輕骨材

輕骨料混凝土（Lightweight aggregate concrete）是指採用輕骨料的混凝土，其表觀密度不大於1900kg/m³。所謂輕骨料是為了減輕混凝土的質量以及提高熱工效果而採用的骨料，其表觀密度要比普通骨料低。

基本介紹

• 中文名：輕骨材
• 外文名：Lightweight aggregate
• 別稱：輕骨料混凝土
• 密度：不大於1900kg/m3
• 特點：輕質、高強、保溫和耐火
• 套用：工業與民用建築及其他工程

主要技術內容

輕骨料混凝土( Lightweight aggregate concrete)是指採用輕骨料的混凝土，其表觀密度不大於1900kg/m³。所謂輕骨料是為了減輕混凝土的質量以及提高熱工效果而採用的骨料，其表觀密度要比普通骨料低。人造輕骨料又稱為陶粒。

輕骨料混凝土具有輕質、高強、保溫和耐火等特點，並且變形性能良好，彈性模量較低，在一般情況下收縮和徐變也較大。

輕骨料混凝土套用於工業與民用建築及其他工程，可減輕結構自重、節約材料用量、提高構件運輸和吊裝效率、減少地基荷載及改善建築物功能等。

輕骨料混凝土按其在建築工程中的用途不同，分為保溫輕骨料混凝土、結構保溫輕骨料混凝土和結構輕骨料混凝土。此外，輕骨料混凝土還可以用作耐熱混凝土，代替窯爐內襯。

技術指標

（1）輕骨料（陶粒）性能。粗骨料的級配和最大粒徑：粉煤灰陶粒最大粒徑為20mm；天然輕骨料為40mm；其他陶粒為30mm；不同用途的輕骨料混凝土對骨料級配的要求見表。

用途	篩孔尺寸/mm						最大粒徑
	5	10	15	20	25	30
保溫及機構保溫用	不小於90		0~70		—	不大於10	不宜大於30
結構用	不小於90	30~70	—	不大於10	—	—	不宜大於20

註：

1.不允許含有超過最大粒徑2倍的顆粒；

2.採用自然級配時，其空隙率不大於50%。

（2）製備技術。勻質性控制技術是製備泵送輕骨料混凝土的關鍵，通過控制最大粗骨料粒徑，提高水泥漿體黏度，大摻量粉煤灰可有效提高輕骨料混凝土的均質性，可配製出性能優良的大流態輕骨料混凝土。

（3）泵送技術。輕骨料混凝土易分層離析，坍落度損失快以及輕骨料在壓力作用下會吸收混凝土中的水分而導致堵泵等問題。因此，應注意以下幾點：

1)優選輕骨料是配製良好可泵性輕骨料混凝土的重要環節。

2)在滿足強度要求的前提下，大量摻人粉煤灰，以增大膠凝材料用量，增加混凝土拌和物的黏聚性，改善混凝土拌和物流動性和保水性，並能一定程度上防止輕骨料上浮。

3)選擇合適的混凝土外加劑。

4)混凝土攪拌前，宜將骨料浸濕。

工程套用主要問題

國外輕骨料混凝土在建築工程上的套用，尤其是在橋樑方面的套用已經有了很成熟的經驗，而在我國則作為一種新型建築材料，研究相對較少，不管從套用研究水平還是生產規模，與已開發國家相比都有較大差距。目前，在工程套用中還存在以下幾個主要的問題。

強度問題

輕骨料混凝土達到一定強度後，當繼續增加水泥用量時，輕骨料混凝土的強度增加並不明顯。同時，與輕骨料混凝土中水泥石的強度相比，輕骨料的強度偏低，這也限制了輕骨料混凝土強度的提高。總之，不可能與同類正常混凝土相比。

收縮和徐變

輕骨料的含水率直接影響輕骨料混凝土收縮的發展速度，對徐變影響則較小。高含水率的輕骨料混凝土早期收縮小於相同強度的綠色混凝土，但最終收縮大於綠色混凝土；低含水率的輕骨料混凝土收縮始終大於綠色混凝土。輕骨料混凝土的徐變隨混凝土強度增加而降低，徐變係數小於綠色混凝土，但由於輕骨料混凝土的彈性模量低於綠色混凝土，徐變應力仍可能大於綠色混凝土。水灰比在0.32～0.43的LC60~LC90的高強輕骨料混凝土的彈性模量比同強度綠色混凝土的低20%～30%。由於低彈性模量會產生較大的彈性應變，輕骨料混凝土在荷載下的總變形比綠色混凝土大，過大的收縮往往會造成結構物的開裂。在橋樑結構中一般都採用預應力，高強輕骨料混凝土的收縮徐變會造成預應力損失，將會對橋樑結構產生比較大的影響，此問題也急需解決。

吸水問題

在當前人造輕骨料的生產工藝條件下製造出來的陶粒（含高強陶粒），其孔隙結構較差，不僅球狀孔直徑大，且開孔率高，分布不均勻，裂縫缺陷也較多，因而吸水率較大。這種吸水率高的陶粒，既不能適應現代泵送混凝土施工的要求，也因為施工前須泡水飽和預濕，給施工帶來很大麻煩。因此，我們現在急需生產出一種具有更低吸水率，施工時不需預濕的人造輕骨料，即高強、低吸水率的輕骨料。

泵送施工

目前，LC40～LC60的高強輕骨料混凝土已開始在工程上套用。但對輕骨料混凝土中骨料與膠凝材料易離析而影響泵送施工的問題並沒有根本解決。泵送施工時，部分水泥漿中的水在壓力作用下會滲入輕骨料中，降低了混凝土的工作性能。當水分由水泥漿滲入輕骨料中，混凝土的體積將輕微降低。因此，泵送輕骨料混凝土具有可壓縮性，在泵壓下表現為塑性。當增加泵壓時，混凝土中的空氣被壓縮到輕骨料中，這也是泵送輕骨料混凝土具有可壓縮性的原因。然而，當泵壓降低和消失後，存在於輕骨料孔中的被壓縮空氣又會將輕骨料孔中的水分擠出。如果這種情況發生在泵管中，會導致混凝土拌制物泌水並會堵塞泵。

輕骨料混凝土的技術發展動態

輕骨料混凝土以其輕質、高強、多功能的特點在大跨徑結構、高層建築、軟土地基以及多震地區等工程中有著廣泛的套用前景。

（1）我國人造輕骨料方向：節能、降耗、降低成本，利用工業固體廢棄物、淤泥。利用工業廢料製造輕骨料可以變廢為寶，降低生產成本，減少天然骨料的開採．有利於保護環境，能夠充分、合理、節約地利用能源，符合現代可持續發展的要求。

（2）應充分發揮輕骨料混凝土製品在牆材革新、建築節能上的作用，利用國內外成熟的工程經驗來推動輕骨料混凝土在結構工程和橋樑工程中的套用。

（3）不同類型的輕骨料混凝土具有特殊的性能，能夠滿足工程上的特殊要求，應大力發展各類纖維增強型輕骨料混凝土、次輕混凝土等。次輕混凝土，在國外又稱特定密度混凝土，它是在輕骨料混凝土中用普通粗骨料定量取代部分輕骨料配製而得的一種比輕骨料混凝土重，而又比普通混凝土輕的過渡性混凝土。應加強對鋼釺維、碳纖維、次輕混凝土等的試驗研究工作。以滿足工程上的不同要求。提高其經濟效益。

（4）應大力支持高強輕骨料生產的發展。應大力支持籌劃建設高強輕骨料生產廠，以滿足工程建設發展的需要。

（5）加速輕骨料混凝土工程技術套用規程的編制。對於輕骨料混凝土在工程中的套用，有關國家都有自己的設計、施工規範，為推廣輕骨料混凝土在工程中套用，我國應進一步建立健全有關標準和規程規範。

總之，輕骨料混凝土無論在組成、結構還是性能方面，與綠色混凝土相比，都有很大的不同。因此開展高性能輕骨料混凝土的研究，意義十分顯著。