1、1.4輕骨料混凝土 輕骨料( lio)混凝土 第一頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土輕混凝土的分類輕混凝土的分類(fn li) 1輕集料輕集料(j lio)混凝土混凝土 2多孔混凝土多孔混凝土 3輕集料多孔混凝土輕集料多孔混凝土 4大孔混凝土大孔混凝土第二頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土大孔混凝土第三頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土加氣(ji q)混凝土第四頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土國外工程應(yīng)用情況休斯頓貝殼(bik)廣場第五頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土國外工程應(yīng)用情況(qngkung)Canary Wharf塔樓第六頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土國外工程應(yīng)用(yngyn

2、g)情況Stolma Bridge第七頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土國外工程應(yīng)用(yngyng)情況Raftsundet Bridge第八頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土用于房屋建筑外墻板的非結(jié)構(gòu)(jigu)體系中對輕集料(j lio)及輕集料(j lio)混凝土進(jìn)行研究雖然在工程中已應(yīng)用于結(jié)構(gòu)承載體系中，但技術(shù)水平與國外相比(xin b)仍有很大的距離國內(nèi)輕骨料混凝土研究狀況上世紀(jì)50年代上世紀(jì)90年代目前第九頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土國內(nèi)工程(gngchng)應(yīng)用情況武漢琴臺劇場第十頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土國內(nèi)工程應(yīng)用情況(qngkung)珠海國際會議中心第十一頁，

3、共五十五頁。1.4輕骨料混凝土國內(nèi)工程應(yīng)用情況武漢證券(zhngqun)大廈第十二頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土國內(nèi)工程應(yīng)用(yngyng)情況蔡甸漢江大橋第十三頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土國內(nèi)工程(gngchng)應(yīng)用情況武漢市外環(huán)線橋面改造第十四頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土泡沫泡沫(pom)混凝土混凝土加氣混凝土砌塊適用于承重和非承重的內(nèi)墻和外墻。加氣混凝土砌塊適用于承重和非承重的內(nèi)墻和外墻。加氣混凝土條板可用于工業(yè)與民用建筑中，做承重和保溫合加氣混凝土條板可用于工業(yè)與民用建筑中，做承重和保溫合一的屋面板和墻板。條板均配有鋼筋，鋼筋必須先經(jīng)防銹處一的屋面板和墻板。條板均配有

4、鋼筋，鋼筋必須先經(jīng)防銹處理。另外還可用加氣混凝土和普通混凝土預(yù)制成復(fù)合墻板，理。另外還可用加氣混凝土和普通混凝土預(yù)制成復(fù)合墻板，用作外墻板。用作外墻板。注：蒸壓加氣混凝土的吸水率高，且強(qiáng)度較低，所以其所注：蒸壓加氣混凝土的吸水率高，且強(qiáng)度較低，所以其所用砌筑砂漿用砌筑砂漿(shjing)及抹面砂漿及抹面砂漿(shjing)與砌筑磚墻濕不同，需與砌筑磚墻濕不同，需專門配置。墻體外表必須做飾面處理專門配置。墻體外表必須做飾面處理。第十五頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土2.輕骨料混凝土的定義(dngy)及分類 2.1定義 但凡用輕粗骨料、輕細(xì)骨料或普通砂、膠凝材料和水配制而成，其表觀密度(md)不

5、大于1950-1900kg/m3的混凝土,稱為輕骨料混凝土。第十六頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土2.2 按其在建筑工程中的用途(yngt)不同分類u1.保溫(bown)輕骨料混凝土，主要用于保溫的維護(hù)結(jié)構(gòu)或者熱工構(gòu)筑物強(qiáng)度，密度u 2.結(jié)構(gòu)保溫輕骨料混凝土，主要用于不配筋或配筋的維護(hù)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，密度u3.結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土，主要用于承重的配筋構(gòu)件、預(yù)應(yīng)力構(gòu)件或構(gòu)筑物強(qiáng)度，密度第十七頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土 2.2按所用細(xì)骨料( lio)品種分類 1.全輕混凝土：細(xì)骨料采用輕砂的輕骨料混凝土2.砂輕混凝土：采用局部或全部輕砂作為細(xì)骨料的輕骨料混凝土3.無砂輕骨料混凝土：輕骨料中不含有細(xì)

6、骨料第十八頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土5.輕骨料( lio)混凝土的優(yōu)點(diǎn) 輕質(zhì)高強(qiáng)： CL30以上的高強(qiáng)輕集料混凝土的表觀密度為 1600kgm31900kgm3，比相同(xin tn)強(qiáng)度等級的普通密度混凝土輕25%30%。 當(dāng)輕骨料混凝用于建造橋梁時(shí)，將帶來顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，可使橋梁的跨度增大，減少橋墩的數(shù)量，減少上部結(jié)構(gòu)預(yù)應(yīng)力鋼筋的用量，降低根底處理的費(fèi)用(尤其在沿海地基上，由于根底處理費(fèi)用相對較高，節(jié)省的幅度將更大)，降低原材料和構(gòu)件運(yùn)輸和安裝費(fèi)用等。第十九頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土第二十頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土5.輕骨料( lio)混凝土的優(yōu)點(diǎn)隔熱保濕性能(

7、xngnng)好；表觀密度為1750kgm3的高強(qiáng)輕集料混凝土的導(dǎo)熱系 數(shù)為0.84wmk，大大低于普通密度混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)l.5wmk，22cm厚的輕集料混凝土墻板阻值相當(dāng)于37cm磚墻。第二十一頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土 5.輕骨料( lio)混凝土的優(yōu)點(diǎn)耐火性好：一般建筑物發(fā)生火災(zāi)時(shí)，普通密度混凝土耐火lh，而輕集 料混凝土可耐火4h，在600高溫下，輕集料混凝土能維護(hù)(wih)室溫強(qiáng)度的85%，而普通密度混凝土只能維持35%75%。第二十二頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土抗震性能好：由于它密度小、質(zhì)量輕、彈性模量低，因而在地震荷載作用下所承受的地震力就小，對沖擊能的吸收很快，

8、減震效果顯著。經(jīng)歷了唐山大地震的京津地區(qū)的幾十棟輕骨料混凝土的工業(yè)與民用建筑，根本上都完好無損。輕集料混凝土相對(xingdu)抗震系數(shù)為109，普通密度混凝土為 84，磚砌體為64。5.輕骨料( lio)混凝土的優(yōu)點(diǎn)第二十三頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土 5.輕骨料( lio)混凝土的優(yōu)點(diǎn)抗?jié)B性好：由于高強(qiáng)輕集料混凝土的“雙微孔微泵性能，其界面粘結(jié)非常好，堵住了水路，抗?jié)B性能優(yōu)良。寧波建造的兩條輕集料混凝土囤船，水上作業(yè)(zuy)愈十余年仍未出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。第二十四頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土5.輕骨料( lio)混凝土的優(yōu)點(diǎn)高抗裂性：在同樣的約束條件和溫差作用下，輕骨料混凝土的開裂

9、趨勢較小。且它能利用輕骨料內(nèi)部所含水分進(jìn)行養(yǎng)護(hù),抑制自身收縮和干縮自身收縮和干縮。對日對日本東京高速公路萬平方米陶粒混凝本東京高速公路萬平方米陶粒混凝土橋面板進(jìn)行的專業(yè)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)土橋面板進(jìn)行的專業(yè)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)(fxin)(fxin)，其，其開裂程度僅為普通混凝土的開裂程度僅為普通混凝土的1/31/3。第二十五頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土 5.輕骨料( lio)混凝土的優(yōu)點(diǎn) 此外，同普通混凝土相比，輕骨料混凝土的熱膨脹系數(shù)和彈性模量較小，熱膨脹系數(shù)和彈性模量較小，使得由于冷縮和干縮作用引起使得由于冷縮和干縮作用引起(ynq)的拉應(yīng)的拉應(yīng)力相對較小，力相對較小，表現(xiàn)為輕骨料混凝土構(gòu)件的抗裂性較好，

10、這對改善結(jié)構(gòu)的耐久性，延長結(jié)構(gòu)的使用壽命。第二十六頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土在高耐久性方面，由于輕骨料與砂漿之間的良好彈性協(xié)調(diào)性減少了內(nèi)應(yīng)力及相應(yīng)的微裂紋，輕骨料與砂漿之間粘接緊密，強(qiáng)化了普通混凝土中最薄弱的環(huán)節(jié)，抗?jié)B性和耐久性都非常好。國際上已有結(jié)構(gòu)輕骨國際上已有結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土在嚴(yán)酷暴露料混凝土在嚴(yán)酷暴露(bol)(bol)條件下的海洋結(jié)條件下的海洋結(jié)構(gòu)物以及橋梁中成功應(yīng)用多年的實(shí)例。構(gòu)物以及橋梁中成功應(yīng)用多年的實(shí)例。 5.輕骨料( lio)混凝土的優(yōu)點(diǎn)第二十七頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土 5.輕骨料( lio)混凝土的優(yōu)點(diǎn)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果好：盡管高強(qiáng)輕集料混凝土單方造價(jià)比同

11、強(qiáng)度等級的普通密度混凝土高，但由于其減輕了建筑物的自重、降低根底處理費(fèi)用、縮小結(jié)構(gòu)斷面和增加使用面積，可降低工程造價(jià) 5 10，同時(shí)可以增加橋梁跨度(kud)，因而具有顯著的綜合經(jīng)濟(jì)效益。第二十八頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土6.輕骨料( lio)混凝土存在的問題在拌和和澆筑階段，由于輕集料的多孔、吸水性質(zhì)會影響輕集料混凝土的工作性能；在混凝土硬化(ynghu)階段，較高的水泥用量，良好的保溫性能那么會引起較高的水化溫升；第二十九頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土6.輕骨料( lio)混凝土存在的問題 輕集料中的水分會在很大范圍影響硬化水泥石組成和結(jié)構(gòu)以及輕集料與水泥石的界面組成與結(jié)構(gòu)。因

12、此，在早期的硬化過程中混凝土體積(tj)穩(wěn)定性與輕集料中水分的變化有很大的關(guān)系； 輕集料混凝土硬化后由于收縮變形大，易于開裂，嚴(yán)重影響混凝土的使用壽命等問題。第三十頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土7.輕骨料( lio)混凝土的技術(shù)性質(zhì) 7.1 新拌輕集料混凝土結(jié)構(gòu)形成特點(diǎn) 對于輕集料混凝土，比重較小的輕集料、水等 上浮，水泥漿和細(xì)集料砂下沉，造成混凝土整體的 不均勻(jnyn)，形成了混凝土的外分層結(jié)構(gòu)。這與普通混 凝土恰恰相反。第三十一頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土7.2 輕骨料( lio)混凝土的強(qiáng)度 輕骨料混凝土的強(qiáng)度(qingd)分別取決于水泥砂漿的強(qiáng)度(qingd)、骨料的強(qiáng)度

13、(qingd)。由于輕骨料和水泥石之間的牢固的黏結(jié)力，界面不再是薄弱環(huán)節(jié)界面不再是薄弱環(huán)節(jié)。強(qiáng)度一般隨水泥石強(qiáng)度和水泥用量的增加而提高水泥石強(qiáng)度和水泥用量的增加而提高；當(dāng)水泥石強(qiáng)度與水泥用量一定時(shí)，其強(qiáng)度又隨輕骨料本身強(qiáng)度的提其強(qiáng)度又隨輕骨料本身強(qiáng)度的提高而提高高而提高。第三十二頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土輕骨料輕骨料( lio)界面界面(jimin)砂漿砂漿(shjing)輕混凝土輕混凝土界面顯著加強(qiáng)界面顯著加強(qiáng)第三十三頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土7.3 輕骨料( lio)混凝土變形性能7.3.2 彈性模量混凝土的彈性模量取決于骨料和水泥石的彈性模混凝土的彈性模量取決于骨料和水泥

14、石的彈性模量，以及兩種組成在混凝土中的比例。我國輕骨料量，以及兩種組成在混凝土中的比例。我國輕骨料混凝土的彈性模量比同標(biāo)號的普通混凝土低混凝土的彈性模量比同標(biāo)號的普通混凝土低25256565。其中堆積(duj)密度大于1400kg/ m3，CL30以上的高強(qiáng)度輕骨料混凝土低25 30，堆積密度小于1400kg/ m3，標(biāo)號小于CL15結(jié)構(gòu)保溫輕骨料混凝土低60 65。第三十四頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土 徐變 輕骨料混凝土與同標(biāo)號的普通混凝土相比，由于水泥用量較多、骨料的彈性模量由于水泥用量較多、骨料的彈性模量小和骨料限制變形小和骨料限制變形(bin xng)(bin xng)的能力低，

15、故一的能力低，故一般輕骨料混凝土徐變要比普通混凝土大些。般輕骨料混凝土徐變要比普通混凝土大些。例如CL20-CL40的輕骨料混凝土徐變大1540。上海CL40粉煤灰陶粒混凝土的徐變測試結(jié)果，在加荷為0.4倍軸壓強(qiáng)度時(shí)，一年的徐變比普通混凝土大15。第三十五頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土7.3.3 收 縮 在枯燥空氣條件下，輕骨料( lio)混凝土最終收縮值約為0.4-1mm/m, 其為同標(biāo)號普通混凝土收縮的1-1.5倍。第三十六頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土7.3.4 溫度(wnd)變形 輕骨料的彈性模量(tn xn m lin)小，所以在混凝土中對水泥石的溫度變化約束力也小。一般情況

16、，輕骨料混凝土的線膨脹系數(shù)710-6/k-1110-6/k；卵石混凝土為910-6/k-1310-6/k； 石灰石混凝土為610-6/k-910-6/k。第三十七頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土7.3.5 抗凍性 由于輕骨料多孔，因此(ync)當(dāng)采用輕骨料配制混凝土?xí)r，即使不摻引氣劑也能獲得良好的抗凍性第三十八頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土8.輕骨料( lio)混凝土在國內(nèi)的開展u1956年在山東博山利用水泥回轉(zhuǎn)窯試制成功我國第一批粘土陶粒之后，至1975年輕集料的生產(chǎn)有了一定的規(guī)模，生產(chǎn)廠家開展到十幾個(gè)，輕集料及其混凝土的科研取得一定的成績，當(dāng)時(shí)，輕集料混凝土主要(zhyo)用作墻體材

17、料，混凝土強(qiáng)度等級低于CL20，輕集料混凝土大量用于生產(chǎn)工業(yè)與民用建筑的裝配式大型墻板，少量用作砌塊。 第三十九頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土8.輕骨料( lio)混凝土在國內(nèi)的開展u1975年以后，隨著我國建筑(jinzh)工業(yè)化和墻體改革的開展，輕集料生產(chǎn)和應(yīng)用得到較大開展，天然輕集料開始大量開采和利用。u至1978年各種輕集料的年產(chǎn)量達(dá) 115萬m3，其中人造輕集料約 30萬m3，天津、西安、上海等地研制出CL30干硬性高強(qiáng)輕集料混凝土，并將其應(yīng)用試制預(yù)應(yīng)力空心樓板和屋面板以及最大跨度達(dá)七米的預(yù)應(yīng)力雙T板和折板。第四十頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土u至1990年，我國人造輕集料(

18、j lio)生產(chǎn)廠有30余家，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量53萬m3，1990年實(shí)際生產(chǎn)量為30萬m3，僅達(dá)生產(chǎn)能力的57。同年由中國建筑科學(xué)研究院主持編制出?輕集料混凝土技術(shù)規(guī)程?JGJ5190，新規(guī)程到達(dá)了美、俄、德等國同類標(biāo)準(zhǔn)水平。為我國進(jìn)一步開展輕集料混凝土技術(shù)提供了科學(xué)理論依據(jù)和技術(shù)保證。8.輕骨料( lio)混凝土在國內(nèi)的開展第四十一頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土8.輕骨料( lio)混凝土在國內(nèi)的開展u1986年，由國家建工總局和上海市建委下達(dá)的嵐皋路高層試點(diǎn)工程建筑三幢二十層鋼筋粘土輕集料混凝土全大模剪力墻住宅樓，該工程(gngchng)是由原設(shè)計(jì)18層的普通混凝土改造成20層輕集料混凝土，

19、由于采用了輕集料混凝土，每m2自重減輕13，使用面積凈增1200m2,根底造價(jià)減少10%，節(jié)約鋼材3.7，實(shí)際降低建筑造價(jià)16%，與臨近同結(jié)構(gòu)的18層普通混凝土住宅建筑相比，沉降量小32.5，具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。第四十二頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土u近幾年來在國家墻改政策的推動下，輕集料的生產(chǎn)(shngchn)又得到進(jìn)一步開展，僅合肥地區(qū)就新增兩家粘土陶粒生產(chǎn)(shngchn)廠，加上原來一家非鍛燒粉煤灰輕集料廠輕集料年產(chǎn)量達(dá)3萬m3 。但我國輕集料混凝士的應(yīng)用仍主要用于低強(qiáng)度的非承重結(jié)構(gòu)，如生產(chǎn)小砌塊。8.輕骨料( lio)混凝土在國內(nèi)的開展第四十三頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝

20、土8.輕骨料( lio)混凝土在國內(nèi)的開展u我國高強(qiáng)輕集料混凝土的研究始于七十年代。天津建筑科學(xué)研究所等單位在實(shí)驗(yàn)室用高強(qiáng)粉煤灰陶粒配制出CL40干硬高強(qiáng)輕集料混凝土。八十年代初，鐵道部大橋局橋梁科學(xué)技術(shù)研究所在實(shí)驗(yàn)室采用(ciyng)高強(qiáng)粘土陶粒和 625水泥配制出CL40干硬性高強(qiáng)輕集料混凝土，將將CL40CL40粉煤灰陶粒高強(qiáng)混凝土應(yīng)用于金山公路跨度為粉煤灰陶粒高強(qiáng)混凝土應(yīng)用于金山公路跨度為2222米米的箱形預(yù)應(yīng)力橋梁，使橋梁自重減輕的箱形預(yù)應(yīng)力橋梁，使橋梁自重減輕2020以上，是我國高以上，是我國高強(qiáng)輕集料混凝土應(yīng)用的一個(gè)成功范例。強(qiáng)輕集料混凝土應(yīng)用的一個(gè)成功范例。第四十四頁，共五十五

21、頁。1.4輕骨料混凝土u目前，我國關(guān)于高性能混凝土技術(shù)的研究正方興未艾。高強(qiáng)頁巖輕骨料的開發(fā)和生產(chǎn)，為高等級輕骨料混凝土的開展鋪平了道路(dol)。一些大專院校、科研、工程建設(shè)單位己經(jīng)先后開展了高強(qiáng)輕集料混凝土和高性能輕集料混凝土的研究，并在一些橋梁、高層建筑中應(yīng)用。可是相比之下我國高性能輕集料混凝土的研究仍然處于起步階段，水平較低。8.輕骨料( lio)混凝土在國內(nèi)的開展第四十五頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土 9.工程(gngchng)應(yīng)用情況p在1969年，美國就用高強(qiáng)輕集料(j lio)混凝土建成了高217.6m，52層的休斯敦貝殼廣場大廈；p 日本在軟土地基上用40MPa的頁巖陶粒

22、高強(qiáng)混凝土建造了32.2m的雙線鐵路預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土橋梁；p 美國采用高強(qiáng)輕集料混凝土建造了北海石油平臺；p挪威已成功應(yīng)用CL60級輕集料混凝土建造了世界上跨度最大的懸臂橋。第四十六頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土p1960年在河南平頂山我國建成了第一座輕集料混凝土大橋洛河大橋。此后，在寧波和上海之間又建造(jinzo)了三十多座中、小型預(yù)制箱形預(yù)應(yīng)力公路橋，南京長江大橋和九江、黃河大橋的局部橋面板先后也應(yīng)用了輕集料混凝土；p珠海國際會議中心應(yīng)用了CL30泵送高強(qiáng)輕集料混凝土；p南京寧波高速公路橋面施工中應(yīng)用了CL40高強(qiáng)輕集料混凝土。第四十七頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土國外輕骨料(

23、lio)混凝土應(yīng)用典型實(shí)例 休斯敦貝殼廣場大廈建造時(shí)間(shjin)1967年一1969年，52層，高218 m，建筑面積130000m2。該建筑原設(shè)計(jì)為35層的簡中簡結(jié)構(gòu)體系，設(shè)計(jì)人員在仔細(xì)分析了所有結(jié)構(gòu)地基的情況后，提出全部梁、板、柱墻體鋼筋網(wǎng)根底采用輕骨料混凝土的主張，就地面標(biāo)高一7.18 m浮型鋼筋網(wǎng)根底而言，可在原采用普通混凝土建造35層的相同重量情況下，以同樣的開挖深度建成52層的大廈，有效地提高了土地的利用率，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。第四十八頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土國外輕骨料混凝土應(yīng)用典型(dinxng)實(shí)例 挪威特假設(shè)爾海洋采油(氣)平臺挪威特假設(shè)爾(Troll)海洋采油平臺的大型鋼筋重力式結(jié)構(gòu)，高度為369 m，其根底為19室的大型沉箱。沉箱下面是深36m，每個(gè)直徑為32m的環(huán)形斷面套簡群。套簡插入水下303m的很軟的土層中，以防止平臺移動。沉箱的9個(gè)室中每個(gè)延仲成平臺的腳柱，高度300 m，直徑從33.0-15.4 m。頂部荷載為220000kN。為減少平臺在岸上制作后向現(xiàn)場拖引的困難，采用了輕質(zhì)高性能混凝土。其特點(diǎn)是用優(yōu)質(zhì)的輕骨料替代一局部粗骨料，現(xiàn)場澆筑混凝土的密度(md)為2250kg/m3，28 d抗壓強(qiáng)度為75 MPa。 第四十九頁，共五十五頁。1.4輕骨料混凝土國內(nèi)輕骨料( lio)混凝土