高强轻质混凝土

轻骨料混凝土

姓名：***

学号：g********* 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