醫(yī)學(xué)資料4.1.4輕骨料混凝土

1、 輕骨料混凝土 2021/7/18 星期日輕混凝土的分類（1）輕集料混凝土（2）多孔混凝土（3）輕集料多孔混凝土（4）大孔混凝土2021/7/18 星期日大孔混凝土2021/7/18 星期日加氣混凝土2021/7/18 星期日國(guó)外工程應(yīng)用情況休斯頓貝殼廣場(chǎng)2021/7/18 星期日國(guó)外工程應(yīng)用情況Canary Wharf塔樓2021/7/18 星期日國(guó)外工程應(yīng)用情況Stolma Bridge2021/7/18 星期日國(guó)外工程應(yīng)用情況Raftsundet Bridge2021/7/18 星期日用于房屋建筑外墻板的非結(jié)構(gòu)體系中對(duì)輕集料及輕集料混凝土進(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)

2、水平與國(guó)外相比仍有很大的距離國(guó)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2021/7/18 星期日國(guó)內(nèi)工程應(yīng)用情況武漢琴臺(tái)劇場(chǎng)2021/7/18 星期日國(guó)內(nèi)工程應(yīng)用情況珠海國(guó)際會(huì)議中心2021/7/18 星期日國(guó)內(nèi)工程應(yīng)用情況武漢證券大廈2021/7/18 星期日國(guó)內(nèi)工程應(yīng)用情況蔡甸漢江大橋2021/7/18 星期日國(guó)內(nèi)工程應(yīng)用情況武漢市外環(huán)線橋面改造2021/7/18 星期日泡沫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

3、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，所以其所用砌筑砂漿及抹面砂漿與砌筑磚墻濕不同，需專門配置。墻體外表必須做飾面處理。2021/7/18 星期日2.輕骨料混凝土的定義及分類 2.1定義 凡是用輕粗骨料、輕細(xì)骨料（或普通砂）、膠凝材料和水配制而成，其表觀密度不大于1950-1900kg/m3的混凝土,稱為輕骨料混凝土。2021/7/18 星期日2.2 按其在建筑工程中的用途不同分類1.保溫輕骨料混凝土，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） 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）3.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

4、構(gòu)件或構(gòu)筑物（強(qiáng)度，密度）2021/7/18 星期日 2.2按所用細(xì)骨料品種分類 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：采用部分或全部輕砂作為細(xì)骨料的輕骨料混凝土3.無(wú)砂輕骨料混凝土：輕骨料中不含有細(xì)骨料2021/7/18 星期日5.輕骨料混凝土的優(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，比相同強(qiáng)度等級(jí)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(lái)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，降低基礎(chǔ)處理的費(fèi)用(尤其在沿海地基上，由于基礎(chǔ)處理費(fèi)用相對(duì)較高，節(jié)省

5、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。2021/7/18 星期日2021/7/18 星期日5.輕骨料混凝土的優(yōu)點(diǎn)隔熱保濕性能好；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。2021/7/18 星期日 5.輕骨料混凝土的優(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)室溫強(qiáng)度的85%，而普通密度混凝土只能維持35%75%。2021/7/18 星期日抗震性能好：由于它密度小、質(zhì)量輕、彈性

6、模量低，因而在地震荷載作用下所承受的地震力就小，對(duì)沖擊能的吸收很快，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，基本上都完好無(wú)損。輕集料混凝土相對(duì)抗震系數(shù)為109，普通密度混凝土為 84，磚砌體為64。5.輕骨料混凝土的優(yōu)點(diǎn)2021/7/18 星期日 5.輕骨料混凝土的優(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)愈十余年仍未出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。2021/7/18 星期日5.輕骨料混凝土的優(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(kāi)裂趨勢(shì)較小。且它能利用輕骨

7、料內(nèi)部所含水分進(jìn)行養(yǎng)護(hù),抑制自身收縮和干縮。對(duì)日本東京高速公路萬(wàn)平方米陶?；炷翗蛎姘暹M(jìn)行的專業(yè)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，其開(kāi)裂程度僅為普通混凝土的1/3。2021/7/18 星期日 5.輕骨料混凝土的優(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，使得由于冷縮和干縮作用引起的拉應(yīng)力相對(duì)較小，表現(xiàn)為輕骨料混凝土構(gòu)件的抗裂性較好，這對(duì)改善結(jié)構(gòu)的耐久性，延長(zhǎng)結(jié)構(gòu)的使用壽命。2021/7/18 星期日在高耐久性方面，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(guó)際上已有結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土在嚴(yán)酷暴

8、露條件下的海洋結(jié)構(gòu)物以及橋梁中成功應(yīng)用多年的實(shí)例。 5.輕骨料混凝土的優(yōu)點(diǎn)2021/7/18 星期日 5.輕骨料混凝土的優(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)比同強(qiáng)度等級(jí)的普通密度混凝土高，但由于其減輕了建筑物的自重、降低基礎(chǔ)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，因而具有顯著的綜合經(jīng)濟(jì)效益。2021/7/18 星期日6.輕骨料混凝土存在的問(wèn)題在拌和和澆筑階段，由于輕集料的多孔、吸水性質(zhì)會(huì)影響輕集料混凝土的工作性能；在混凝土硬化階段，較高的水泥用量，良好的保溫性能則會(huì)引起較高的水化溫升；2021/7/18 星期日6.輕骨料混凝土存在的

9、問(wèn)題輕集料中的水分會(huì)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)。因此，在早期的硬化過(guò)程中混凝土體積穩(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(kāi)裂，嚴(yán)重影響混凝土的使用壽命等問(wèn)題。2021/7/18 星期日7.輕骨料混凝土的技術(shù)性質(zhì) 7.1 新拌輕集料混凝土結(jié)構(gòu)形成特點(diǎn) 對(duì)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，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。2021/7/18 星期日7.2 輕骨料混凝土的強(qiáng)度 輕骨料混凝土的強(qiáng)度分別取決于水泥砂漿的強(qiáng)度、骨料的強(qiáng)度。由于輕骨料

10、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)。強(qiáng)度一般隨水泥石強(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)度的提高而提高。2021/7/18 星期日輕骨料界面砂漿輕混凝土界面顯著加強(qiáng)2021/7/18 星期日7.3 輕骨料混凝土變形性能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量，以及兩種組成在混凝土中的比例。我國(guó)輕骨料混凝土的彈性模量比同標(biāo)號(hào)的普通混凝土低2565。其中堆積密度大于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(hào)小于CL15結(jié)構(gòu)保溫輕骨料混凝土低60 65。20

11、21/7/18 星期日7.3.2 徐變 輕骨料混凝土與同標(biāo)號(hào)的普通混凝土相比，由于水泥用量較多、骨料的彈性模量小和骨料限制變形的能力低，故一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?；炷恋男熳儨y(cè)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。2021/7/18 星期日7.3.3 收 縮 在干燥空氣條件下，輕骨料混凝土最終收縮值約為0.4-1mm/m, 其為同標(biāo)號(hào)普通混凝土收縮的1-1.5倍。2021/7/18 星期日7.3.4 溫度變形 輕骨料的彈性模量小，所以在混凝土中對(duì)水泥石的溫度變化約束力也小。一般

12、情況，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。2021/7/18 星期日7.3.5 抗凍性 由于輕骨料多孔，因此當(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2021/7/18 星期日8.輕骨料混凝土在國(guó)內(nèi)的發(fā)展1956年在山東博山利用水泥回轉(zhuǎn)窯試制成功我國(guó)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)廠家發(fā)展到十幾個(gè)，輕集料及其混凝土的科研取得一定的成績(jī)，當(dāng)時(shí)，輕集料混凝土主要用作墻體材料，混凝土強(qiáng)度等級(jí)低于CL20，輕集料混凝土大量用于生產(chǎn)工業(yè)與民

13、用建筑的裝配式大型墻板，少量用作砌塊。 2021/7/18 星期日8.輕骨料混凝土在國(guó)內(nèi)的發(fā)展1975年以后，隨著我國(guó)建筑工業(yè)化和墻體改革的發(fā)展，輕集料生產(chǎn)和應(yīng)用得到較大發(fā)展，天然輕集料開(kāi)始大量開(kāi)采和利用。至1978年各種輕集料的年產(chǎn)量達(dá) 115萬(wàn)m3，其中人造輕集料約 30萬(wàn)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。2021/7/18 星期日至1990年，我國(guó)人造輕集料生產(chǎn)廠有30余家，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量53萬(wàn)m3，1990年實(shí)際生產(chǎn)量為30萬(wàn)m3，僅達(dá)生產(chǎn)能力的57。同年由中國(guó)建筑科學(xué)研究院主持編制出

14、輕集料混凝土技術(shù)規(guī)程JGJ5190，新規(guī)程達(dá)到了美、俄、德等國(guó)同類標(biāo)準(zhǔn)水平。為我國(guó)進(jìn)一步發(fā)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.輕骨料混凝土在國(guó)內(nèi)的發(fā)展2021/7/18 星期日8.輕骨料混凝土在國(guó)內(nèi)的發(fā)展1986年，由國(guó)家建工總局和上海市建委下達(dá)的嵐皋路高層試點(diǎn)項(xiàng)目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，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,基礎(chǔ)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

15、術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。2021/7/18 星期日近幾年來(lái)在國(guó)家墻改政策的推動(dòng)下，輕集料的生產(chǎn)又得到進(jìn)一步發(fā)展，僅合肥地區(qū)就新增兩家粘土陶粒生產(chǎn)廠，加上原來(lái)一家非鍛燒粉煤灰輕集料廠輕集料年產(chǎn)量達(dá)3萬(wàn)m3 。但我國(guó)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.輕骨料混凝土在國(guó)內(nèi)的發(fā)展2021/7/18 星期日8.輕骨料混凝土在國(guó)內(nèi)的發(fā)展我國(guó)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CL40粉煤

16、灰陶粒高強(qiáng)混凝土應(yīng)用于金山公路跨度為22米的箱形預(yù)應(yīng)力橋梁，使橋梁自重減輕20以上，是我國(guó)高強(qiáng)輕集料混凝土應(yīng)用的一個(gè)成功范例。2021/7/18 星期日目前，我國(guó)關(guān)于高性能混凝土技術(shù)的研究正方興未艾。高強(qiáng)頁(yè)巖輕骨料的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，為高等級(jí)輕骨料混凝土的發(fā)展鋪平了道路。一些大專院校、科研、工程建設(shè)單位己經(jīng)先后開(kāi)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?？墒窍啾戎挛覈?guó)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.輕骨料混凝土在國(guó)內(nèi)的發(fā)展2021/7/18 星期日 9.工程應(yīng)用情況在1969年，美國(guó)就用高強(qiáng)輕集料混凝土建成了高217.6m，52層的休斯敦

17、貝殼廣場(chǎng)大廈；日本在軟土地基上用40MPa的頁(yè)巖陶粒高強(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；美國(guó)采用高強(qiáng)輕集料混凝土建造了北海石油平臺(tái)；挪威已成功應(yīng)用CL60級(jí)輕集料混凝土建造了世界上跨度最大的懸臂橋。2021/7/18 星期日1960年在河南平頂山我國(guó)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了三十多座中、小型預(yù)制箱形預(yù)應(yīng)力公路橋，南京長(zhǎng)江大橋和九江、黃河大橋的部分橋面板先后也應(yīng)用了輕集料混凝土；珠海國(guó)際會(huì)議中心應(yīng)用了CL30泵送高強(qiáng)輕集料混凝土；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。2021/7/18 星期日國(guó)外輕骨料混凝土應(yīng)用

18、典型實(shí)例 休斯敦貝殼廣場(chǎng)大廈建造時(shí)間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(jiǎn)中簡(jiǎn)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)基礎(chǔ)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)基礎(chǔ)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(kāi)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。2021/7/18 星期日國(guó)外輕骨料混凝土應(yīng)用典型實(shí)例 挪威特若爾海洋采油(氣)平臺(tái)挪威特若爾(Troll)海洋采油平臺(tái)的大型鋼筋重力式結(jié)構(gòu)，高度為369 m，其基礎(chǔ)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(jiǎn)群。套簡(jiǎn)插入水下303m的很軟的土層中，以防止平臺(tái)移動(dòng)。沉箱的9個(gè)室中每個(gè)延仲成平臺(tái)的腳柱，高度300 m，直徑從33