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关键词:轻骨料混凝土,历史,性质
一、轻骨料混凝土的历史
轻骨料混凝土( 又名轻集料混凝土,Light weight AggregateConcrete) 是指轻粗骨料、轻细骨料(或普通砂)、水泥和水, 必要时加入化学外加剂的矿物合料配制而成, 并且在标准养护条件下,28d 龄期的干表观密度小于1950kg/m的混凝土。。
人造轻骨料最早使用在1920年左右。SJ海德是最初运用回转窑烧制膨胀黏土轻骨料,1928年,美国开始把这种方法用于商业生产。西欧在二战后才开始有了轻骨料的生产,美国和前苏联因缺少天然的普通骨料,大量生产和使用了人造轻骨料,使轻骨料混凝土在这两个国家得到飞速发展,但轻骨料混凝土长期一直被当作非结构材料使用,应用范围受到很大限制。自20世60年代中期,美国采用轻骨料混凝土取代普通混凝土,修建了休斯敦贝壳广场大厦并取得了显著的技术经济效益。如今,国外发达国家高性能轻骨料混凝土的应用已取得丰富经验。CL50一CL6O轻骨料混凝土己在工程中大量使用,结构轻骨料混凝土的抗压强度最高为80MPa,其表观密度1800~2000kg/m之间。
20世纪90年代初期, 挪威、日本等国研究了高性能轻骨料混凝土的配方、生产工艺、高性能轻骨料等,重点在于改善混凝土的工作性和耐久性,并取得了一定的成果。如英国采用高强轻骨料混凝土建造了北海石油平台;挪威应用CL60级轻骨料混凝土建造了世界上跨度最大的悬臂桥;日本则成立了一个由18家公司组成的高强轻骨料混凝土研究委员会,专门研究粉煤灰轻骨料混凝土。挪威自1987年以来,已应用高性能轻骨料混凝土建了11座桥梁。
二、轻骨料混凝土的优良特性
轻骨料混凝土的强度等级用CL表示。强度等级达到CL30及以上者称为高强轻骨料混凝土一般来说,高强轻骨料混凝土有如下优点:
(1)轻质高强:顾名思义,轻骨料混凝土采用轻骨料代替普通沙石材料,可以使得混凝土构件在承载力相同的条件下,减轻自重达20 %~40 %。这样的优势,为设计施工提供了很大的方便。
(2)抗震性能好:由于地震力和上部结构的自重成正比,因此,当结构采用轻骨料混凝土后,自重会明显的下降,也就降低了地震力,减少了地震对结构的作用,提升了结构的抗震性能。同时,由于轻骨料混凝土的弹性模量比同等级的普通混凝土低,结构的自振周期将变长,对冲击能量的吸收快,变形能力增强,不容易遭受外力的破坏。
(3)抗裂性好:由于轻骨料混凝土相比普通混凝土有较小的热膨胀系数和弹性模量,导致冷缩和干缩作用引起的拉应力小与普通混凝土材料,这样的表现就导致了轻骨料混凝土构件的抗裂性能优于普通混凝土,这对改善结构的耐久性,延长结构的使用寿命是非常有利的,并有助于降低结构在使用期间的维护费用。
(4)耐久性好:使用轻骨料能有效避免混凝土的碱集料反应问题,延长结构的使用寿命。同时由于轻骨料混凝土的骨料—基材界面粘结牢固,具有一定的自养护功能和水泥砂浆品相的质量相对较好等因素,轻骨料混凝土抗有害介质侵入的能力也相对较强。
(5)耐火性好:由于轻骨料混凝土采用的是粉煤灰,煤矸石等骨料,而这些骨料都经历高温历练,有良好的耐火性能,使得轻骨料混凝土热工性能好,用以建造的建筑和结构的耐火性能好。一般建筑物发生火灾时,普通混凝土耐火1h,而轻骨料混凝土可耐火4h.
(6)综合技术经济效益好:轻骨料混凝土的骨料通通常来自工业废渣、煤矿的煤矸石、火力发电站的粉煤灰等,可降低混凝土的生产成本,并变废为用,减少占用农田,减轻环境污染,具有良好的社会效益、经济效益和环境效益。
三、轻骨料混凝土的缺点和发展前景
(1)轻骨料性能的完善:如今的亲故料混凝土虽然具有上述轻质、高强、耐久性好等优点。但研究表明,高性能轻骨料混凝土的拉压比要小于相同强度等级的普通混凝土,且随着强度的提高,其脆性相应增大,脆性问题使得高强材料的优越性得不到充分发挥、限制了其在工程中的应用。因此,如何提高高性能轻骨料混凝土的韧性、提高其拉压比,同时又能保持其轻质高强的特点,成为当前高性能轻骨料混凝土研究和应用中迫切需要解决的问题之一。
(2)轻骨料生产工艺和设备的更新:目前轻骨料混凝土配制过程中存在如下问题: ①为降低轻骨料的吸水率 ,改善新拌轻骨料混凝土的工作性 ,普遍在其表面涂蜡、 聚苯乙烯乳液等防水材料或施工前预湿轻骨料。 这些做法降低轻骨料混凝土的力学性能或降低其抗冻耐久性 ,并使生产制作变得复杂; ②在大的初始坍落度时 ,轻骨料易上浮离析 ,采用振捣施工时尤为突出 ,使硬化后混凝土的均质性差 ,耐久性下降 ,并降低其力学性能; ③提高水泥掺量 ,虽能改善新拌混凝土的工作性 ,但增大了轻骨料混凝土的收缩裂缝和温度裂缝引起的危害 ,降低混凝土的耐久性 ,同时又增加工程造价。 因此 ,工程结构迫切需要制作简单、 工作性好、 能免振捣自密实施工、 硬化后质量好、 体积稳定性好、 高耐久、 经济的高性能轻骨料混凝土。。
(3)已有发展:①轻骨料品种的结构组成有较大变化:如今以粉煤灰、尾矿粉和河川污泥为主要原料的绿色轻骨料正在大量推广应用。②轻骨料混凝土及其应用技术的迅速发展: CL40以上的高强性能陶粒混凝土的广泛应用以及轻骨料混凝土泵送施工的普及。③轻骨料生产工艺设备的更新:原材料的微米磨细技术和无胶结料陶粒成球技术得到推广应用,破碎型粒的破碎新技术的广泛应用以及利用化学工业废料加工成的节能燃料的成功开发。
四、总结
轻骨料混凝土的开发和利用,为混凝土的发展和变革添了重要的一笔。。相比普通混凝土,轻骨料混凝土的优异性能使得混凝土的应用领域更为广阔。但轻骨料混凝土也存在着一些缺陷,对于这些缺陷,目前人们的主要解决办法在于添加相应的纤维材料和高聚物等,以提高韧性和其他性能。但是这些还是没有很好的解决轻骨料混凝土存在的问题,还有待于研究。
参考文献
【1】李强.浅析轻骨料混凝土的发展(论文),内蒙古电力堪测设计院,2009.
【2】 郑立,姚道稳.新型墙体材料技术读本.北京:化学工业出版社,2005.
【3】 胡署光,王发洲.轻集料混凝土.北京:化学工业出版社,2006.
【4】王发洲.高性能轻骨料混凝土研究与应用:(博士学位论文).武汉理工大学,2003.
【5】龚洛书,柳春圃.轻集料混凝土[M].北京:中国铁道出版社。1996.
关键词:矩形钢管混凝土结构;受力;力学性能
中图分类号:TU528.571文献标识码:B文章编号:1009-9166(2010)014(C)-0165-01
一、矩形钢管混凝土结构简介
由于圆钢管对核心混凝土起到了有效的约束,使混凝土的强度得到了提高,塑性和韧性大为改善,且国内外对圆钢管混凝土的力学性能研究较为系统而深入,因此在实际工程中得到了广泛的应用。矩形钢管对核心砼的约束效果虽不如圆钢管显著,但矩形钢管混凝土仍有良好的效果,除了外形美观,与梁节点构造简单、连接方便等优点外,还具有能有效提高构件的延性及有利于防火、抗火等特点。
二、矩形钢管混凝土结构受力简介
圆钢管混凝土结构在实际工程中应用越来越多,而方、矩形钢管混凝土的工程实践则很少见,原因之一是缺乏有关设计规程。目前对矩形钢管混凝土构件力学性能的研究还不够完整、系统,计算方法采用参考方钢管混凝土的计算方法,但从直观上看,它与方钢管混凝土构件的内部受力不同,如下图所示。对于矩形钢管混凝土构件,矩形钢管对混凝土长边的最大约束力和短边的最大约束力不相等,而方钢管对混凝土各面上的最大约束力是相等的,这就给理论研究增加了一定的难度。若忽略钢管约束而引起的构件强度提高,仅对混凝土和钢管部分进行简单叠加,就降低了该结构的优势,所以需要对矩形钢管混凝土构件进行进一步的研究。
(a)方形截面混凝土约束力示意
(b) 矩形截面混凝土约束力示意
方、矩形截面混凝土约束力示意图
以往对矩形钢管混凝土力学性能的研究和目前对矩形钢管混凝土构件计算多限于应用已成熟的钢管混凝土构件的相应公式,主要对其差异进行调整、修正的方法。文献[1]在实验基础上,考虑了矩形截面长宽比的影响,对方形钢管混凝土短柱轴压公式进行了修正,提出了矩形截面钢管混凝土短柱承载力的计算公式。文献[2]对四根长宽比为1、1.2、1.36和1.5矩形钢管混凝土柱进行了轴压和同样长宽比下的偏心受压试验研究,比较了矩形钢管混凝土和方钢管混凝土在轴压和压弯计算时的差异,同时对矩形钢管混凝土轴心受压构件承载力计算采用折减后的约束系数修正方钢管混凝土轴压承载力计算公式。文献[3]提出了用截面形状系数而不是传统的长宽比来修正圆钢管混凝土轴压短柱承载力公式,通过5个轴压矩形钢管混凝土短柱试验,在分析其试验数据的基础上,结合前人研究的试件试验数据,回归出了相应的修正系数公式。还有研究者通过理论分析,发现在一定的参数范围内矩形钢管混凝土承载力的计算可以采用方形钢管混凝土构件的公式,文献[4]采用了等效截面的方法(即含钢率和约束系数都相同)比较了各种截面钢管混凝土轴心受压时的工作性能。利用增量格式的拉格朗日表述,建立了三维有限元模型,同时考虑了材料非线性和几何非线性,对长宽比分别为1.47、1.94和2.4的3个矩形截面进行了计算,并认为在长宽比不大于2.4的情况下,矩形截面可近似等效为正方形截面,采取相同的轴压强度标准值。还有文献[5]进行了44根矩形钢管高强混凝土轴压短柱的试验,考虑了含钢率、钢种、混凝土强度等级和长宽比等因素的影响,采用数值分析的方法,以试验为基础,分离钢管和核心混凝土的受力,提出了方形、矩形钢管高强混凝土中核心混凝土和钢材的纵向应力和应变的关系。
三、采用在大量试验数据基础上的矩形钢管混凝土结构
轴压力学性能的研究方法初探
由于在圆钢管混凝土中,钢管对混凝土的约束是均匀的,对于等侧压力作用下的三向受压混凝土的研究已相当成熟,所以大大减少了研究者从理论上分析其承载力公式的难度。方形和矩形钢管混凝土中的钢管对混凝土的约束力是不均匀的,方截面两个面上的最大约束力是相等的,而矩形截面两个面上的最大约束力是不相等的,对于核心混凝土在不均匀、不等侧压力作用下的混凝土强度与不等侧压力之间的关系目前还没有此方面的研究,这就增加了从理论上推导矩形钢管混凝土极限承载力公式的难度,而建立在大量试验数据的基础上,考虑重要参数对承载力的影响,进行多元线性回归而得出来的极限承载力公式具有简单、可靠的特点,为极限承载力的预测和评估提供了一种简便的方法。
作者单位:陕西科技大学
作者简介:梁鑫(1972― ),男,陕西省永寿县人,陕西科技大学,工程师。
参考文献:
[1]蒋涛,沈之容,余志伟.矩形钢管混凝土轴压短柱承载力计算.特种结构,2002,19(2):4―6.
[2]王蕾,江雪.矩形钢管混凝土短柱受压承载力计算.桂林工学院报,2003,10(4):441―444.
[3]余志伟.多层住宅矩形钢管混凝土梁柱及节点性能理论及试验研究.同济大学硕士论文,2003.
[4]钟善桐.钢管混凝土结构.北京:清华大学出版社,2003:8.
关键词:钢骨架轻型板,优点
一、工程概况
本工程为山东莱钢永锋钢铁有限公司450m高炉及有关设施升级改造项目原
料场工程一次转运系统配电室。根据甲方提供的地质勘探报告,基础坐落于第二层粉土上,地基承载力特征值为100Kpa。基础采用墙下条基,上部结构为砖混结构,因地质条件与施工工期限制,屋面板采用钢骨架轻型板。
二、钢骨架轻型屋面板
钢骨架轻型板由钢骨架、钢丝网、BAS轻质芯材复合而成,是集承重、隔热、保温、防水、防火等性能于一身的新型建筑构件。适用于抗震设防列度≤8度地区的一般多、低层民用建筑、单层厂房及加层改造或要求采用轻型楼板及屋面板的建筑。可用于无侵蚀性介质、板底表面温度不大于100℃的建筑。结构构件安全等级二级,设计使用年限50年。
三、钢骨架轻型板材的优点
1.轻质:芯材采用BAS无机轻质芯材,容重仅为300—500kg/m³,板自重为0.5—1.0kN/㎡,仅为传统屋面重量的1/4。
2.高强:采用轻钢骨架与BAS无机轻质芯材的组合结构,保持了传统钢筋混凝土板安全度高的优点。允许外加荷载设计值≥1.5kN/㎡,破坏荷载可达4 kN/㎡。
3.耐久:主要材料均为无机材质,抗老化能力强,耐久性好,能有效抵抗酸、碱、水汽的侵蚀.
4.保温隔热:BAS无机轻质芯材具有优良的保温性能,导热系数低,整板传热系数为0.5—0.8 w/m²k,满足屋面保温设计要求。
5.防水:采用专用防水耐磨涂层作为板材表面自带的防水层,且可根据需要在其上附加其它各种防水作法,形成天基板屋面多道设防的复合防水体系。
6.防火:在标准荷载作用下,耐火极限可达90分钟,燃烧过程中不爆裂,不放出任何有毒气体,无异味,无烟气,既具有优良的耐火性能,又符合现代建筑的环保要求。
7.抗震:轻质板材有利于建筑抗震,配合板材合理的抗震连接作法,能满足8度地震设防烈度要求。且地震发生时,板材造成的次生伤害小。
8.隔声:平均隔声量40db,具有优良的隔声效果。
9.泄爆:能用作建筑物的泄爆屋面。免费论文参考网。爆炸发生时,屋面板芯材粉碎,瞬间释放爆炸能量,既达到泄爆目的,又不会产生次生伤害。
10.美观:可根据用户需要制成彩色板面或做其他装饰处理,外形轻巧美观,富有时代气息。
11.使用灵活方便:板型规格根据建筑物特点量身订做,使用时无须铺设檩条,板上可开洞、安装采光罩、出屋面管道、风机等。免费论文参考网。
12.维护简单:正常使用时无需特别维护,使用成本低。当局部损坏可在屋面直接修复,如确有换板必要时,亦可单板更换,不影响整体结构。
13.经济:采用天基板可明显节约支撑系统用钢量,缩短施工周期,综合经济效益明显。
四、结语
采用钢骨架轻型板材可实现轻质化且降低施工难度,免去了混凝土屋面板的繁琐的施工和后期保养程序,在更好的满足设计要求的同时大大缩短了施工周期。免费论文参考网。轻钢骨架为板主要受力部件,骨架断面按承载力和跨度要求调整,轻质无机芯材为填充材料,其厚度可根据保温要求调整。板型灵活,可与混凝土结构、钢结构、网架结构配套使用,不受固定模具限制,可以按照建筑设计要求配板,最大限度满足设计要求。
参考文献:
[1] GB 50016—2006,建筑设计防火规范.
[2] GB 50009—2001,建筑结构荷载规范.
关键词:市政道桥;高强混凝土;应用
中图分类号:TU99文献标识码: A
1、市政道桥施工中高强度混凝土的概况分析
1.1、高强度混凝土的特点
(1)环保性好
高强度混凝土通过减少混凝土的使用,可以节约在桥梁建筑工程中煤、矿石、砂、水、土地等能源的消耗。此外,能有效减少废渣和有害气体的排放,有效降低维护费用,达到节能减排的目的,其环保性较好。
(2)经济性强
高强度混凝土比普通水泥的水泥用量少,不但能够降低减水剂的使用量,而且能节约水泥使用成本,达到节省原材料成本的目的。一些特殊工程,如跨海大桥中使用的混凝土要掺入抗渗剂、抗腐剂等各种外加剂,此外,普通混凝土的耐久性和强度不够,在使用中容易出现病害,后期维护费高,而高强度混凝土的使用能够有效节省这些成本。
(3)适应性好
混凝土桥梁工程逐渐向大跨度与高负荷力方向发展,要让混凝土的拌合物具备高强度并且便于浇灌,在施工中不能出现离析现象,能广泛应用于预应力箱梁、混凝土钢管拱桥、斜拉桥塔等各类桥梁施工。性能好的混凝土能保证浇灌的质量,确保其强度、密实性、稳定性和耐久性。在配置高强度混凝土时要用大量的细矿渣并改善其粘性。
(4)耐久性高
混凝土耐久性指的是其抵抗化学腐蚀、大气作用、磨损等劣化环境的能力。劣化的诱因主要是混凝土内含有部分有害物及水分,因此,混凝土的强密实性是其高耐久性的有利保障。要获得混凝土的强密实性,必须控制水量,少用水泥并掺入高活性矿物质,使有害物质及水分不被渗入,由此得到混凝土的高耐久性。
(5)强度高
对于混凝土而言,最根本的要求就是强度达标。由于混凝土结构各不相同,对于强度的要求也很难统一。例如,在道路桥梁工程中,要求混凝土的强度非常高,因此,使用高强度混凝土能达到稳固桥梁构造的作用。
1.2、市政道桥建设施工中应用高强度混凝土的优势
(1)高强度混凝土符合施工需要
高强度混凝土具有耐久性好、强度高、结构稳定等特点,这些特点是桥梁施工的必须条件,基于这种要求,施工单位设计时应该把应用高强度混凝土纳入标准规划。在桥梁施工过程中使用高强度混凝土不但能使资源发挥出更大的优势,同时也能缩短施工周期,提高工程效率,大量桥梁工程的实践表明,在总荷载中,很大比例的重量是桥梁自身的重量。因此,使用高强度混凝土能够减轻桥梁自身重量,加强结构的耐久性,使截面高度降低;前期就达到高强度,便可加快进度,提高工程效率。
(2)高强度混凝土能提升桥梁跨度
现代社会经济高速发展,对桥梁跨度也提出了新的要求。随着我国交通运输事业的高速发展,公路、铁路桥梁建设所使用的混凝土也随之变化,强度等级不断提高,这些因素都对混凝土性能要求更高。在我国大型的跨河、跨江、跨海的桥梁建筑工程中,许多已经尝试使用C50~C60级泵运输混凝土,如广东的虎门大桥和江苏的杨浦大桥等,从对高强度混凝土使用的回馈情况可以判断其能够很好地提升桥梁的跨预应力。
(3)高强度混凝土能延长桥梁使用年限
在桥梁建设中使用高强度混凝土不但能让资源优势充分发挥,而且对延长桥梁的使用年限起到很好的促进功效,高强度混凝土能有机结合其他建筑原材料,效果大大强于普通的混凝土,所以说高强度混凝土能有效延长桥梁的使用年限。世界上其他国家的高强度混凝土通常用在跨度大的桥梁建设工程上。例如日本著名的明石海大桥和加拿大的联盟大桥等,其使用寿命均较长。
2、高强度混凝土在市政道桥中的应用
2.1、原材料
(1)优质原材料
高强混凝土它的安定性比水泥好,并且质量比水泥稳定。一般选用的525#硅酸盐水泥,同时还要确定水泥的初凝时间,其标准稠度需水量以及活性都要在标准值以上。
(2)粗骨料
粗骨料的强度、表面特征、级配、杂质的含量、含水率、颗粒形状等都要符合要求。将这些高强度材料混合在一起才能配制出高强混凝土,粗骨料也应该选用坚硬的石灰岩碎石,因为粗骨料的矿物成分能和水泥形成良好界面,同时还能发生化学作用,使材料结构更坚固。卵石的粗骨料可以有效提高拌合物的易性,通常情况下,高强混凝土使用于钢筋密集的地方,所以集料粒直径不能太大,并且要保证集料空隙控制在15~25mm,卵石粒直径应该控制在25~30mm内。
(3)细骨料
细骨料的质量好坏影响着高强混凝土的强度,其含泥量、颗粒级配、云母含量等指标都应该符合要求。因为江砂、河砂、石英含沙量小,所以经过搅拌的混凝土粘稠度很高,难以振捣,所以在施工中不能使用。为了迎合混凝土的易性特点,势必会加大水泥用量,从而导致成本的增加,这种混凝土的耐久性不好,在后期会出现收缩裂缝的现象。
(4)外加剂
外加剂主要是为了保证混凝土在高流态、低水灰比特性下获得高强度的重要材料,它可以有效的缓解、延长凝结时间同时还提高强度硬性,在工程建设中,减少了水泥的用量,明显的改善了混凝土的流动性和易性,常用的外加剂主要有以一萘磺酸盐、芳香族树脂、萘磺酸盐,三聚氰胺甲醛缩合物,磺化玛隆为主要成分。
2.2、高强度混凝土的施工工艺
(1)高强度混凝土在施工的过程中,水胶比低,因为需要的用水量比较少,但是进行拌合的时候却比较稠,所以应用的搅拌设备必须具有良好的拌合性能。在进行高强度混凝土搅拌的时候,为了保证短时间内的搅拌均匀,可以使用逆流式或者卧铺式的搅拌设备。如果选择应用其他的减半设备,则需要先进行一定的实验,保证搅拌后的拌合物具有一定的均匀性之后,才能继续投入使用。
(2)在明确高强度混凝土的配置比的时候,配置人员必须对不同的材料进行准确的计量,并且保证设备出机口工作状态的稳定性,避免产生较大的波动。在保证高强度混凝土具有较高精度的称量装置之后,配置人员还需要对砂石的含水量进行精准的控制。实现这一目的,操作人员不仅需要严格检测搅拌设备上的含水量控制和测定设备,还需要在进行搅拌的时候,密切注视混凝土的搅拌情况。如果混凝土的搅拌稠度出现一定的波动,需要进行及时的调整。
(3)在完成高强度混凝土的搅拌之后,操作人员还需要应用泵或者是罐车实现对高强度混凝土的浇筑和运输。如果在进行浇筑和运输的过程中,工作人员应用手推车,不仅会增加工作难度,还不能完成对高强度混凝土外加剂的添加,不利于高强度混凝土的配置。
(4)高强度混凝土具有独特的特点,水灰比小,在制作完成后,一般情况下都不需要泌水或者是需要进行少量的泌水。但是,在完成高强度混凝土的浇筑之后,施工人员需要加强对高强度混凝土的湿度养护,避免因为高强度缓凝土中的含水量太小,而造成高强度混凝土出现塑性裂缝。
(5)高强度缓凝土的制作过程中,会应用到较多的胶凝材料,需要施工人员重视加强保温工作,避免混凝土的内外温差产生较大的差异,而产生温度裂缝。
总之,随着市政道桥的不断发展,混凝土的技术革命也即将开始。高强混凝土由于强度高、耐久性好、变形小等特性,可以满足建筑需求:桥梁结构、承载标准、承受恶劣环境等,所以能够适用于现代桥梁建设当中。同时这种高强混凝土减小了桥梁构架的界面,增大了桥梁的使用面积,在一定程度上,还降低了工程造价成本。
参考文献
[1]丁建彤,郭玉顺.高强轻质混凝土在公路桥梁上的应用[A].交通部科技教育司、交通部公路司、中国公路学会.第一届全国公路科技创新高层论坛论文集新技术新材料与新设备卷[C].交通部科技教育司、交通部公路司、中国公路学会:,2002:6.
【关键词】轻骨料混凝土建筑工程施工
中图分类号: TV331 文献标识码: A
一.引言
不论是人造轻骨料混凝土应用的早期还是现在,在我国主要还是用于墙体结构,其中包括工业与民用建筑的各种墙板及小型空心砌块等,占人造轻骨料混凝土总量的70~80%。众所周知,人造轻骨料混凝土在工程中的应用技术是与人造轻骨料的生产技术休戚相关的,人造轻骨料生产技术的进步,为提高轻骨料混凝土的性能创造了条件。目前我国人造轻骨料产品性能结构的发展更趋于完善,各项技术规程、标准文件齐全、施工技术提高,都为人造轻骨料混凝土的应用拓展了空间,可根据不同用途和结构性能要求,配制不同密度等级和强度等级轻骨料混凝土,使应用领域更加广泛。
二.对轻骨料混泥土的认识。
轻骨料混凝土(Lightweight aggregate concrete)是指采用轻骨料的混凝土,其表观密度不大于1900kg/m3。所谓轻骨料是为了减轻混凝土的质量以及提高热工效果为目的而采用的骨料,其表观密度要比普通骨料低。人造轻骨料又称为陶粒。
轻骨料混凝土具有轻质、高强、保温和耐火等特点,并且变形性能良好,弹性模量较低,在一般情况下收缩和徐变也较大。
轻骨料混凝土应用于工业与民用建筑及其他工程,可减轻结构自重、节约材料用量、提高构件运输和吊装效率、减少地基荷载及改善建筑物功能等。
轻骨料混凝土按其在建筑工程中的用途不同,分为保温轻骨料混凝土、结构保温轻骨料混凝土和结构轻骨料混凝土。此外,轻骨料混凝土还可以用作耐热混凝土,代替窑炉内衬。
以天然多孔轻骨料或人造陶粒作粗骨料,天然砂或轻砂作细骨料,用硅酸盐水泥、水和外加剂(或不掺外加剂)按配合比要求配制而成的干表观密度不大于1950kg/m3的混凝土。
轻骨料混凝土具有密度小、保温性好、抗震性好等优点,适用于高层及大跨度建筑。
轻骨料的技术要求。
轻骨料的技术要求主要有颗粒级配 堆积密度、粒型系数、筒压强度(高强轻粗骨料尚应检测强度等级)和吸水率等。此外,软化系数、烧失量、有毒物质含量等也应符合有关规定。
轻骨料的验收、存储和运输。
轻骨料的性能变化范围较大,对所拌}昆凝土的质量影响也较大,故应重视其验收、存储和运输。
轻骨料应按品种、种类、密度等级和质量等级分批检验与验收,每200m3为一批,不足200m,以一批论,样品的抽样应严格按有关规定进行。轻骨料出厂时,生产厂应提供质量合格证书,其内容包括品种名称及生产名称、合格证编号及发放日期、批量编号及供货数量、检验部门及检验人员签字盖章。轻骨料应按品种、密度级别、质量等级和颗粒级配类别分别堆放,必要时,应有防雨淋措施。可采用车、船封装或袋装运输。运输过程中应避免污染、压碎,并应采取措施以防飞尘飞扬。
三. 轻骨料混凝土在建筑施工中的技术性能。
轻骨料混凝土的技术性能主要有拌合物的工作性和硬化轻骨料混凝土的体积密度、强度、保温性能、变形性能和耐久性。
拌合物的工作性。由于轻骨料表面粗糙,吸水率较大,故对拌合物的流动性影响较大。为准确控制流动性,常将轻骨料混凝土的拌合水量(总用水量)分成附加水量和净用水量两部分。附加水量是轻骨料吸收的,其数量相当于1h的吸水量,这部分水量对拌合物的工作性作用不大;净用水量是指不包括轻骨料1h吸水量的拌合用水量,该部分水量是拌合物流动性的主要影响因素。附加水量及净水量之和为总用水量。国家标准对轻骨料1h的吸水率的规定是粉煤灰陶粒不大于22%,粘土陶粒和页岩陶粒不大于10%。同普通混凝土一样,拌合水量过大,流动l生可加大,但会降低其强度,对轻骨料混凝土,拌合水量过大还会造成轻骨料上浮,造成离析,故要控制用水量。选择坍落度指标时,考虑到振捣成型时轻骨料吸入的水可能释出,加大流动性,故应比普通混凝土拌合物的坍落度值低10―20ram。轻骨料混凝土与普通混凝土一样,砂率是影响拌合物的工作性的另一主要因素。尤其是采用轻砂时,随着砂率的提高,拌合物的工作性有所改善。
体积密度。与普通混凝土不同,轻骨料混凝土的体积密度范围变化较大,而且直接与硬化后轻骨料混凝土的抗压强度、导热性、抗渗性、抗冻性有关系,故以体积密度为其主要的技术指标。一般来说,轻骨料混凝土的密度等级越小,其强度越低,导热系数越小,抗渗性越差。因轻骨料的体积占轻骨料混凝土总体积的70%以上,故轻骨料混凝土的体积密度主要决定于其粗细轻骨料的体积密度。
强度。由于轻骨料表面粗糙,且内部孔隙率高,故吸水率较高。当与水泥、水拌合时,骨料表面吸附水泥浆的能力较强,若骨料拌合前没有吸水饱和,还可吸收连接面水泥浆中的水分,降低水灰比,从而提高连接面的强度;另一方面在水泥浆硬化过程中,轻骨料吸附的水分又可缓慢释出,养护连接面水泥硬化层,进一步加快水泥石与骨料的连接面向强度发展。因此,轻骨料(尤其是轻粗骨料)与水泥石间有较高的粘结强度。但与普通混凝土不同,由于轻粗骨料本身的强度较普通石子为低,故轻骨料混凝土在外力作用下的破坏不是沿连接面,而是轻骨料本身先破坏。对低强度的轻骨料混凝土,破坏也可能使水泥石先开裂。故轻骨料的强度除与水泥强度、水灰比、龄期、养护条件等因素有关外,还直接与轻粗骨料的强度有关。轻骨料混凝土的强度和体积密度是说明其性能的主要指标。
变形性能。轻骨料混凝土较普通混凝土的弹性模量小25%~65%,而且不同强度等级的轻骨料混凝土弹性模量可相差3倍之多。由于轻骨料的弹性模量较普通骨料小,所以不能有效抵抗水泥石于缩变形,故轻骨料混凝土的干缩和徐变较大。同强度的结构轻骨料混凝土构件的轴向收缩值约为普通混凝土的1~1.5倍。轻骨料混凝土这种变形的特点,在设计和施T中都应给予足够的重视。
导热性。由于轻骨料具有较多孑L隙,在硬化混凝土中多以STATCOM 的小信号模型及控制研究封闭孑L隙的形态存在,故其导热系数较小,可有效提高混凝土的保温隔热性,对建筑物的节能有重要意义。其导热系数直接与密度等级有关,密度等级越小,其导热系数越小,保温隔热性越好。
抗冻性。大量试验表明,轻骨料混凝土具有较好的抗冻性TiN 纳米颗粒增强Ni-P复合镀层的微观组织与力学性能的主要原因是其在正常使用条件下,当受冻时很少达到孔隙吸水饱和,故孔隙内有较大的未被水充满的空间,当外界温度下降,孔隙内水结冰体积发生膨胀时可有效释放膨胀压力,故有较高的抗冻能力。轻骨料混凝土较小的导热系数,也降低了冬季室内外温差在墙体上引起的冷凝现象,故进一步降低了冻害作用。结语总之,轻骨料混凝土无论在组成、结构还是性能方面,与普通混凝土相比,都有很大的不同。因此开展高性能轻骨料混凝土的研究,其意义十分显著。
四.结束语
综上所述;轻骨料混凝土及其制品在建筑节能中的应用,应根据当地轻骨料资源情况,恰当选择合理使用,才能使轻骨料混凝土及其制品在建筑节能中达到良好的效果,成为建筑节能中的绿色节能材料。
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