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轻骨料混凝土技术

轻骨料混凝土是指采用轻粗骨料、轻细骨料（或普通砂）、水泥和水配制而成的干表观密度不大于1950kg/m3的混凝土。它具有自重轻、保温隔热性能好、抗震性能好等优点，在建筑工程中得到了广泛应用。以下将详细介绍轻骨料混凝土技术的各个方面。

轻骨料的种类与性能

轻骨料按其来源可分为天然轻骨料、工业废渣轻骨料和人造轻骨料三类。

天然轻骨料是由天然形成的多孔岩石经加工而成，如浮石、火山渣等。浮石是火山喷发时岩浆随气体喷出地表后迅速冷却形成的多孔岩石，其质地轻，孔隙率大，吸水率高。火山渣是火山喷发时排出的熔渣，具有多孔结构，强度相对较低，但价格较为便宜。

工业废渣轻骨料是利用工业废渣为原料，经加工而成的轻骨料，如粉煤灰陶粒、膨胀矿渣珠等。粉煤灰陶粒是以粉煤灰为主要原料，加入适量的粘结剂和添加剂，经成球、焙烧等工艺制成。它具有密度小、强度高、吸水率低等优点，是一种较为理想的轻骨料。膨胀矿渣珠是高炉矿渣在高温下经水淬急冷而形成的珠状颗粒，其表面光滑，孔隙率较小，强度较高。

人造轻骨料是通过人工方法制成的轻骨料，如黏土陶粒、页岩陶粒等。黏土陶粒是以黏土为原料，经加工成球、高温焙烧而成。它的颗粒形状规则，强度较高，保温性能好。页岩陶粒是以页岩为原料，经破碎、筛分、预热、焙烧等工艺制成。其具有密度小、强度高、导热系数低等特点。

轻骨料的性能主要包括颗粒级配、堆积密度、筒压强度、吸水率等。颗粒级配是指轻骨料中不同粒径颗粒的分布情况，良好的颗粒级配可以使轻骨料混凝土具有较好的和易性和密实性。堆积密度是指单位体积轻骨料在自然堆积状态下的质量，它反映了轻骨料的轻重程度。筒压强度是指轻骨料在一定压力下的抗压强度，它是衡量轻骨料强度的重要指标。吸水率是指轻骨料在水中吸收水分的能力，吸水率过高会影响轻骨料混凝土的性能，因此在使用前需要对轻骨料进行预湿处理。

轻骨料混凝土的配合比设计

轻骨料混凝土的配合比设计与普通混凝土有所不同，需要考虑轻骨料的特性。配合比设计的目的是在满足混凝土强度、耐久性和工作性要求的前提下，尽可能降低混凝土的干表观密度。

确定配制强度

根据设计要求和工程实际情况，确定轻骨料混凝土的配制强度。配制强度应比设计强度等级高一定的数值，以保证混凝土的强度满足设计要求。

确定水胶比

水胶比是影响轻骨料混凝土强度和耐久性的重要因素。一般来说，水胶比越小，混凝土的强度越高，但工作性会变差。在确定水胶比时，需要考虑轻骨料的种类、强度等级、吸水率等因素。同时，还应根据混凝土的耐久性要求，限制水胶比的最大值。

确定用水量

轻骨料混凝土的用水量包括净用水量和附加用水量两部分。净用水量是指满足水泥水化和混凝土工作性所需的水量，附加用水量是指轻骨料吸收的水量。附加用水量的大小与轻骨料的吸水率和预湿程度有关。在确定用水量时，应根据轻骨料的吸水率和预湿情况，合理计算附加用水量。

确定胶凝材料用量

胶凝材料用量应根据水胶比和用水量计算确定。胶凝材料用量过少，会影响混凝土的强度和耐久性；胶凝材料用量过多，会增加混凝土的成本和干缩变形。因此，在确定胶凝材料用量时，需要综合考虑各种因素。

确定砂率

砂率是指砂的质量占砂和石子总质量的百分比。砂率的大小会影响轻骨料混凝土的工作性和强度。砂率过小，混凝土的工作性变差，容易出现离析和泌水现象；砂率过大，会增加混凝土的用水量和胶凝材料用量，降低混凝土的强度。在确定砂率时，需要考虑轻骨料的种类、颗粒级配、混凝土的工作性等因素。

计算各种材料用量

根据上述确定的参数，计算轻骨料、砂、水泥、水和外加剂的用量。在计算过程中，应注意各种材料的密度和堆积密度的差异。

轻骨料混凝土的制备与施工

轻骨料的预处理

由于轻骨料的吸水率较高，在制备轻骨料混凝土前，需要对轻骨料进行预湿处理。预湿处理的目的是使轻骨料吸收一定的水分，减少在混凝土搅拌过程中吸收水泥浆中的水分，从而保证混凝土的工作性和强度。预湿处理的方法有浸泡法和喷雾法两种。浸泡法是将轻骨料浸泡在水中一定时间，使其充分吸水；喷雾法是用喷雾器将水均匀地喷洒在轻骨料表面，使其表面湿润。

混凝土的搅拌

轻骨料混凝土的搅拌应采用强制式搅拌机，以保证混凝土的搅拌均匀。搅拌时间应比普通混凝土适当延长，一般为2-3分钟。在搅拌过程中，应先将轻骨料、砂、水泥等干料搅拌均匀，然后再加入水和外加剂进行搅拌。同时，应注意控制搅拌速度和搅拌时间，避免轻骨料破碎和混凝土离析。

混凝土的运输

轻骨料混凝土在运输过程中应避免离析和泌水。运输工具应具有良好的密封性和保温性能，以减少混凝土的水分蒸发和温度变化。在运输过程中，应尽量减少颠簸和振动，避免轻骨料上浮和混凝土分层。

混凝土的浇筑

轻骨料混凝土的浇筑应采用分层浇筑的方法，每层浇筑厚度不宜过大，一般为300-500mm。在浇筑过程中，应采用振捣棒进行振捣，振捣时