结构，而很少用于结构工程。同时由于造价原因，在非结构工程中的应用经济效益不
显著，使其应用和发展受到一定的限制。直到20世纪90年代中后期，在国内
外轻骨料混凝土技术迅速发展的推动下，我国高强轻骨料混凝土的研究和应用
开始出现了新的转机，高强轻骨料的生产已形成一定的规模。在此背景下，轻
骨料混凝土又开始在高层建筑和桥梁工程中获得应用。如珠海国际会议中心采
用了LC30泵送轻骨料混凝土，武汉证券大厦64-68层楼板使用了LC35轻骨料
混凝土，云南建工医院主体结构使用LC40轻骨料混凝土，天津永定新河大桥
引桥应用了预应力LC40高强轻骨料混凝土，京珠高速公路湖北段蔡甸汉江大
桥桥而使用了LC40泵送纤维增强轻骨料混凝土。
目前，我国轻集料混凝土的应用仍主要用于低强度的非承重结构，如生产
小砌块。在高层建筑和大跨度的桥梁中应用与国外相比还很少，虽然现在也能
配制出抗压强度达70MPa的结构轻集料混凝土，但在工程中实际只用到LC40。在桥梁工程中的应用近几年虽有所突破，但最大跨度仅达35m。全用轻集料混
凝土的工程(包括桥梁、桥而板、承台、桥墩、基础)和在旧桥改造(修复、加固、加宽等)中应用仍然很少。在采油平台、水上漂浮物、船坞等特殊工程中应用
更未见报导。高强轻集料新品种、高性能轻集料的研制和应用进展缓慢。在工
程施工中，混凝土的浇灌技术，南京等地成功的尝试泵送施工，但大量轻集料
混凝土仍采用常规的方法，泵送混凝土技术应用很少，尚未能适应现代化施工
的要求，与发达国家仍有不小的差距[4]。
4轻骨料混凝土的特点
4.1轻骨料混凝土组成结构特点
轻集料混凝土的组成除用轻集料代替普通混凝土的天然岩石集料外，其余
材料组成与普通混凝土基本相同。而轻集料对混凝土主要性能的影响与普通集
料对混凝土主要性能的影响有许多相同之处，但轻集料与普通集料的不同点主
要是质轻、内部具有高度的多孔性、在水泥浆中具有吸水放水的作用，本身强
度低，弹性模量低。轻集料多孔性使轻集料混凝土内部结构发生了以下变化:
(1)轻集料与水泥石界面层致密，缺陷减少:轻集料吸收水泥中水分，使界
而区水灰比降低，硬化水泥石密实度增加；轻集料中预湿吸收的水随水泥水化
进程不断释放出来，补充水泥水化用水，进一步提高了界而区结构密实性；轻
集料早期吸水，使普通集料表而常见的水囊在轻集料混凝土中消失，减少了界
而缺陷；吸入轻集料表面开放孔中的水泥浆的锚固作用，提高了界而强度。
(2)轻集料混凝土中孔含量增加:轻集料中孔的存在，可以有效的缓解冻涨、碱集料反应等膨胀作用。
(3)水泥石内受返水的养护作用，使水泥水化度提高，水泥石孔隙率降低、
孔径小:返水作用减少早期的开裂，且随轻集料预湿程度的提高，养护龄期延长，水泥石结构变化愈明显。
4.2轻骨料混凝土的性能特点
与普通混凝土比较轻集料混凝土具有如下独特的性能特点:
(1)比强度高:40MPa-50MPa的轻集料混凝土体积密度可保持在1700kg/m3 -1900kg/m3，比普通混凝土轻1/5左右。
(2)具有隔热、保温、保湿功能:体积密度为1750kg/m3的轻集料混凝土的
导热系数大大低于普通密度混凝土的导热系数，因此从建筑节能方而考虑，采
用轻集料混凝土作墙体材料，较传统的实心粘士砖或普通混凝土可节能约30%
-50%。
(3)耐火性好:耐火能力是普通混凝土的4倍。在650℃高温下，轻集料混
凝土能维持室温时强度的85%，而普通混凝土只能维持35%-75%。
(4)抗震性能好:其构筑物在地震荷载下对冲击波能量吸收快，减震效果好。陶粒混凝土相对抗震系数为109，普通混凝土为84，砖砌体为64。
(5)耐久性好:HPLC具有与高性能普通密度混凝土相当的耐久性。如
50MPa-100MP。的高强轻集料混凝土具有非常低的渗透性和良好的抗冻性。Holm等人把轻集料混凝土的高抗渗性归结于轻集料与水泥石之间优良的界而以及混凝土整体结构更加均匀等原因；同时，轻集料的多孔性可以缓解水结冰而
产生的膨胀应力，使得HPLC具有良好的抗冻性。
(6)抗裂性好:同普通混凝土相比，轻集料混凝土的热膨胀系数和弹性模量小，使得由于冷缩和干缩作用引起的拉应力相对较小；同时，轻集料具有自养
护作用，可减少轻集料混凝土的开裂，这对改善结构的耐久性是十分有利的。
(7)无碱一集料效应:轻集料中虽然都含有活性成分，但至今尚未见到有关
轻集料混凝土由于碱集料反应造成破坏的报道。
(8)综合经济效益好:尽管轻骨料自身的价格比普通石子贵，导致轻骨料混凝土的单方造价高于同强度等级的普通混凝土，但是由于其减轻了结构自重，缩小断面尺寸，增加使用面积，降低基础荷载而具有显著的综合经济效益。采用陶粒混凝土建造高楼，可降低建筑物自重30%-40%，减少劳动强度20%，减少材料运输重量30%-40%，降低工程造价10%。尤其用于桥梁及高层、大跨结构或旧桥的维修加固工程会产生更大的经济效益[4]。
5高强轻骨料陶粒混凝土
轻骨料混凝土的应用特点由其力学性能决定，而轻骨料强度决定着其力学性能。轻骨料的强度既是轻骨料混凝土的重要性能指标，也是保证轻骨料混凝土耐久性的前提。因此，合理选择轻骨料和高强混凝土最佳配合比设计方案尤为关键。本文采用不同类别轻骨料陶粒进行陶粒混凝土试验。采用三种不同强度轻骨料陶粒，三种水胶比，三种粉煤灰掺合量设计了27组共243个试件，重点对制备的轻骨料混凝土的立方体抗压强度随龄期发展，以及轻骨料种类、水胶比大小、粉煤灰掺量对立方体抗压强度影响进行对比分析。最终，得出最优骨料和最佳配合比方案，为高强轻骨料混凝土的配置提供依据。
5.1试验
5.1. 1原材料
试验使用秦岭牌普通硅酸盐水泥P·O42.5，拌合用水为普通自来水，粉煤灰掺合料使用渭河电厂2级粉煤灰。粗骨料采用甘肃白银津川陶粒厂的粘土陶粒(N)、天津宝通陶粒厂的粉煤灰陶粒(F)和湖北宜昌宝珠陶粒厂的页岩陶粒(Y) 三种不同强度的陶粒，陶粒形状及表面状态见图1,陶粒的各项物理力学性能见表1。细骨料采用质量比为3: 1的河砂与陶砂混合，河砂为渭河中砂，细度模数为2.5，含泥量2%，堆积密度1565 kg/m3，表观密度2650 kg/m3，颗粒级配良好。陶砂选用甘肃白银津川陶粒厂的粘土陶粒，堆积密度749 kg/m3，表观密度1510kg/m3，细度模数为4.79。外加剂选用JKPCA-02聚羧酸高性能减水剂。
5.2配合比设计
高强轻质混凝土的配合比设计更大程度上依赖于经验积累和试验试配。使用国产3种陶粒为轻骨料，通过掺入活性矿物掺合料(粉煤灰)与高效减水剂复
掺技术，采用“绝对体积法”设计了三种陶粒混凝土的配合比。设计中，参照《轻骨料混凝土技术规程》（JGJ51-2002)规定，首先确定三个重要的设计参数，即水泥用量、水胶比和砂率，然后利用绝对体积法计算细骨料和粗骨料用量。
按式(1)至(4)进行计算。
式中:Vs：每立方米混凝土的细骨料绝对体积，m3；M：每立方细骨料用量，kg；m c：每立方米混凝土的水泥用量，kg；c：水泥的相对密度c=2.9-3.1；
m wn每立方的净用水量，kg；ω：水的密度，取ω=1.O；S P：体积砂率，%；V a
每立方米混凝土的轻骨料绝对体积，m3；s：细骨料密度，采用普通砂时，为
砂的相对密度，可取2.6；ρap：轻粗骨料的颗粒表观密度，kg/m3；m a:每立方粗骨料用量，kg。
其中水泥用量选为500 kg/m3，体积砂率为35%。粉煤灰掺量(粉煤灰占粉
煤灰和水泥的总质量的百分率)选为18% ,20%和22 %，水胶比选为0.36( A 组),0.33 (组)和0.3(C组)，使用“绝对体积法”设计了高强轻质混凝土的配合比。试件的种类、编号、粉煤灰掺量及水胶比如表2所示。
5.3混凝土的制备与养护
采用自然状态的轻骨料，按照图2所示的工艺流程成型，搅拌机为强制搅
拌机，浇筑试块尺寸为100mm x100mm x 100mm混凝土在成型时所加入水的总
量为净用水量加上轻骨料在1h后的吸水量。在振动台振动0.5min密实后用刮
刀插实周边、抹平表面，塌落度控制在(110-150mm)范围内，24h后拆模。将试
块放入养护室，在标准条件下养护。分别在养护3d，7d和28d时进行试验。
5.4试验结果
试验加载在压力试验机WAW31000微机控制电液伺服万能试验机上进行，试验应连续而均匀地加荷，混凝土强度等级低于C30时，其加荷速度为0.3-0.5 MPa/s；若混凝土强度等级高于或等于C30，则为0.5-0.8MPa/s。当试件接近破
坏而开始迅速变形时，停止调整试验机油门，直到试件破坏，并记录破坏荷载。各阶段龄期的抗压强度f ck如表2所示。
5.5影响因素分析
5.5.1粉煤灰掺量
图3为N组，F组和Y组三组陶粒之间不同粉煤灰掺量在不同龄期间的对
比条形图。通过图中对比可知，随着活性矿物掺合料粉煤灰掺量从18%增加到22%，立方体抗压强度变化不大。具体表现为粉煤灰掺量越高，高强轻质混凝
土的早期强度越低，但是28d强度最终达到同水平条件下最高。分析原因是由
于粉煤灰参与水化反应的程度一般在14d左右才明显加大，所以早期强度低而
不影响最终28d强度。因此粉煤灰掺量并不是越多越好，应根据实际需要调节
粉煤灰掺量，以达到最佳效果。
5.5.2陶粒
图4为在选定水胶比条件下，N组，F组和Y组三组的立方体强度随龄期
的增长情况，由图可见，陶粒种类，即骨料强度明显影响陶粒混凝土的抗压强度。Zhang的结论“骨料强度是控制高强轻骨料混凝土强度的主要因素”，以
及Yang等研究者也指出“轻骨料强度是高强轻质混凝土强度的控制因素”，
轻骨料混凝土的立方体抗压强度的决定因素是轻骨料强度，如果轻骨料强度已
达到峰值，混凝土强度会达到最大值，即使加入再多水泥也不会提高混凝土的
强度。
5.5.3水胶比
从图5中可以看出，三组陶粒混凝土立方体抗压强度在骨料选定的条件下，随着水胶比从0.36降到0.30立方体抗压强度提高比较明显，因此与普通混凝土
相同，配合比对混凝土的强度有着决定性影响，但同时考虑到轻骨料混凝土自
身特点，如表观密度比较低，所以在水胶比较低时，其工作性能会大幅度下降，尤其是流动性，这对施工造成很多不便，因此要将轻质混凝土的水胶比控制在
合理的范围内，才能更好地发挥轻质混凝土自身优势而又不影响施工。
5.6高强轻骨料混凝土破坏模式
混凝土的力学性能由骨料性能、硬化水泥浆体性能及骨料与水泥石的豁结
性能决定。从图6中可以看出，高强轻质混凝土的破坏形式与普通混凝土的破
坏形式截然不同，普通混凝土由于骨料强度大于水泥石强度，骨料与水泥石的
界面区是普通混凝土的最薄弱环节，即普通混凝土通常以界面破坏为主。而对
于轻质高强混凝土，轻骨料强度往往小于水泥石的强度，因此轻骨料混凝土往
往产生骨料破坏，即骨料强度是混凝土强度的决定因素。本文选用三种材料的
试验数据和破坏形式正好论证这一结论。
5.7结论
(1)对国产三种陶粒力学性能进行试验，并采用三种陶粒配出不同强度的混
凝土。甘肃白银津川陶粒厂产粘土陶粒为700级，可配混凝土强度等级为30 MPa；湖北宜昌宝珠陶粒厂页岩陶粒为900级，可配混凝土强度等级为40 MPa；天津宝通陶粒厂产粉煤灰陶粒为1000级，可配混凝土强度等级为40 MPa；
(2)骨料强度决定轻骨料混凝土抗压强度，采用页岩陶粒可配置强度等级高
于LC40的高强轻骨料混凝土；
(3)水胶比越小，轻骨料混凝土试块强度越低；在不同养护时间内，粉煤灰掺量对轻骨料混凝土强度的影响不同，并不是越多越好，应根据实际需要调节
粉煤灰掺量，以达到最佳效果[5]。
6粉煤灰高强轻骨料混凝土早期自收缩及抗裂性试验研究
本文以LC50粉煤灰高强轻骨料混凝土为研究对象，采用自行设计试验以
及椭圆环抗裂性试验方法，重点研究粉煤灰掺量、细度、水胶比、骨料预湿状
态等多因素对混凝土早期自收缩和抗裂性的影响规律，并与基准轻骨料混凝土
进行比较，评价了粉煤灰高强轻骨料混凝土的自收缩变形特征和趋势。
6.1试验
6.1.1原材料及性能
水泥(C):P·042.5，产自湘乡水泥厂，比表面积325 m2/kg，主要成分见表1。
轻粗骨料:高强页岩陶粒，5-20mm连续级配，堆积密度750kg/m3，筒压强
度8.5MPa。
细骨料:河砂，中砂且级配良好，表观密度2650kg/m3。
粉煤灰:湖南湘潭电厂生产的三种粉煤灰:II级粉煤灰(FA(II)) ,I级粉煤灰(FA(I))及超细粉煤灰(UFA)，比表面积分别为305m2/kg,425 m2/kg和550m2
/kg；45μm方孔筛筛余分别为18% ,11% ,0%。化学成分见表1。
减水剂:聚羧酸高性能减水剂，减水率>25 %，含固量33%。
6.2试验方法
(1)自收缩测试方法:成型尺寸100mm x 100mm x 515mm的棱柱体试件，
在试件的两端预埋测头，试件成型24h后拆模，用石蜡以一定厚度均匀涂抹试
件表面进行密封处理，同时用塑料薄膜包裹，以防止混凝土与外界环境的水气
交换。为了解混凝土早期的自收缩变形，从试件拆模即测其初长，然后在温度
为(20±1)℃、湿度为(50±3)%的条件下养护，依次测试12h,1d,3d,7d,14d,21 d,28d 的自收缩率。
(2)早期抗裂性测试方法:采用椭圆环法(改进后可用于含粗骨料混凝土的测试，如图1所示)进行限制收缩开裂的测试，其在椭圆长轴端点附近的应力较大，易产生裂缝，通过观察裂缝的产生和宽度来判定材料早期抗裂性的优劣。成型
后的试件放入标准养护室中带模养护18h，然后脱去试件的椭圆环外模，在试
件的上表面涂上玻璃胶以密封，以便干燥从侧表面发生。然后将试件放入温度
为(20±3) ℃,RH为(50±4)%的恒温恒湿室中养护，并观察裂缝的发生发展情况，记录开裂时间，裂纹宽度采用40倍专用读数放大镜观测。
(3)强度测试:根据GB/T 50081-2002《普通混凝土力学性能与试验方法标准》进行测试。
6.3粉煤灰高强轻骨料混凝土的制备
采用三种粉煤灰分别以10%-30%的比例取代水泥，成型LC50粉煤灰轻骨料混凝土试件。然后，选取20% UFA掺量的混凝土，改变水胶比和改变骨料预湿状态，成型收缩试件，并测试各龄期的自收缩率，其试验配合比和28d抗压强度结果如表2所示。
6.4结果及讨论
6.4.1粉煤灰掺量对轻骨料混凝土早期自收缩的影响
掺三种细度粉煤灰的早期自收缩结果如图2,3,4所示，并与基准轻骨料混凝土试样进行比较。
由图2,3,4可知，随着粉煤灰的掺入，轻骨料混凝土的早龄期自收缩变形均
得到了一定程度的抑制。随着水泥被粉煤灰10% ,20%、30%等量取代，早期7d 时，掺FA(II)试样较基准样分别减小4.12% ,13.58%、19.96%，掺FA(I)分别减
少7.41% ,17.70% ,29.60%，掺UFA的试样则分减少12.55% ,22.84%,26.95%。
且随着掺量的增加，自收缩变形均随之减小。说明，粉煤灰对轻骨料混凝土早
期自收缩变形的改善是较为有效的。分析原因，可认为，粉煤灰取代水泥掺入，在水化早期是作为填料不参与水化的，水泥掺量减小，相当于增加了水化体系
早期的有效水灰比，自由水分相对增加，有效减小了内部毛细管微结构自干燥
引发的自收缩变形。
6.4.2粉煤灰细度对轻骨料混凝土早期自收缩的影响
图5选取了三组粉煤灰掺量均为20%的试样(2号、5号、8号)，比较了不
同细度粉煤灰对轻骨料混凝土早期自收缩的影响规律，并结合基准样进行分析。可以看出，随着粉煤灰细度的增加，自收缩变形是随之降低的，即掺粉煤灰试
样自收缩率大小关系为:FA (II) > FA (I) > UFA。相比基准样，3d时自收缩变形
分别减少9.86% ,12.98% , 28.37%。分析原因可以认为，粉煤灰颗粒越细，颗粒
数越多，可以更好地密实填充微结构孔隙，早期作为惰性填料，相当于增加了
集料体积，形成坚强的微集料骨架强化了水泥基材，加之粉煤灰颗粒本身强度
较高，因而进一步抑制了自收缩变形的增长。另外，考虑到粉煤灰中的活性成
分SiO2和Al203等，可与水泥水化产物中的Ca(OH)2晶体发生二次水化反应，
从而易导致收缩变大的问题。事实上，在水化早期，由于粉煤灰本身表面致密
度高，即使是超细粉煤灰，其二次水化反应程度也十分有限，因而其引发的收
缩增大的趋势不明显。而到水化中后期，其二次水化反应形成胶凝性矿物，可
进一步填充结构中的空隙，优化微观结构，使微观结构进一步致密化，孔隙率
降低，弹性模量增大，从而提高了粉煤灰轻骨料混凝土的抗自收缩的变形的能
力。因而总起来看，随着粉煤灰细度的增大，轻骨料混凝土自收缩变形得到了
较好的抑制。
6.4.3水胶比对粉煤灰轻骨料混凝土早期自收缩的影响
高强混凝土一般采用低水胶比，内部自由水分较少，自收缩变形较普通混
凝土更大，因此针对不同水胶比对轻骨料混凝土的自收缩影响展开了对比研究，水胶比分别包括0.26,0.29,0.32。试验结果如图6所示。结果表明，随着混凝土
水胶比的降低，早龄期自收缩变形显著增大。尤其当水胶比降低到0.26时，3d 和7d自收缩率分别达到401 x 10 -6和490 x 10 -6，相比8号试(W/B=0.29)，提高
了25.7%和23.5%。而水胶比增大为0.32(11号试样)时，自收缩变形有一定程
度降低，但相比10号试样(W/B =0.26)的增长其降低幅度显然要小得多，相比8
号试样其3d和7d分别降低了7. 7%和9. 9%。这也说明，随着水胶比的降低，
轻骨料混凝土自收缩变形的增大呈非线性增长，即水胶比越小，早期自收缩增
长率越明显。
6.4.4骨料预湿状态对轻骨料混凝土早期自收缩的影响
轻骨料孔隙率较高，其含水状态的不同直接影响混凝土早期水化硬化过程
中内部水分的迁移，继而影响因水化失水导致的自收缩变形。在前述试验基础上，保持水胶比、粉煤灰掺量和种类不变，研究了骨料未预湿、预湿1h以及预
湿24 h三种状态下的混凝土自收缩变形，其结果如图7所示。
由图7结果可知，骨料未预湿的12号试样各龄期自收缩率显著高于预湿
1h的8号试样和预湿24h的13号试样，3d即达到420 x 10 -6。而另外两组试样
结果相差不大，预湿24 h试样稍低于预湿1h试样。结果说明，粉煤灰轻骨料
混凝土中骨料含水状况对自收缩变形影响较大，内部含水越多，减缩效果越明显。预湿处理过的轻骨料含有一定量水分，水泥石内部因水化引发的内部相对
湿度的降低，轻骨料中的含水会给予补充，实现了一定程度上的内养护，减小
了自干燥作用，因而降低了自收缩，但本试验中轻骨料1h吸水已基本达到饱和，与24 h吸水量相近，因而减缩效果也相差不大。而未预湿骨料在水化中还会吸
收水分，因而更降低了水化过程中的有效水化用水，因而进一步加剧了自干燥
过程，使得自收缩加大。
6.4.5粉煤灰轻骨料混凝土早期抗裂性研究
采用椭圆环法研究了掺不同细度粉煤灰轻骨料混凝土的早期抗裂性能。试
验对象分别为0号基准试样、2号掺20% FA (II)混凝土试样、5号掺20% FA(I)混凝土试样以及8号掺20% UFA混凝土试样，其它配比条件保持一致。试验结果如表3所示。
由表3试验结果可知，在所记录的3d龄期内，几个关键数据表现出相同规律，首次开裂时间:0号(8.5h) < 2号(12.5h) < 5号(20.5h) < 8号(26h)，总开裂面积:0号(24.5mm2) > 2号(14.75mm2) > 5号(6mm2) > 8号(3mm2 )。由此可见，基准轻骨料混凝土试样表现出更大的开裂敏感性，而随着不同粉煤灰的等量掺入，早期抗裂性能随之增长，且细度越高，抗裂性能的改善越明显。同时，抗裂性
试验结果与自收缩试验结果基本保持一致，进一步说明，粉煤灰的细度增大对
轻骨料混凝土早期体积变形尤其是自干燥现象的改善是明显的。而粉煤灰的掺
入增大了早期水化体系的有效水灰比，自由水分的增加，弥补了自收缩以及表
面塑性收缩，因此相比未掺粉煤灰的试样，早期体积变形得到了抑制，更进一
步增强了整体结构的抗裂性，因此，在实际工程中，高品质粉煤灰的掺入可作
为解决高强轻骨料混凝土早期自收缩较大、易导致开裂问题的一个技术途径。
6.5结论
(1)粉煤灰掺入可有效减小轻骨料混凝土的早期自收缩变形，且随掺量增加，自收缩变形随之减小；另外，粉煤灰细度越高，减缩效果越明显；
(2)低水胶比条件下，随水胶比的减小，自收缩变形显著增大;而骨料的预
湿状态对轻骨料混凝土自收缩影响较大，未预湿骨料会显著增加早期自收缩变形；
(3)相比未掺粉煤灰的轻骨料混凝土，掺粉煤灰试样早期抗裂性显著提高，
且细度越高，提升效果越明显，在实际工程中，可作为降低高强轻骨料混凝土
早期自收缩开裂风险的一个技术手段[6]。
7轻集料对高强次轻混凝土物理力学性能的影响
轻集料是高强次轻混凝土的重要组分之一，研究其种类、体积率、最大粒
径与级配对混凝土物理力学性能的影响至关重要。本文通过试验研究了上述各
因素对高强次轻混凝土的表观密度、抗压强度、抗拉强度和弹性模量的影响规律，力图为高强次轻混凝土的优化设计、配制与应用提供参考。
7.1原材料
水泥:P·0 42.5级水泥，密度3.15g/cm3。
碎石:粒径范围5-25 mm，连续级配，含泥量0.2%，密度2.65 g/cm3，压碎
值为8.3%。
粉煤灰:湖北某电厂产II级粉煤灰。
矿粉:武汉某公司产，比表面积600m2/kg，密度2.8g/cm3。
硅灰:武汉某钢厂产，密度2.2 g/cm3，平均粒径为0.18μm。
水泥、粉煤灰和硅灰的化学成分与细度见表1。
轻集料:宜昌某公司产800级碎石型膨胀页岩轻集料和粘土轻集料，其相关性能见表2。
细集料:中粗河砂，连续级配，细度模数为2.7-2.8，含泥量小于1%。
外加剂:聚羧酸高效减水剂HD，减水率25%。
7.2结果分析与讨论
7.2.1轻集料种类及其在粗集料中所占的比例
试验的配合比见表3，试验结果见图1。由图1所示高强次轻混凝土28d物理力学性能试验结果可知:轻集料的种类与比例对不同强度等级高强次轻混凝土具有相似的影响规律:混凝土的表观密度随着轻集料在粗集料中所占比例增大而明显降低；轻集料在粗集料中所占比例不超过50%时，混凝土的抗压、抗拉强度和弹性模量随轻集料掺量增加时的变化不明显，轻集料在粗集料中所占比例超过50%时，混凝土的抗压、抗拉强度和弹性模量随着轻集料掺量增大而明显降低。
轻集料是多孔轻质材料，虽然强度和弹性模量小于普通集料，但因具有较
高的筒压强度和吸水率，粒径也较小，可均匀分布在混凝土中，起较强的湿度
补偿作用，从而提高了水泥石水化程度，降低了水泥石的空隙率，明显改善普
通集料与水泥石之间的界面，这可由图2和图3所示的有无轻集料时普通集料
界面一水泥石的SEM照片得到证实。当轻集料在粗集料中所占比例小于50%时，轻集料在混凝土中所占的比例小，混凝土中存在大量的高强高弹模的普通集料。当次轻混凝土受力时，普通集料与水泥石之间界面的粘结因均匀分布的轻集料
的内养护作用得到显著增强，可使轻集料处于三向受力状态，从而大大提高了
轻集料的极限强度，弥补了轻集料掺人对混凝土力学性能带来的不利影响，因此，轻集料占粗集料比例〔50%时，高强次轻混凝土的强度和弹性模量并不随轻
集料的掺量变化而降低。当轻集料在粗集料中所占比例大于50%时，由于混凝
土中高强高弹模普通集料相对较少，强度和弹性模量较低的轻集料则相对较多，尽管普通集料与水泥石之间的粘结非常良好，但也难以弥补大量轻集料对混凝
土带来的不利影响，因此表现出高强次轻混凝土的强度和弹性模量随着轻集料
掺量的提高而降低的现象。多孔轻集料的密度远小于普通集料，其在粗集料中所占比例越大，混凝土的表观密度则越低。
7.2.2轻集料的粒径与级配
通过筛分选择最大粒径分别为20.0 ,16.0 ,13.2和9.Omm的四种碎石型页岩轻集料进行试验，水胶比为0.3，体积砂率40%，轻集料体积率为50%，胶凝材料的组成及试验结果见表4。
由表4所示结果可知，轻集料最大粒径和级配对高强次轻混凝土的抗压强度、抗拉强度和弹性模量有显著的影响:随着轻集料最大粒径的减小，高强次轻混凝土的抗压强度、抗拉强度和弹性模量有增加趋势；间断级配(9.5-20mm)的轻集料与连续级配(5-25mm)的普通集料混合而形成不了连续级配时，混凝土的
抗压强度、抗拉强度和弹性模量将会降低;混凝土的表观密度则受轻集料粒径和级配变化的影响很小。
轻集料粒径对高强次轻混凝土的力学性能影响需从其对新拌混凝土匀质性的影响来解释。通过分析集料在新拌次轻混凝土中的受力状态，可得出轻集料与普通集料的运动方程分别为:
v 2=k （ρ2?ρc ）r 2
2 η
式中，ρ一轻集料的颗粒密度，g/cm 3；
r 1-轻集料的颗粒半径，cm ；
ρ2一普通集料的颗粒密度，g/cm 3；
ρc 一水泥浆体的密度，g/cm 3；
r 2:一普通集料颗粒半径，cm ；
η一混凝土的粘性系数；
k 一常数。
对比分析次轻混凝土中轻集料与普通集料的运动方程可知，由于普通集料与水泥浆体间的密度差比较小，因此，普通集料在次轻混凝土中能比较均匀地分布。而轻集料与水泥浆体间的密度差大，其粒径的变化对次轻混凝土拌合物的匀质性更敏感。随着粒径增大，轻集料在混凝土中运动速度显著提高，导致轻集料上浮，混凝土出现分层离析现象，次轻混凝土的匀质性变差，从而降低次轻混凝土的力学性能。此外，随着轻集料粒径增大，集料颗粒缺陷增多，相同体积用量轻集料比表面积减小，内养护作用降低，用其配制出的混凝土强度就降低。
在体积相同的情况下，粗集料若形成连续级配时，在次轻混凝土中则可形成密实堆积结构，次轻混凝土的空隙率降低，强度就高。对于表观密度来说，影响它的主要因素是轻集料的体积率和表观密度，其它因素的变化对其影响较小。在试验中，仅有轻集料的最大粒径和级配这些因素发生了变化，因此，高强次轻混凝土的表观密度变化便很小。
7. 2.3体积砂率
选择了五种不同砂率(35% ,38% ,40% ,42%和45%)进行试验，试验混凝土的水泥用量550kg/m 3，用水量为165kg/m 3，轻集料在粗集料中所占比例为50%试验结果见图4和图5。
由图4和图5试验结果可以看出，随着体积砂率提高，混凝土的表观密度增大，抗压强度和抗拉强度则在体积砂率为40%时出现一峰值。分析原因主要是提高体积砂率将会降低混凝土粗骨料的体积含量，相应地降低了混凝土中轻集料的含量，所以随着体积砂率的增大，混凝土的表观密度增加。砂率对次轻混凝土力学性能的影响主要是通过工作性和结构密实性来实现的，砂在混凝土中的作用主要是填充粗骨料空隙，使骨料堆积结构更加致密，因其表面光滑，也具有滚动润滑的作用，能减小粗集料颗粒之间的摩擦阻力，因而随着砂率的
增加，混凝土拌合物的流动性增大，混凝土的结构也更加致密。细集料的比表
面积比粗集料大得多，增大砂率还可以提高次轻混凝土的粘聚性和匀质性。但
是当砂率超过40%以后，提高砂率会因细集料过多而出现干涩现象，从而影响
密实堆积结构的形成，导致次轻混凝土强度降低。次轻混凝土在体积砂率为40%时形成了最密实堆积，所以对应的混凝土抗压强度和抗拉强度最高。
7.3结论
(1)轻集料的种类及其在粗集料中的比例对于不同强度等级高强次轻混凝土具有相似的影响规律。轻集料在粗集料中所占比例不超过50%时，轻集料的内
养护作用可增强集料与水泥石界面粘结，从而可抵消其自身对混凝土力学性能
的不利影响，使高强混凝土的抗压、抗拉强度和弹性模量随轻集料掺量增加而
变化不明显；当轻集料在粗集料中所占比例超过50%时，混凝土的抗压、抗拉
强度和弹性模量则随着轻集料掺量增大而明显降低。
(2)减小轻集料粒径可提高其在高强次轻混凝土中分布的均匀性，增强轻集料的内养护作用，可提高次轻混凝土的力学性能。与普通集料形成连续级配的
混合集料，可在次轻混凝土中形成密实堆积结构，从而降低次轻混凝土的空隙率，提高其力学性能。
(3)高强次轻混凝土在体积砂率为40%左右时可形成最密实的堆积，其力学
性能也最优良[7]。
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高强混凝土配合比设计方法及例题
高强(C60)混凝土配合比设计方法[1] 基本特点： 1）每立方米混凝土胶凝材料质量480±20kg； 2）水泥用量不低于42.5级，每立方米水泥质量不超过400kg； 3）砂率0.38~0.40，砂率尽量选小些，以降低粘度； 4）使用掺合料取代部分水泥，宜矿渣（10%~20%）与粉煤灰（10%~15%）复掺； 5）优先选用聚羧酸减水剂，并复配有相容性良好缓凝剂与消泡剂； 6）粗骨料粒径不应大于31.5mm，如果强度等级大于C60，其最大粒径不应大于25mm；7）粗骨料的针片状含量不宜大于5.0%； 8）粗骨料的含泥量不应大于0.5%，泥块含量不宜大于0.2%； 9）细骨料的细度模数宜大于2.6； 10）细骨料含泥量不应大于2.0%，泥块含量不应大于0.5%。
3 基本规定 3.0.1混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能和耐久性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能的试验方法应分别符合现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082的规定。3.0.2 混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料，并应满足国家现行标准的有关要求；配合比设计应以干燥状态骨料为基准，细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%。 3.0.3 混凝土的最大水胶比应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。 3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量应符合表3.0.4的规定，配制C15及其以下强度等级的混凝土，可不受表3.0.4的限制。 表3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量 3.0.5矿物掺合料在混凝土中的掺量应通过试验确定。钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-1的规定；预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2的规定。 表3.0.5-1钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量 注：①采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥之外的通用硅酸盐水泥时，混凝土中水泥混合材和矿物掺合料用量之和应不大于按普通硅酸盐水泥用量20%计算混合材和矿物掺合料用量之和； ②对基础大体积混凝土，粉煤灰、粒化高炉矿渣粉和复合掺合料的最大掺量可增加5％； ③复合掺合料中各组分的掺量不宜超过任一组分单掺时的最大掺量。 表3.0.5-2 预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量
高强轻质混凝土
高强轻质混凝土；配合比 一、前言 现代混凝土作为人造建筑材料已有170多年的历史。在生产实践过程中，随着技术水平的提高，为了解决普通混凝土质量大的缺点，人们逐渐开发出了混凝土的新品种一一轻质混凝土。1913年美国首先用回旋窑烧制了页岩陶粒，为轻质混凝土的发展迈出了可喜的第一步。由于轻质混凝土是一种比强度高，保温耐火，抗震性能好，无碱集料反应等新型混凝土，可广泛应用在各种工业与民用建筑等构筑物上，具有很好的技术经济价值，所以自上世纪60年代以来在世界各国获得了长足的发展和应用，成为建筑材料工业中发展最快的轻质高强的新型建筑材料之一。 在轻质混凝土的发展初期，由于其强度较低且人们对其力学性质研究较少，使其应用的范围有所局限。随着研究的深入、高强轻集料即高强陶粒的问世。人们利用高强陶粒配制出了密度等级为1600～1900，强度等级在LC30以上的，广泛用于结构的高强轻集料混凝土。它以优良的力学性能和潜在的好处，在世界各国，特别是在北欧等国被广泛地应用于高层、超高层建筑结构，大跨度桥梁和城市立交桥及海洋工程中。而在我国，由于对轻质高强混凝土的研究还不十分系统，其用于承重结构的还不多。 二、HSLC基本概念及优势 1. 高强轻质混凝土的定义 高强轻质混凝土（High-Strength Light Weight Concrete，以下简称HSLC）是指利用高强轻粗集料（在我国通常称它为高强陶粒）、普通砂、水泥和水配制而成的干表观密度不大于1950kg/m3，强度等级为LC30以上的结构用轻质混凝土。从HSLC的定义我们可以看出，它除了和普通混凝土一样牵涉到粗、细集料、水泥和水以外，所不同的是还涉及到表观密度（原称容重）的最大限值和最小的强度等级限值。 2. HSLC在公路桥梁中的优势 随着科学技术的发展，桥梁逐渐向大跨度发展，这也使混凝土自重大的缺点更加突出，限制了桥梁跨度的进一步提高。HSLC以其高强、轻质的特点，显然能够克服普通混凝土无法克服的自重过大的缺陷，实现桥梁跨度的进一步提高。因此，在桥梁结构向大跨、重载、轻质、耐久方向发展的今天，HSLC当是今后桥梁建设上主要使用的材料之一。HSLC在桥梁工程中的优势主要体现在以下几个方面： （1）减轻梁体自重，增大桥梁的跨越能力； （2）减低梁高； （3）提高桥梁的耐久性，延长桥梁的使用寿命； （4）抗震能力好； （5）降低工程造价。 三、HSLC配合比设计 HSLC配合比设计的任务在于确定能获得预期性能而又最经济的混凝土各组成材料的用量，它和普通混凝土配合比设计的目的是相同的，即在保证结构安全使用的前提下，力求达到便于施工和经济节约的要求。由于HSLC所使用高强陶粒的特性，它还不能像普通混凝土那样，用一个较公认的强度公式作为混凝土配合比设计的基础。虽然，国内外都有不少研究者提出了各种各样的强度公式，但都存在很大局限性，离实际应用还有很大差距。所以，现阶段，主要还是通过参数的选择和简单经验公式的计算，最终经过试验的方法来确定各组分材料的用量。
高强混凝土配合比设计方法及例题
高强混凝土配合比设计方法及例题
1] 高强(C60)混凝土配合比设计方法[ 基本特点： 1）每立方米混凝土胶凝材料质量480±20kg； 2）水泥用量不低于42.5级，每立方米水泥质量不超过400kg； 3）砂率0.38~0.40，砂率尽量选小些，以降低粘度； 4）使用掺合料取代部分水泥，宜矿渣（10%~20%）与粉煤灰 （10%~15%）复掺； 5）优先选用聚羧酸减水剂，并复配有相容性良好缓凝剂与消泡剂；6）粗骨料粒径不应大于31.5mm，如果强度等级大于C60，其最大粒径不应大于25mm； 7）粗骨料的针片状含量不宜大于5.0%； 8）粗骨料的含泥量不应大于0.5%，泥块含量不宜大于0.2%； 9）细骨料的细度模数宜大于2.6； 10）细骨料含泥量不应大于2.0%，泥块含量不应大于0.5%。 表1 混凝土配合比设计参数参考表(自定，待验证)
3 基本规定 3.0.1混凝土配合比设计应满足混凝土配制强度、拌合物性能、力学性能和耐久性能的设计要求。混凝土拌合物性能、力学性能和耐久性能的试验方法应分别符合现行国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》GB/T50080、《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081和《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》GB/T50082的规定。 3.0.2 混凝土配合比设计应采用工程实际使用的原材料，并应满足国家现行标准的有关要求；配合比设计应以干燥状态骨料为基准，细骨料含水率应小于0.5%，粗骨料含水率应小于0.2%。 3.0.3 混凝土的最大水胶比应符合《混凝土结构设计规范》GB50010的规定。 3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量应符合表3.0.4的规定，配制C15及其以下强度等级的混凝土，可不受表3.0.4的限制。 表3.0.4 混凝土的最小胶凝材料用量 3.0.5矿物掺合料在混凝土中的掺量应经过试验确定。钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-1的规定；预应力钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量宜符合表3.0.5-2的规定。 表3.0.5-1 钢筋混凝土中矿物掺合料最大掺量
高强高性能混凝土
一、前言 1824年，波特兰水泥发明，到目前混凝土材料已有近200年的历史，且混凝土也有了很大的发展，由普通混凝土向高性能混凝土发展。自20世纪以来，混凝土就己成为房屋建筑、桥梁、水利、公路等现代工程结构首选材料，混凝土作为土木工程中最大宗的人造材料，其用量巨大。进入21世纪以来，随着科学技术的快速发展，一种种新型混凝土不断出现。作为最主要的建筑结构材料，混凝土本身必须具有高强度、高工作性、高耐久性等性能，因此高性能混凝土是现代混凝土技术发展的必然结果，是混凝土的发展方向。 我国自从 1979年在湘桂铁路红水河斜拉桥的预应力箱梁中首次采用泵送 C60 混凝土以来，现代高性能混凝土在我国的应用已走过了30余年。现在，像北京、广州、上海、深圳等大城市已供应C80级别的预拌混凝土，C50～C60级高性能混凝土已在许多建筑和桥梁中得到应用，近年建成的大型桥梁的混凝土主体构件如主梁、刚架或索塔等，多数都采用了高性能混凝土。 二、高性能混凝土的概念 《高性能混凝土应用技术规程》（CECS207-2006）对高性能混凝土定义为：采用常规材料和工艺生产，具有混凝土结构所要求各项力学性能，具有高耐久性、高工作性和高体积稳定性的混凝土。《普通混凝土配合比设计规程》（JGJ55-2011）规定强度等级不低于C60级别的混凝土称为高强混凝土。它采用高性能的外加剂,如高效减水剂或者高性能引气剂、其它特种外加剂和掺入足够的超细活性混合材料，如:超细磨粉煤灰、磨细矿粉、优质粉煤灰等达到低水胶比，并具有耐久性、体积稳定性和经济合理性等性能的新型混凝土。高性能混凝土以耐久性作为主要设计指标，针对不同用途要求，对耐久性、工作性、适用性、强度、体积稳定性和经济性等性能予以保证。 三、高性能混凝土的特性 (1) 高强度。由于高性能混凝土的强度高、弹模高，可以利用这一特性大幅度的减少高层和超高建筑物纵向受力结构的截面尺寸，扩大建筑使用面积，
轻质高强混凝土研究方案
轻质高强混凝土研究方案 1研究意义 随着我国经济的发展，我国目前正值基础设施建设和城市化建设的高潮，混凝土的需求量还将不断地快速增加，成为建设的重要物质基础。轻骨料混凝土是一种利用人造或天然轻质骨料替代普通密度骨料的混凝土。与普通混凝土相比, 轻骨料混凝土具有轻质高强、隔热保温性能好、耐火性能好、抗震性能好、耐久性能好及综合经济技术效果好等优点。同时, 由于在生产轻骨料和配置轻骨料混凝土的时候, 利用了粉煤灰、硅灰等工业固体废弃物, 有利于资源的综合利用和生态环境保护。轻骨料混凝土的显著优点, 使其在大跨度桥梁、高层建筑、海洋工程等工程应用中具有巨大的技术经济优势和突出的社会效益, 已成为现代混凝土的一个重要发展方向。 结合我公司现有情况，有必要对轻质高强混凝土进行研发，力争配制出经济合理、安全可靠、适用性强的轻质高强混凝土，并且使我公司所属的搅拌站具备生产轻质高强混凝土的能力具有重大的现实意义。 2 研究目标 本次试配实验采用全系列进行轻质高强混凝土配合比的设计，选择水胶比、掺和料掺量为因素，利用工作性（坍落度）、强度、表观密度三个指标进行评价，选择最佳的配合比进行二次实验，其中表观密度越小越好，强度越高越好，坍落度在不离析的条件下越大越好。并优选出经济合理、安全可靠、适用性强的轻质高强混凝土配合比，用于参加“大赛”并积累数据库，为以后的生产提供科学合理的数据。 3 研究的主要内容 3.1不同水胶比对轻质高强混凝土抗压强度的影响规律。 3.2不同粉煤灰、矿粉复合掺入量对轻质高强混凝土抗压强度的影响规律。 3.3不同硅粉、矿粉、粉煤灰复合掺入量对轻质高强混凝土抗压强度的影响规律。 3.5不同硅粉掺量对轻质高强混凝土抗压强度的影响规律。 3.6不同目标表观密度对轻质高强混凝土抗压强度的影响规律。 3.7在满足强度及施工要求，选出各个强度等级最经济的混凝土配合比。
轻集料混凝土种类
用轻集料配制成的、容重不大于1900公斤/米3的轻混凝土，也称多孔集料轻混凝土。 轻集料混凝土按轻集料的种类分为：①天然轻集料混凝土。如浮石混凝土、火山渣混凝土和多孔凝灰岩混凝土等。②人造轻集料混凝土。如粘土陶粒混凝土、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。③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：①全轻混凝土。采用轻砂做细集料的轻集料混凝土。②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：①保温轻集料混凝土。其容重小于800公斤/米3,抗压强度小于5.0兆帕,主要用于保温的围护结构和热工构筑物。②结构保温轻集料混凝土。其容重为800～1400公斤/米3,抗压强度为5.0～20.0兆帕,主要用于配筋和不配筋的围护结构。③结构轻集料混凝土。其容重为1400～1900公斤/米3，抗压强度为15.0～50.0兆帕，主要用于承重的构件、预应力构件或构筑物。 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0.233～0.523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于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，大量应用于高层、大跨度结构和围护结构，特别是大量用于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，主要用于工业与民用建筑的大型外墙板和小型空心砌块，少量用于高层和桥梁建筑的承重结构和热工构筑物。
高强高性能混凝土施工方案
高强高性能混凝土施工方案 本工程为南京广州路干沿河B片B、C幢高层建设工程，地点为于南京市广州路与干河沿街之间，由南京市中住房地产开发公司做为开发商。江苏邗建集团有限公司南京分公司拟通过投标承建其土建、安装及室外工程项目，工期730天，建筑用途为商业、办公、住宅高层，其中地下室3900卅，住宅楼13500 m2 （18层），办公楼22000 m （22层）。基础转换层及竖向承重构件采用高强高性能泵送混凝土合计约2000m 3。 ⑴原材料的要求 ①水泥使用矿渣盐水泥，利用混凝土的后期强度，减少水泥用量，控制水化热温升，减小温度应力。 ②选用中粗砂，细度模数2.6以上，含泥量控制在3%以下。 ③石子选用5?31.5连续粒级洁净碎石，含泥量控制在1 %以下。 ④外掺添加材料 a .掺入一定数量的一级粉煤灰，改善混凝土的和易性及可泵性，降低混 凝土的水化热及减小混凝土的收缩； b .掺入一定数量的JM-川减水剂，降低混凝土水灰比，改善混凝土和易性及可泵性同时起到混凝土缓凝的作用。 ⑤混凝土拌和物入模坍落度为120 i20mm。 ⑵浇筑 ①本工程基础混凝土全部采用商品混凝土，搅拌车运输到现场，由混凝土输送泵泵送入模的混凝土施工方案。 ②根据基础平面及现场的施工条件，为充分利用泵车能够展开的工作面，各施工段混凝土浇捣从一边赶向另一边。本工程地下室基础承台多为大体积砼，浇筑砼时应采用斜面分层法浇筑，如下图所示，表面及时整平。
③ 混凝土浇筑前应将模板表面洒水湿润，混凝土浇筑过程中，模板和钢筋派 专人看 护。 ④ 混凝土入模处，每处配备4-5只插入式振动器。浇筑时确保快插慢拔，振 动时间 以不冒气泡为止，插入间距为300mm 呈梅花状布置，插入深度为第一层 距底板垫层上表面 50mm ，分层插入深度为进下层 50mm ?100mm 。砼浇筑过 程中，平板施工时应用插入式振动器与平板式振动器配合使用，确保砼密实。 ⑤ 混凝土严格控制配合比、水灰比和坍落度，浇筑过程中严禁在混凝土内随 便加 水。 ⑥ 严格控制混凝土初、终凝时间，要求混凝土终凝控制在 10h 左右，入泵 坍落度控制在120 i20mm 。 ⑦ 本工程地下室墙体混凝土采用分层分段下料、连续一次浇筑的施工方法 （如下图所示），即由2个浇筑小组从一点开始，砼分层浇筑，每两组相对应向 后延伸浇筑，直至同边闭合。高度超过 2.0m 的墙体混凝土浇筑采用溜槽入模， 使混凝土从一侧开始逐渐向前推进， 并在混凝土斜面上均匀布位振捣。混凝土以 500mm ?1000mm 高分层浇筑到顶，根据各施工段操作面，合理组织劳动力， 做到不留施工缝和冷接头。外墙墙板止水坎与底板同时浇筑，并按规定设置留钢 板止水带。墙板砼一次性浇筑到顶，不留施工缝，由于砼一次浇到墙体全高，模 板侧压力大，做好模板的加固、看护工作。 分层分段下料浇筑法示意图 ⑧ 为防止混凝土的收缩裂缝， 在混凝土初凝前采用二次复振和反复搓压使表 面密 实并用铁抹子压光以减少气泡、 消除混凝土的塑性收缩， 提高混凝土的密实 性，防止混凝土开裂。 ⑶混凝土试块 除正常混凝土抗压及抗渗试块外， 另适当增加结构实体检验用同条件养护试 块和拆 模指导试块，为及时了解混凝土强度增长情况提供数据。 同条件养护试块的留置方式和取模板 新浇筑的砼
轻质混凝土
轻质混凝土 轻质混凝土又称为发泡水泥、泡沫混凝土等，是一种利废、环保、节能、低廉且具有不燃性的新型建筑节能材料。泡沫混凝土是通过化学或物理的方式根据应用需要将空气或氮气、二氧化碳气、氧气等气体引入混凝土浆体中，经过合理养护成型，而形成的含有大量细小的封闭气孔，并具有相当强度的混凝土制品。泡沫混凝土的制作通常是用机械方法将泡沫剂水溶液制备成泡沫，再将泡沫加入到含硅质材料、钙质材料、水及各种外加剂等组成的料浆中，经混合搅拌、浇注成型、养护而成的一种多孔材料。 河南华泰建材开发有限公司具有多年的泡沫混凝土生产经验，也是国内最大的泡沫混凝土生产企业。多年来河南华泰坚持不懈，走出了一条自主研发，以实践检验技术的道路，其生产的HT泡沫混凝土近年来在国内发展迅速，应用范围也不断扩展。HT泡沫混凝土制品具有以下显著特点： ①轻质高强
泡沫混凝土密度小，常用泡沫混凝土的密度等级为300—1200kg/m3，相当于普通混凝土的1/5—1/10.抗压强度大于0.25Mpa，可根据建筑物设计要求生产出不同强度的泡沫混凝土产品。在建筑物的内外墙体、层面、露面、立柱等建筑结构中采用该种材料，一般可使建筑物自重降低25%左右，有些可达结构物总重的30%-40%。近年来，密度为160 kg/m3的超轻泡沫混凝土也在建筑工程中获得了应用。由于泡沫混凝土的密度小，可显著降低建筑物自重，提高构建的承载能力，增强建筑物的抗震能力。因此，在建筑工程中采用泡沫混凝土具有显著的经济效益。 ②保温隔热 由于泡沫混凝土中含有大量封闭的细小孔隙，热工性能良好，密度等级300—1200kg/m3范围的泡沫混凝土，导热系数为0.06—0.3W（M.K）之间，采用泡沫混凝土作为建筑物墙体及屋面材料，具有良好的保温节能效果。 ③隔音、防火性能佳 泡沫混凝土属多孔材料，吸音能力0.09-0.19%，具有良好的隔音性能，在建筑楼层和高速公路隔音板、地下建筑顶层等领域，均可采用该材料作为隔音层。泡沫混凝土区别于传统隔音材料，无机、不燃，从而具有良好的防火性，可提高建筑物的安全防火性能。 ④低弹抗震 泡沫混凝土的多孔性使其具有较低的弹性模量，从而使其对冲击力载荷具有良好的吸收和分散作用。同时泡沫混凝土轻质高强的特性，可有效减低建筑物的荷载20%--40%，建筑物荷载越小，抗震能力越强。 ⑤施工速度快 现场浇注，机械化施工，其施工速度比聚苯乙烯泡沫塑料板快1/3 泡沫混凝土的原料
我国轻集料混凝土之发展状况
我国轻集料混凝土之发展状况 【摘要】轻集料混凝土是建筑材料发展到一定阶段而产生的一种新型功能性建筑材料，轻集料混凝土能有效的减轻结构自重，并且具有良好的隔热和隔声效果，从而降低建筑的基础造价和总造价。本文主要从轻集料混凝土的特点及存在问题阐述了轻集料混凝土的发展状况。 【关键词】轻集料；混凝土；发展 0 引言 在建筑业高速发达的今天，混凝土作为一种大众的建筑材料备受关注。21世纪的混凝土技术发展的主要方向是向轻质、高强、耐久。发展结构用轻集料混凝土，能有效减轻结构自重，使混凝土向轻质高强的方向发展。 近年来高性能混凝土在国内外得到了迅速的发展，在高层建筑、海上建筑、公路桥梁、原子能工业等建筑中应用的越来越多，并带来了一定的技术经济效益，但是自重大使混凝土的应用受到了一定的限制。若能有效减轻自重[1-3]，并且达到轻质高强、耐久性好，其技术经济效益会更加显著，由此高性能化轻集料混凝土的发展成为一种必然趋势。高性能轻集料混凝土与普通高性能混凝土相比，高性能轻集料混凝土能够在保持较高强度的基础上，使混凝土的自重降低20%以上，这对于结构恒载占有较大比例，且对材料性能具有较高要求的高层建筑、大跨度桥梁、海洋工程等现代大工程而言，高性能轻集料混凝土较高性能普通混凝土无疑具有更强的市场竞争力[4-5]。 1 我国轻集料混凝土的应用发展现状 我国轻集料混凝土发展和应用相对较晚。从20世纪50年代开始研究人造轻集料，先后研制成黏土陶粒、页岩陶粒和烧结粉煤灰陶粒，几经起伏目前年产量达300万立方米。据1990年对北京、上海、黑龙江、吉林、沈阳等10个省市不完全统计的资料表明，从70年代-80年代的10年中，用于房屋建筑外墙板的轻集料混凝土约占其总量的50%；用于建筑砌块约占砌块的27%。但是，由于我国的轻集料质量较差，以粉煤灰为主的其他品种陶粒的质量不尽人意。所配置的结构用轻集料混凝土的表观密度一般为1800kg/m3-1950kg/m3，抗压强度为C5-C25，既密度较大，而强度偏低，使其使用和发展受到一定的限制。 20世纪90年代我国轻集料混凝土的应用发生了出乎意料的变化。它在墙体中的应用从以高层建筑外墙板为主，改变成以高层建筑框架填充墙用的小型空心砌块为主的格局；而在承重结构中的应用不仅没有提高，反而有所减少，出现了近十年来的全国各地新建的万余栋高层、超高层建筑、大跨度桥梁和高速公路桥等，极少应用结构轻集料混凝土的奇怪现象，分析原因主要是国内轻集来过多偏重于是墙体材料的应用，而用于承重结构的高性能陶粒的生产与发展，并没有受到应有的重视，轻集料混凝土发展缺乏统一的管理和协调。
高强高性能混凝土
高强高性能混凝土 根据《高强混凝土结构技术规程》（CECS104：99），将强度等级大于等于C50的混凝土称为高强混凝土；将具有良好的施工和易性和优异耐久性，且均匀密实的混凝土称为高性能混凝土；同时具有上述各性能的混凝土称为高强高性能混凝土；而《普通混凝土配合比设计规范》（JGJ55－2000）中则将强度等级大于等于C60的混凝土称为高强混凝土；《混凝土结构设计规范》（GB50010－2002）则未明确区分普通混凝土或高强混凝土，只规定了钢筋混凝土结构的混凝土强度等级不应低于C15，混凝土强度范围从C15～C80。综合国内外对高强混凝土的研究和应用实践，以及现代混凝土技术的发展，将大于等于C60的混凝土称为高强度混凝土是比较合理的。 获得高强高性能混凝土的最有效途径主要有掺高性能混凝土外加剂和活性掺合料，并同时采用高强度等级的水泥和优质骨料。对于具有特殊要求的混凝土，还可掺用纤维材料提高抗拉、抗弯性能和冲击韧性；也可掺用聚合物等提高密实度和耐磨性。常用的外加剂有高效减水剂、高效泵送剂、高性能引气剂、防水剂和其它特种外加剂。常用的活性混合材料有Ⅰ级粉煤灰或超细磨粉煤灰、磨细矿粉、沸石粉、偏高岭土、硅粉等，有时也可掺适量超细磨石灰石粉或石英粉。常用的纤维材料有钢纤维、聚酯纤维和玻璃纤维等。 一、高强高性能混凝土的原材料 （一）水泥 水泥的品种通常选用硅酸盐水泥和普通水泥，也可采用矿渣水泥等。强度等级选择一般为：C50～C80混凝土宜用强度等级42.5；C80以上选用更高强度的水泥。1m3混凝土中的水泥用量要控制在500kg以内，且尽可能降低水泥用量。水泥和矿物掺合料的总量不应大于600kg/m3。 （二）掺合料 1．硅粉：它是生产硅铁时产生的烟灰，故也称硅灰，是高强混凝土配制中应用最早、技术最成熟、应用较多的一种掺合料。硅粉中活性SiO2含量达90%以上，比表面积达15000m2/kg 以上，火山灰活性高，且能填充水泥的空隙，从而极大地提高混凝土密实度和强度。硅灰的适宜掺量为水泥用量的5%～10%。 研究结果表明，硅粉对提高混凝土强度十分显著，当外掺6～8%的硅灰时，混凝土强度一般可提高20%以上，同时可提高混凝土的抗渗、抗冻、耐磨、耐碱－骨料反应等耐久性能。但硅灰对混凝土也带来不利影响，如增大混凝土的收缩值、降低混凝土的抗裂性、减小混凝土流动性、加速混凝土的坍落度损失等。 2．磨细矿渣：通常将矿渣磨细到比表面积350m2/kg以上，从而具有优异的早期强度和耐久性。掺量一般控制在20%～50%之间。矿粉的细度越大，其活性越高，增强作用越显著，但粉磨成本也大大增加。与硅粉相比，增强作用略逊，但其它性能优于硅粉。 3．优质粉煤灰：一般选用I级灰，利用其内含的玻璃微珠润滑作用，降低水灰比，以及细粉末填充效应和火山灰活性效应，提高混凝土强度和改善综合性能。掺量一般控制在20%～30%之间。I级粉煤灰的作用效果与矿粉相似，且抗裂性优于矿粉。
浅谈C100高强混凝土的配置研究
浅谈C100高强混凝土的配置研究 摘要：高强混凝土是采用普通混凝土的施工工艺、材料，另掺高效复合外加剂和活性掺合料配制而成，本文简要介绍了高强混凝土的特点、原材料要求、配合比设计、施工工艺，并给出用南宁本地的材料成功配制出C100高强混凝土的配合比。 关键词：高强混凝土；原材料；配合比；施工工艺 近些年来，随着建筑技术的发展，建筑物趋向高层化、大型化和大跨度发展，因此，高强混凝土也得到广泛的应用。尽管国际上C100级高强混凝土的配制技术比较成熟，国内在试验室也已经成功配制出C100～C150高强混凝土，但迄今为止，还没有一个普遍认可或通用的高强混凝土配比的设计方法。本文根据南宁本地区原材料的供应情况(主要是砂、石、水泥)，以及其他原材料的市场情况，通过试配和优化、反复修改后确定一个较佳的配合比。 1 高强混凝土的特点 1.1 强度高、节省材料 高强混凝土的抗压强度很高，可使钢筋混凝土柱和拱壳等以受压为主的构件的承载力大幅度提高。在受弯构件中，可降低截面的受压区混凝土高度。从而使构件截面减小，降低结构自重，增加有效使用面积，适用于大跨、重载、高耸等工程结构。 1.2 流动性高、早期强度高 高强混凝土在配制过程中使用高效减水剂等，能同时增加混凝土的坍落度和早强的性能，可采用商品混凝土和泵送等机械化施工工艺。由于高强混凝土具有早期强度高的特点，施工中可以早期拆模，缩短拆模时间，加速模板的周转，缩短施工周期，提高施工速度。 1.3 良好的耐久性 由于高强混凝土的低水灰比(水胶比)，与普通混凝土相比有较高的密实性，抗外部侵蚀能力强，能承受恶劣的环境条件，提高结构的使用寿命。但是，高强混凝土受压时表现出较小的塑性和更大的脆性，随着混凝土等级提高，这一特征越明显。因此，在配制高强度混凝土时，不能单纯地追求抗压强度的高指标，而应兼顾混凝土在工程结构上所需要的其他力学性能指标。
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
高强与超高强混凝土配制技术
高强与超高强混凝土配制技术 陈友治 （武汉理工大学材料学院，湖北武汉430070） 摘要：阐述了研究开发高强与超高强混凝土的重大意义，提出了制备技术和途径，说明了主要原材料及其性能要求。 关键词：高强与超高强混凝土；制备；材料性能 Abstract: Expounded in this article is the great significance of research and development of high-stregth concrete and superhigh-strength concrete and their manufacturing technique and relative approaches.The main raw materials and the required performance are explained as well. Key words: high-strength concrete and 引言 混凝土是人类最大宗的建筑结构材料，其发展可以划分为低强低耐久混凝土、高强混凝土和高性能混凝土三个阶段。从我国目前的生产力发展水平、混凝土配制技术、施工性能、 设计和使用要求、施工机械及操作水平来看，目前正处于高强混凝土的配制和使用阶段， 这一时期还将经历很长一段时间。因此，充分利用地方资源，研究优质实用的高强或超高强混凝土配制技术，全面提高混凝土的生产和使用水平，是建材行业可持续发展的必然举措。 1 研究、开发、应用高强与超高强混凝土的重大意义 随着人类社会的发展和进步，人类有能力拓展生存的空间。目前，人们正在向高空、地底及海洋进军，现代建筑物越来越高层化、大跨化、轻量化；在海洋深处建造大型结构物， 在海面上建造巨大的工作平台；越来越多的跨大江、深谷、海峡的大跨度桥梁和海底隧道 在建造。所有这些，都要求混凝土的质量越来越高。因此，高强度、高耐久性、高泵送性 是混凝土材料发展的方向。 目前，一般认为 C 50～C 90属高强混凝土范畴， C 100及以上强度等级是超高强混凝土。与普通混凝土相比，研究应用高强与超高强混凝土具有下列优越性： (1)有效地减轻结构自重。钢筋混凝土的最大缺点是自重大，在一般的建筑中，结构自重 为有效荷载的8～10倍。当混凝土强度提高时，结构自重降低。一些世界著名的专家预 言，80 %～90 %的钢结构工程可用预应力钢筋混凝土结构代替，当混凝土强度达到100 MPa时，可以设计成的预应力钢筋混凝土结构，应当与钢结构一样轻，因为这时二者的 比强度(强度与质量的比值)大致相等［1］。 (2)大幅度提高混凝土的耐久性。高强与超高强混凝土由于强度的提高、内部孔结构的改 善以及胶凝物质相组成的优化，其耐久性得到很大的改善。
高强高性能混凝土技术
高强高性能混凝土技术 2.2.1 技术内容 高强高性能混凝土（简称HS-HPC）是具有较高的强度（一般强度等级不低于C60）且具有高工作性、高体积稳定性和高耐久性的混凝土（“四高”混凝土），属于高性能混凝土（HPC）的一个类别。其特点是不仅具有更高的强度且具有良好的耐久性，多用于超高层建筑底层柱、墙和大跨度梁，可以减小构件截面尺寸增大使用面积和空间，并达到更高的耐久性。 超高性能混凝土（UHPC）是一种超高强（抗压强度可达150MPa以上）、高韧性（抗折强度可达16MPa以上）、耐久性优异的新型超高强高性能混凝土，是一种组成材料颗粒的级配达到最佳的水泥基复合材料。用其制作的结构构件不仅截面尺寸小，而且单位强度消耗的水泥、砂、石等资源少，具有良好的环境效应。 HS-HPC的水胶比一般不大于0.34，胶凝材料用量一般为480～600kg/m3，硅灰掺量不宜大于10%，其他优质矿物掺合料掺量宜为25%～40%，砂率宜为35%~42%，宜采用聚羧酸系高性能减水剂。 UHPC的水胶比一般不大于0.22，胶凝材料用量一般为700～1000kg/m3。超高性能混凝土宜掺加高强微细钢纤维，钢纤维的抗拉强度不宜小于2000MPa，体积掺量不宜小于
1.0%，宜采用聚羧酸系高性能减水剂。 2.2.2 技术指标 （1）工作性 新拌HS-HPC最主要的特点是粘度大，为降低混凝土的粘性，宜掺入能够降低混凝土粘性且对混凝土强度无负面影响的外加剂，如降粘型外加剂、降粘增强剂等。UHPC的水胶比更低，粘性更大，宜掺入能降低混凝土粘性的功能型外加剂，如降粘增强剂等。 混凝土拌合物的技术指标主要是坍落度、扩展度和倒坍落度筒混凝土流下时间（简称倒筒时间）等。对于HS-HPC，混凝土坍落度不宜小于220mm，扩展度不宜小于500mm，倒置坍落度筒排空时间宜为5~20s，混凝土经时损失不宜大于30mm/h。 （2）HS-HPC的配制强度可按公式f cu,0≥1.15f cu,k计算； UHPC的配制强度可按公式f cu,0≥1.1f cu,k计算； （3）HS-HPC及UHPC因其内部结构密实，孔结构更加合理，通常具有更好的耐久性，为满足抗硫酸盐腐蚀性，宜掺加优质的掺合料，或选择低C3A含量（＜8％）的水泥。 （4）自收缩及其控制 1）自收缩与对策 当HS-HPC浇筑成型并处于绝湿条件下，由于水泥继续水化，消耗毛细管中的水分，使毛细管失水，产生毛细管张
轻质高强混凝土试验研究
轻质高强混凝土试验研究 发表时间：2018-06-15T15:06:46.780Z 来源：《基层建设》2018年第12期作者：陈伟东[导读] 摘要：通过对轻质高强混凝土的试验研究，利用天山水泥和当地可用的原材料，配制强度等级较高的轻质混凝土。 新疆天山筑友混凝土有限责任公司新疆乌鲁木齐 830000 摘要：通过对轻质高强混凝土的试验研究，利用天山水泥和当地可用的原材料，配制强度等级较高的轻质混凝土。为我公司商混站提供科学合理的混凝土配制方案和数据支撑，提高在同行中的竞争力。 关键词：轻质；混凝土；性能试验 前言：我公司的搅拌站以生产混凝土为主，为了满足以后混凝土市场的需求，我公司搅拌站必须具备生产轻质高强混凝土的能力。所以我公司有必要进行轻质高强混凝土的研发，利用当地可用的原材料，配制强度等级较高的轻质混凝土，为我公司搅拌站生产的轻质混凝土提供科学合理的配合比，此项工作具有重大的现实意义。 一、试验所用的原材料检测结果 1胶凝材料 本次试验采用天山水泥厂生产的 P.O42.5R水泥，其检测3天强度30.0兆帕，28天强度53.1兆帕，玛拉斯电厂F类I级粉煤，新疆105团S75矿渣粉，新疆哈密的硅灰，硅灰28天需水量比92%、28天活性112%。 2、粗骨料 从表1-1可以看出，本次试验所采用的页岩陶粒，除筒压强度和粒型系数结果不符合规范要求外，其他项目检测结果均满足GB/T17431.1-2010《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》中的技术要求。从表1-2中可以看出，本次试验所采用的陶粒颗粒级配均满足GB/T17431.1-2010《轻集料及其试验方法第1部分：轻集料》中的要求，基本满足轻质高强混凝土试验所需粗骨料的要求。 3细骨料 4 本试验采用聚羧酸高性能减水剂,本次试验所采用的减水剂符合标准GB/T8096-2008《混凝土外加剂》中的要求。 二、水泥与减水剂相容性试验 为减少试配过程中原材料的浪费，特对相应的配比进行水泥与减水剂的相容性试验。根据GB/T50119-2013《混凝土外加剂应用技术规范》的试验方法检测水泥胶砂扩展度，找出胶砂扩展度在350±20mm范围内的掺量点，最终确定最佳掺量。本次试验中所用的减水剂与水泥的相容性一般，部分配比胶砂扩展度超过规范要求，基本可以满足GB/T50119-2013《混凝土外加剂应用技术范》要求的胶砂扩展度。 三、轻质高强混凝土强度试验 本次试验根据JGJ51-2002《轻骨料混凝土技术规程》的设计方法，设计轻质高强混凝土。一共设计13个配比，采用100mm×100mm×100mm正方体的三联试模成型抗压强度试件。现场进行试配及调试，根据GB/T50080-2002《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》的方法测拌合物的坍落度、扩展度和表观密度，其结果详见表3-1。 表3-1 轻质高强混凝土拌合物性能检测结果
《轻集料混凝土》
ZL复合轻集料干拌垫层混凝土 施工新技术 北京六建集团有限责任公司 2010年12月
1 前言 1.1 轻集料混凝土的现状 轻集料混凝土具有节能、节省资源、降低建筑造价等突出优点，轻骨料混凝土得到较快发展。骨料、轻砂（或普通砂）、水泥和水配制而成的干表观密度不大于1950Kg/m3的混凝土，称为轻集料混凝土。由于陶粒混凝土质轻、高强、保温等性能特点，决定了陶粒混凝土是目前生产量较大的轻质材料。目前我国陶粒总产量中粘土陶粒约占65%，其中很多地区的厂商为急功近利非法采挖农耕粘土作主原料，破坏土地资源和生态环境。由于超轻陶粒市场大、粉煤灰等工业废渣的价格越来越贵，利用工业废渣的陶粒生产线相对较少，利废数量低于七八十年代。 轻集料混凝土具有质轻、抗震、耐火等特点，可广泛应用于工业与民用建筑的楼面垫层及屋面找坡层等。然而由于轻集料的多孔性，使轻集料混凝土的特性与普通混凝土有很大的差异。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。在拌合和浇筑阶段，由于轻集料多孔性质使轻集料的吸水率大大增加，轻集料混凝土在搅拌振捣过程中很容易产生轻集料上浮分层甚至产生离析现象，这就给轻集料混凝土的工作性能带来了不利影响。另外，在轻集料混凝土硬化阶段，轻集料混凝土较高的水泥用量，且在轻集料混凝土早期硬化过程中混凝土体积稳定性与轻集料中水分的变化有很大的关系。此外，轻集料混凝土硬化后的收缩变形较大，严重影响轻集料混凝土的使用寿命。 1.2 陶粒混凝土垫层禁止使用 为保证北京市建设工程的质量和安全，促进北京市建设领域的资源节约和环境保护，根据北京市建委和北京市规划委员会发布了《北京市建设工程禁止和限制使用建筑材料及施工工艺目录（2007年版）》，根据目录要求，黏土和页岩陶粒及以黏土和页岩陶粒为原材料的建材制品自2008年1月1日起，在北京市建设工程中停止使用。 1.3 研制新型轻集料混凝土 针对轻集料混凝土应用存在的问题，开发新型的轻集料混凝土势在必行。本项目的目的是开发一种干拌复合轻集料混凝土垫层，通过系统地研究轻集料的结构特性、影响干拌复合轻集料混凝土垫层性能的各项因素及干拌复合轻集料混凝土垫层的配制技术，配制轻质、工作性能佳、高耐久性和符合施工要求的干拌复合轻集料混凝土垫层，并建立各影响因素与轻集料混凝土性能的关系，为干拌复合轻集料混凝土垫层的系统配制和应用奠定基础。产品达到了优良的技术要求如下： 1.3.1产品具有良好的工作性、轻质、体积稳定性和耐久性。 密度：600-800Kg/m3；
c高强混凝土配比
C80高强混凝土配比 C80混凝土强度高对材料要求也高： 水泥：优质52.5水泥； 粉煤灰：I级优质粉煤灰； 矿粉：不低于S95级，最好是S105级优质矿渣粉； 砂：级配合理的优质中砂； 石子：5-20mm级配良好的石子，针片状颗粒含量不超过5%或尽量小； 高性能减水剂：正常掺量范围内最大减水率不小于35%； 如果有其它性能要求尚需要复掺其它外加剂； 配合比范围：水泥 380kg，矿粉：120kg，粉煤灰：70kg，水：148kg，砂：720kg，石：992kg，外加剂：约8-10kg，只是一个大致的数，不作为工程应用依据。 如果有硅粉，水胶比、水泥、矿粉、粉煤灰均要做相应调整。施工条件，如泵送与否，也要做相应调整。如果需要根据实际材料确定确切的配合比可以再研究。 1)粗集料除进行压碎指标试验外，对碎石尚应进行岩石立方体抗压强度试验，其结果 不应小于要求配制的混凝土抗压强度标准值R的1.5倍。 2)高强混凝土宜采用中砂，其细度模数宜大于2.6，含泥量不应大于2.0%，泥块含量 不应大于0、5%。 3)高强混凝土的配合比应符合规范规定。当无可靠的强度统计数据及标准差数值时， 混凝土的施工配制强度（平均值）对于C50～C60应不低于强度等级的1.15倍，对于C70～C80应不低于强度等级值的1.12倍。 4)高强混凝土所用砂率及所采用外加剂和矿物掺合料的品种、掺量应通过试验确定。 5)高强混凝土的水泥用量不宜大于500kg/m^3，水泥和混合材料的总量不超过550～ 600kg/m3，粉煤灰掺量不宜超过胶结料质量的30%，沸石粉不宜超过10%，硅粉不宜超过8%～10%。各种混合料的掺用种类及数量，必须通过试验后确定。 6)高强混凝土配合比提出后，尚应进行6～10次重复试验进行验证。
LC5.0轻集料混凝土
LC5.0轻集料混凝土 LC5.0轻集料混凝土是轻质混凝土的一种,是以水泥、粉煤灰为主料加入多种添加剂（配合轻集料），通过将轻集料替代石子或陶粒作为填充骨料,配制而成抗压强度大于5.0Mpa,成型后是一种含有大量封闭孔隙的新型轻质保温隔热混凝土。 LC5.0轻集料混凝土是为了适应现代建筑工程高层化、大跨度化的发展而做出的改进，使用lc5.0轻集料混凝土替换普通轻集料混凝土符合了建筑对减轻荷载的要求,我国普 通轻集料通常采用粘土陶粒,粘土大多取自于耕地,不符合可持续发展战略。而lc5.0轻 集料混凝土采用聚氨酯骨料，轻集料质轻、多孔的独特结构。具有轻质、保温、隔音 和抗震、耐火性能好、综合技术经济效果好，较好的工作性能、良好体积稳定性、耐 久性能,等优点,使之逐渐成为现代轻集料混凝土技术的一个重要发展方向,是高层建筑 物减轻荷载的理想材料。也是一种具有良好应用前景的绿色建筑材料。轻集料混凝土 大量应用于工业与民用建筑及其他工程，具有巨大的技术经济优势和非常广阔的前景。因此，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。减 轻自重是现代建筑结构实现超高、大跨设计与施工的有效途径之一,而采用轻骨料混凝土可显著降低结构自重。由于在生产轻骨料和配置轻骨料混凝土的时候，大量利用了 粉煤灰、硅灰等工业固体废弃物，有利于资源的综合利用和生态环境的保护。轻集料 混凝土新技术的发展,是具有绿色特质的轻集料混凝土. LC5.0轻集料混凝土产品特点： 隔热性：由于lc5.0轻集料混凝土采用聚氨酯为轻骨料，成型后含有大量封闭的空间, 热阻约为普通混凝土的10-20倍。具有良好的节能效果； 轻质性：干密度在200—1200kg/m3之间,轻集料骨料替代石子陶粒起填充作用，重量是普通混凝土密度的1/5-1/8,能有效减轻建筑物整体荷载； 整体性：与主体工程结合紧密,不会空鼓和脱层； 隔音性：轻集料混凝土中含有大量的独立空间,且分布均匀,吸音能力为0.09-0.19%是 普通混凝土的5倍。 耐久性好：轻集料骨料耐腐蚀性能优异，与建筑物砼寿命； 抗裂纹性：抗裂性是普通混凝土的8倍。 防火性好：本材料主材为水泥等无机材料,具有良好的耐火性, 施工简单：缩短施工工期,且平屋面可带找坡。