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輕骨料

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輕骨料是用輕粗骨料、輕細骨料或普通細骨料、水泥、水、外加劑和摻和料配製而成的,可作為混凝土,其表觀密度不大於1950kg/m3。常以所用輕骨料的種類命名,如浮石混凝土、粉煤灰陶粒混凝土、黏土陶粒混凝土、頁岩陶粒混凝土、膨脹珍珠岩混凝土等。
輕骨料有天然輕骨料:浮石、火山渣;工業廢料:粉煤灰陶粒,膨脹礦渣珠;人造輕骨料:頁岩陶粒、粘土陶粒、膨脹珍珠岩
中文名
輕骨料
外文名
Light aggregate
分    類
天然、工業、人造輕骨料等
人造輕骨料
頁岩陶粒、粘土陶粒
天然輕骨料
浮石、火山渣
工業輕骨料
粉煤灰陶粒,膨脹礦渣珠

輕骨料分類

輕骨料可分為輕粗骨料和輕細骨料。凡粒徑大於4.75mm,堆積密度小於1100kg/m3的輕質骨料,稱為輕粗骨料;凡粒徑不大於4.75mm,堆積密度小於1200kg/m3的輕質骨料。稱為輕細骨料(或輕砂)。
根據《輕集料及其試驗方法第1部分:輕集料》(GB/T17431.1-2010)的 規定,輕骨料按其來源可分為:工業廢渣輕骨料。如粉煤灰陶粒、自燃煤矸石、膨脹礦渣珠、煤渣及其輕砂;天然輕骨料,如浮石、火山渣及其輕砂;人造輕骨料,如頁岩陶粒、黏士陶粒、膨脹珍珠岩及其輕砂。輕骨料的技術要求主要包括堆積密度、強度、顆粒級配和吸水率四項。此外,對耐久性、安定性、有害雜質含量也提出了要求。 [1] 

輕骨料吸水率與和易性

輕骨料的吸水率一般比普通砂石大,因此將導致施工中混凝土拌合物的坍落度損失較大.並且影響到混凝土的水膠比和強度發展。在設計輕骨料混凝土配合比時,如果採用乾燥骨料,則必須根據骨料吸水率大小.再多加一部分被骨’料吸收的附加水量。
輕骨料具有表面多孔粗糙、吸水性強等特點,因此,其拌合物的和易性與普通混凝土有明顯的不同。輕骨料混凝士拌合物的黏聚性和保水性好,但流動性差。若加大流動性,則骨料上浮,易離析。同時,因骨料吸水率大,使得加在混凝土中的水一部分將被輕骨料吸收,餘下部分供水泥水化和賦予拌合物流動性。因而拌合物的用水量應由兩部分組成:一部分為使拌合物獲得要求流動性的用水量,稱為淨用水量;另一部分為輕骨料1h的吸水量,稱為附加水量。

輕骨料表觀密度、彈性模量與變形

輕骨料混凝士按其表觀密度分為14個等級,即由600~1900,每增加100kg/m3為一個等級,而每一密度等級有一定的變化範圍,如800密度等級的變化範圍為760~850kg/m3,900密度等級的為860~950kg/m3,其餘依此類推。某一密度等級的輕骨料混凝土的密度標準值,則取該密度等級變化範圍的上限,即取其密度等級值加50kg/m3。如1900的密度等級,其密度標準值取1950kg/m3。輕骨料強度雖低於普通骨料,但輕骨料混凝土仍可達到較高強度。原因在於輕骨料表面粗糙而多孔,輕骨料的吸水作用使其表面呈低水膠比,提高了輕骨料與水泥石的界面粘結強度,使弱結合面變成了強結合面,混凝土受力時不是沿界面破壞,而是輕骨料本身先遭到破壞。對低強度的輕骨料混凝土,也可能是水泥石先開裂,然後裂縫向骨料延伸。因此,輕骨料混凝土的強度主要取決於輕骨料的強度和水泥石的強度。
輕骨料混凝土的彈性模量小,一般為同強度等級普通混凝土的50%~70%。這有利於改善建築物的抗震性能和抵抗動荷載的作用。增加混凝土組分中普通砂的含量,可以提高輕骨料混凝土的彈性模量。輕骨料混凝土的收縮和徐變比普通混凝土的相應大20%~50%和30%~60%,熱膨脹係數比普通混凝土的小20%左右。 [2] 

輕骨料配合比設計及施工要點

(1)輕骨料混凝土的配合比設計應滿足強度、和易性、耐久性、經濟等方面的要求。
(2)輕骨料混凝土的水膠比以淨水膠比表示。淨水膠比是指不包括輕骨料1h吸水量在內的淨用水量與膠凝材料用量之比。配製全輕混凝土時,允許以總水膠比表示。總水膠比。是指包括輕骨料1h吸水量在內的總用水量與膠凝材料用量之比.
(3)輕骨料易上浮,不易攪拌均勻。因此,應採用強制式攪拌機,且攪拌時間要比普通混凝土略長一些。
(4)為減少混凝土拌合物坍落度損失和離析,應儘量縮短運距。拌合物從攪拌機卸料起到澆築人模的延續時間,不宜超過45min。
(5)為減少輕骨料上浮,施工中最好採用加壓振搗,振搗時間以搗實為準,不宜過長。
(6)澆築成型後應及時覆蓋並灑水養護,以防止表面失水太快而產生網狀裂縫。養護時間視膠凝材料品種面不同,應不少於7~14d。
(7)輕骨料混凝土在氣温5℃以上的季節施工時,可根據工程需要,對輕粗骨料進行預濕處理,這樣拌制的拌合物和易性和水膠比比較穩定。預濕時間可根據外界氣温和骨料的自然含水狀態確定,一般應提前半天或一天對骨料進行淋水預濕,然後濾幹水分進行投料。 [2] 

輕骨料應用

輕骨料混凝土的表觀密度比普通混凝土小1/4~1/3,隔熱性能改善,可使結構尺寸減小,增加建築物使用面積,降低基礎工程費用和材料運輸費用,其綜合效益良好。因此,輕骨料混凝土主要適用於高層和多層建築、軟土地基、大跨度結構、抗震結構、要求節能的建築和舊建築的加層等。 [1] 
參考資料
  • 1.    伍勇華,高瓊英.土木工程材料 新1版:武漢理工大學出版社,2016.02
  • 2.    張能武,邱立功.材料員崗位技能必讀:湖南科學技術出版社,2015.04