轻混凝土课件-

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,轻混凝土,轻混凝土,定义,指干体积密度小于,1950Kg/m,3,的混凝土。,包括,:,轻集料（骨料）混凝土,多孔混凝土（,加气混凝土、泡沫混凝土,）,大孔混凝土,一、轻集料混凝土,定义：,用轻粗集料、轻砂（或普通砂）、水泥和水配制而成的混凝土，其干体积密度不大于,1950Kg/m,3,者，称为轻集料混凝土。,轻集料混凝土技术规程,（,JGJ51-90,）,一、轻集料混凝土,轻集料混凝土按其用途可分为三大类：,保温轻集料混凝土：用于保温的维护结构或热工构筑物,结构保温轻集料混凝土：既承重又保温的维护结构,结构轻集料混凝土：承重结构构件或构筑物,轻集料混凝土中的,细集料是否为轻集料,可分为：,全轻（集料）混凝土：即粗细骨料全部采用轻集料；,砂轻（集料）混凝土：即粗骨料全部采用轻集料,细骨料为普通砂,无砂轻集料混凝土：只含轻粗骨料不含轻细集料,分类,1,、轻集料,轻粗集料,粒径大于,5mm,，,堆积密度小于,1000Kg/m,3,的轻质集料，称为轻粗集料；,轻细集料,粒径不大于,5mm,，,堆积密度小于,1000Kg/m,3,的轻质集料，称为轻细集料（或轻砂）。,轻集料按其来源可分为,:,工业废料轻集料，如粉煤灰陶粒、自燃煤矸石,膨胀矿渣珠、煤渣及轻砂；,天然轻集料，如浮石、火山渣及其轻砂；,人造轻集料，如页岩陶粒、粘土陶粒、,膨胀珍珠岩轻砂,。,按照轻,集料的强度,可分为：,普通轻集料：,强度低于,25MPa,的轻粗集料；,高强轻集料：,指强度不低于,25MPa,的轻粗集料。,按照轻集料的,堆积密度,可分为：,普通轻集料：,堆积密度为,510,1100kg/m,3,的轻粗集料；,超轻集料：,堆积密度不大于,500kg/m,3,的轻粗集料。,粉煤灰陶粒,页岩陶粒,粘土陶粒,轻集料的制造方法,可分为：,烧胀法,是将原料破碎、筛分后经高温烧胀（如膨胀珍珠岩），或将原料加工成粒再经高温烧胀（如粘土陶粒、圆球型页岩陶粒）。由于原料内部所含水分或气体在高温下发生膨胀，形成了内部具有微细气孔结构和表面由一层硬壳包裹的陶粒。,烧结法,是将原料加入一定量胶结材料和水，经加工成粒，在高温下烧至部分熔融而成的呈多孔结构的陶粒，如粉煤灰陶粒。,轻集料的技术要求,主要包括：,堆积密度,强 度,颗粒级配,吸水率,等四项,，,此外对耐久性、安定性、有害杂质含量等也提出了要求。,（,1,）堆积密度,定义：,是指轻集料以一定高度自由落下、装满单位体积的质量。,轻粗集料,按其堆积密度分为：,300,、,400,、,500,、,600,、,700,、,800,、,900,、,1000,八个密度等级；,轻细集料,分为：,500,、,600,、,700,、,800,、,900,、,1000,、,1100,、,1200,八个密度等级。,（,2,）粗细程度与颗粒级配,最大粒径,D,max,:,保温及结构保温轻集料混凝土用的轻粗集料，其最大粒径不宜大于,40mm,。,结构轻集料混凝土用的轻粗集料，其最大粒径不宜大于,20mm,。,轻粗集料的级配,:,应符合下表的要求，其自然级配的空隙率不应大于,50,。,细砂的细度模数不宜大于,4.0,，其大于,5mm,的累积筛余量不宜大于,10%,。,轻集料的颗粒级配,5,40mm,，,5,31.5mm,粒级的轻集料主要适用于配制结构保温用混凝土；,5,20mm,，,5,16mm,粒级的轻集料主要适用于结构用混凝土；,5,10mm,粒级的轻集料主要适用于生产混凝土空心砌块；,10,16mm,粒级的轻集料属单粒级级配，主要用于无砂大孔混凝土。,（,3,）轻集料的颗粒强度,测定方法主要有两种：,筒压强度法：,将,10,20mm,的轻集料装入标准承压筒中，以集料被压入,20mm,深时的平均抵抗应力作为筒压强度值。,强度等级法：,按规定的配合比制成混凝土（或砂浆）试件，以所检验轻集料混凝土强度来确定轻集料强度等级。,在工程实际中进行配比设计时，多采用,以筒压强度法为主，以强度等级法为辅,的方法来确定或检验轻集料的颗粒强度。,P,P,骨料颗粒筒压强度试验示意图,将轻集料装入一,115mm100mm,的带底圆筒内，上面加,113mm70mm,冲模（如左图），取冲压模压入深度为,20mm,时的压力值，除以承压面积（,10000mm,）,即为轻粗集料的筒压强度值。,轻粗骨料的筒压强度及强度等级,密度等级,筒压强度（,MPa,）,强度等级（,MPa,）,碎石型,普通、球型,普通型,球型,300,0.2/0.3,0.3,3.5,3.5,400,0.5/0.5,0.5,5.0,5.0,500,0.6/1.0,1.0,7.5,7.5,600,0.8/1.5,2.0,10,15,700,1.0/2.0,3.0,15,20,800,1.2/2.5,4.0,20,25,900,1.5/3.0,5.0,25,30,1000,1.8/4.0,6.5,30,40,碎石型天然轻集料（左侧）,其他碎石型轻集料（右侧）,（,4,）吸水率,轻集料的吸水率一般比普通砂石大，因此将导致施工中混凝土拌和物的坍落度损失较大，并且影响到混凝土的水灰比和强度发展。,在设计轻集料混凝土配合比时，如果采用干燥集料，则必须根据集料吸水率大小，再多加一部分,被集料吸收的附加水量,。,规程规定：,轻砂和天然轻粗集料的吸水率不作规定；,其它轻粗集料的吸水率不应大于,22,。,（,4,）轻集料的吸水率,混凝土用轻集料的吸水率,一般是指其,1h,吸水率,。,施工中必须对轻集料进行饱和预湿尤其是采用泵送混凝土时。,（,4,）轻集料的颗粒形状,粒型系数,是表征轻粒集料外观几何特征的技术指标。它可用轻粗集料颗粒的长向最大尺寸与中间截面最小尺寸的比值来表示。常用轻粗集料的粒型有三类：,圆球型。,如粉煤灰陶粒、粘土陶粒和页岩陶粒等；,普通型。,如页岩陶粒、大颗粒膨胀珍珠岩等；,碎石型。,如破碎浮石、自燃煤矸石、煤渣或页岩陶粒。,（,4,）轻集料的颗粒形状,颗粒形状：球形、普通形、碎石形,从轻集料受力和拌合物和易性角度：球形好,从与水泥浆体粘结性力角度，碎石形好,拌制混凝土时，由于集料较轻，容易上浮，其中球形比碎石形更容易上浮。,（,5,）表面特征,轻集料结构应符合两个基本要求：,多孔：才能使轻集料混凝土容重小,有一定强度：才能作为混凝土集料抵抗荷载,表面特征是指集料表面的粗糙程度和开口孔隙的多少。,表面粗糙：有利于硬化水泥浆体与集料界面的物理粘结,开口孔：多，会增加集料的吸水率，且可以消耗更多的水泥浆体，但其可以从砂浆中吸取水分后又能提高集料界面的粘结力，浆体集料下缘聚集的水分量，使混凝土的抗冻、抗渗及强度都有一定程度的改善。,根据工程要求和上述特征选择,粘土陶粒、粉煤灰陶粒主要为球形，表面粗糙度低，开口孔隙率少，,浮石、烧煤矸石矿渣为碎石形，表面粗糙，开口孔隙较多。,（,6,）有害杂质,轻骨料混凝土中严禁混入煅烧过的石灰石、白云石及硫化铁等不稳定物质。,有害杂质含量和其他性能指标应不大于右图所示。,项目名称,指标,抗冻性（,F15,，质量损失,%,）,5,安定性（煮沸法，质量损失）,5,烧失量（粗骨料，质量损失,4,轻砂（质量损失）,5,硫酸盐含量（按,SO3,计，,%,）,1,氯盐含量（按,CL-,计，,%,）,0.02,含泥量（质量百分数,%,）,3,有机杂质（比色法检测）,不深于标准色,2,、轻集料混凝土的技术性质,包括：,和易性,体积密度,抗压强度,弹性模量与变形,热工性质,（,1,）,轻集料的和易性,轻集料具有颗粒,表观密度小，表面多孔粗糙，吸水性强,等特点,其拌和物的和易性与普通混凝土相比,拌和物的粘聚性和保水性好，,但流动性差,。,若加大流动性则,集料上浮、易离析,。,同时因集料吸水率大，使得加在混凝土中的水一部分将被轻集料吸收，余下部分供水泥水化和赋予拌和物流动性。,拌和物的用水量应由两部分组成,一部分为使拌和物获得要求流动性的用水量，称净用水量；,另一部分为轻集料,1h,吸水率，称为附加水量。,（,2,）轻集料混凝土的强度,成型边长为,150mm,的立方体试件，,28d,标准值划分强度等级,轻集料混凝土按其立方体抗压强度标准值划分为十一个强度等级：,CL5.0,；,CL7.5,、,CL10,、,CL15,；,CL20,、,CL25,、,CL30,、,CL35,、,Cl40,、,CL45,、,CL50,。,轻集料混凝土强度增长规律与普通混凝土相似，但有所不同：,强度较低时（,CL15,），前者规律与后者相同,强度较高时（,CL15,），前者早期强度较高。,例如，,CL30,的轻集料混凝土的,7d,强度即可达到,28d,的,80%,轻骨料强度虽低于普通骨料，但轻骨料混凝土仍可达到较高强度。,低强度轻集料配制出高强度轻砼的机理,原因在于：,轻骨料表面粗糙而多孔，吸水作用使其表面呈低水灰比,界面效应,微泵效应 提高了界面强度,机械齿合效应,混凝土受力时不是沿界面破坏，而是轻集本身先遭到破坏。,对低强度的轻集料混凝土，也可能是水泥石先开裂，然后裂缝向集料延伸。因此，轻集料混凝土的强度主要取决于轻集料的强度和水泥石的强度。,（,3,）弹性模量,混凝土的弹性模量大小取决于混凝土的集料、硬化水泥浆体的弹性模量及胶集比。,由于轻集料的弹性模量比砂石小，所以轻集料混凝土的弹性模量普遍比普通混凝土小。,一般为同强度等级普通混凝土的,50,70,有利于改善建筑物的抗震性能和抵抗动荷载的作用。,增加混凝土组分中的砂含量可以提高弹性模量,（,4,）变形,弹性模量大的混凝土，徐变小，而轻集料混凝土弹性模量小，则徐变大。,徐变约比普通混凝土相应大,30,60,。,徐变终值也可在,2-5,年内达到,收缩大：约比普通混凝土相应大,20,50,主要原因为轻集料混凝土中水泥用量大，化学收缩也就越大,干燥收缩也大（最终收缩值,0.4-1mm/m,，是同强度等级普通混凝土,1-5,倍）,试验发现：全轻混凝土的收缩略砂轻混凝土无砂轻集料混凝土,（,5,）,热工性,轻集料混凝土具有良好的保温性能,当其表现密度为,1000kg/,时，导热系数为,0.28w/mk,当表现应变为,1400 kg/,和,1800 kg/,时，导热系数相应为,0.49 w/mk,和,0.87 w/mk,。,3.,轻骨料混凝土的施工要点,由于轻集料混凝土中轻集料表观密度小，孔隙率大，吸水率强，在施工过程中应注意一下问题：,水灰比以,净水灰比,表示，净水灰比是指不包括轻集料,1h,吸水量在内的净用水量与水泥用量之比。在配制全轻混凝土时，允许以总水灰比表示（包括轻集料,1h,吸水量在内的总水量与水泥用量之比）,轻骨料易上浮，不易搅拌均匀，防治措施：,以适度掺量的掺合料等量取代水泥可以增加浆体的粘度，最好是硅灰，天然沸石粉，其次是粉煤灰。,应采用强制式搅拌机，同时,加压振捣,，且不宜过长。,在保证不影响浇注的前提下，采用小坍落度。,3.,轻骨料混凝土的施工要点,为减少砼拌和物坍落度损失和离析，应尽量缩短运距。拌合物从搅拌机卸料起到浇注入模的延续时间，不宜超过,45min,。,成型后应及时,覆盖并洒水养护,，以防止表面失水太快而产生网状裂缝。养护时间视水泥品种而定，一般不少于,7-14d,。,根据工程需要（,5,以上施工,),，对轻粗集料进行,预湿处理,，这样拌制的拌合物的和易性和,W/C,相对稳定。,预湿时间可根据外界气温和骨料的自然含水状态而定，一般提前半天或一天对骨料进行淋水预湿，滤出表面水分（表面干燥）即可投料。,4.,轻集料混凝土的特性及其应用,（,1,）具有较高的比强度。,与普通混凝土相比，轻集料混凝土的表观密度明显较小，但其强度却比较接近。当其他因素控制较好的情况下，利用高强轻集料可以配制出强度等级为,LC30,以上的轻集料混凝土。,（,2,）收缩和徐变较大。,轻集料混凝土的收缩变形要比普通混凝土大,20,50,，徐变变形要比普通混凝土大,30,69,，热膨胀系数比普通混凝土小,20,左右。,（,3,）具有优良的保温性能。,当其表观密度为,1860 kg/m,3,时，相应的导热系数约为,0.87 W/(mK),；,当表观密度为,1409 kg/m,3,时，相应的导热系数约为,0.49 W/(mK),；,当其表观密度为,l000kg/m,3,时，相应的导热系数下降为约,0.28W,（,mK,）。,（,4,）,力学变形性较大。,轻集料混凝土的弹性模量较小，一般为同强度等级普通混凝土的,30,70,。,（,5,）具有更好的抗渗性、抗冻性和耐火性。,4,、轻集料混凝土的特性及应用,轻骨料混凝土具有很多优异性能：,体积密度比普通混凝土减少,1/4,1/3,强度也较高,作为结构材料的轻质混凝土，在表观密度,1600-1700,，强度可达,50MPa,，国外研制出表观密度,1700,左右，强度高达,70Mpa,）,隔热性能更好（有些可低至,0.23W/(m.K),可使结构尺寸减小，增加使用面积，降低基础工程费用和材料运输费用，其综合效益良好。,4,、轻集料混凝土的应用,轻集料混凝土主要适用于：,1,）制作保温墙板、砌块,一般屋面预制墙板厚度,6-8cm,，用,6-8,钢筋为增强材料，表观密度,1200-1400,，强度等级,CL5.0-CL7.5.,预制陶粒混凝土砌块有普通和空心砌块,普通砌块强度等级,CL10-CL15,，可用于多层建筑的承重墙砌筑。,空心砌块强度等级,CL10-CL15,，可用于框架结构建筑的保温隔热填充墙体材料。,4,、轻集料混凝土的应用,轻集料混凝土主要适用于：,2,）预制式现浇保温屋面板,保温屋面板厚度一般为,10-12cm,，强度等级,CL7.5-CL10,，用,8-10,钢筋为加强材料，,3,）现浇楼板材料,对于一些高层建筑、利用轻骨料混凝土作为楼板材料，可以大大降低建筑物的自重。,4,）浇制钢筋轻集料混凝土剪力墙,在用作结构的同时，还可以保温隔热隔声。,5,）其他：还可以用于软土地基、大跨度结构、抗震结构、要求节能的建筑和旧建筑的加层等。,请观察等量的水倒入等体积陶粒与普通碎石中有何区别。,图,4-29,等量的水倒入等体积陶粒与普通碎石,放,碎,石,杯,放,陶,粒,杯,二、大孔混凝土,定义,:,是以粗集料、水泥和水配制而成的一种轻质混凝土，又称,无砂混凝土,。,在这种混凝土中，水泥浆包裹粗骨料颗粒的表面，将粗骨料粘结在一起，但水泥浆并不填满粗骨料颗粒之间的空隙，因而形成大孔结构。,为了提高大孔混凝土的强度，有时也加入少量细骨料,(,砂,),，这种混凝土又称,少砂混凝土,。,二、大孔混凝土,分类（按其所用骨料品种）,：,普通大孔混凝土,用天然碎石、卵石或重矿渣配制而成,体积密度为,1500,1950 kg,m3,抗压强度为,3.5,l0MPa,主要用于承重及保温外墙体,轻骨料大孔混凝土,用陶粒、浮石、碎砖等轻骨料配制而成,体积密度在,800,1500kg,m3,抗压强度为,1.5,7.5MPa,主要用于自承重的保温外墙体,二、大孔混凝土,性能：,大孔混凝土的导热系数小，保温性好，吸湿性较小。收缩一般比普通混凝土小,30,50%,。,抗冻性可达,15,25,次。,用途：,大孔混凝土可用于制作墙体用小型空心砌块和各种板材，也可用于现浇墙体。,普通大孔混凝土还可制成植草道面砖、滤水板、护坡板等，广泛用于市政工程。,三、多孔混凝土,定义,多孔混凝土是一种不用粗骨料且内部均匀分布着大量微小气泡的轻质混凝土。,特点与应用,其孔隙率可达,85,，表观密度在,300,1200 kg/m,3,之间，导热系数为,0.081,0.29w/m.k,，,兼具有结构及保温绝热功能。可制成砌块、墙板、屋面板及保温制品，广泛用于工业与民用建筑及保温工程中。,分类,根据气孔产生的方法不同,加气混凝土,泡沫混凝土,1,、加气混凝土,定义,又称发气混凝土，是通过发气剂使水泥浆体拌合物发气产生大量孔径为,0.5-1.5mm,的均匀封闭气泡，并经压蒸养护（,8,或,15,个大气压下养护,6,8h,）凝结硬化而成的一种多孔混凝土。,1,、加气混凝土,组成,含钙材料（水泥、石灰）,含硅材料（石英砂、粉煤灰、粒化高炉矿渣等）,加气剂,钙质原料,主要作用,为加气混凝土中的主要强度组分,C-S-H,的形成提供,CaO,为一些发气剂的发气提供碱性条件,石灰、水泥在水化时放出热量，可以提高料浆温度加速料浆的水化硬化,掺加水泥还可以保证浇注稳定、加速料浆的稠化和硬化、缩短预养时间、改善强度和制品的性能,钙质原料,对石灰质量的要求,反应的有效氧化钙（以与,SiO2,发生反应的,CaO,，简称,A,CaO,）,60%,MgO,7%,采用消化时间,30min,左右的中速消化石灰，经细磨至表面积,2900-3100cm2/g,，为防止粉磨时粘球可加入石灰量,0.3%,的三乙醇胺作助磨剂。,钙质原料,对水泥质量的要求,单独用水泥作钙质原料应采用强度等级较高的硅酸盐或普通硅酸盐水泥（这些水泥可产生较多,Ca(OH),2,）,如与石灰共同作为钙质原料，可使用强度等级为,32.5,的矿渣水泥、粉煤灰水泥及火山灰水泥。,对水泥中,f-,氧化钙含量可适当放宽，因为经蒸养养护，,f-,氧化钙将全部水化，而且水泥的掺量不是很高，不会引起安定性不良,不宜使用高比表面积的早强型水泥作为钙质原料，因为水泥水化硬化过快会影响,Al,粉的发气效果。,硅质原料,主要有石英砂、粉煤灰、烧煤矸石矿渣等,主要作用：,为加气混凝土的主要强度组分,C-S-H,提供,SiO,2,对硅质材料的质量要求：,SiO,2,含量高；,SiO,2,在水热条件下有较高的反应活性,原料中杂质含量少，特别是对加气混凝土性能有不良影响的,K,2,O,、,Na,2,O,及一些有机物,发生剂,要求：不仅应能在料浆中发气形成大量细小而均匀的气泡，同时对混凝土性能不会产生不良影响。,种类：,Al,粉,、双氧水、漂白剂等。,Al,粉的发气原理：,2Al+3Ca(OH),2,+6H,2,O=3CaAl,2,O,3,6H,2,O+3H,2,注意：,Al,粉的活性很强，为防止在生产与储存、运输过程中其与空气中的,O,2,发生化学，因此在细磨时要加入一定量的硬脂酸，使,Al,粉表面吸附一层保护膜。,使用前要进行脱脂处理。,加气混凝土制品的应用,加气混凝土制品主要有：,砌块,条板,砌块可作为三层或三层以下房屋的承重墙，也可作为工业厂房、多层、高层框架结构的非承重填充墙。,配有钢筋的加气混凝土条板可作为承重和保温合一的屋面板。加气混凝土还可以与普通混凝土预制成复合板，用于外墙兼有承重和保温作用。,2,、泡沫混凝土,泡沫混凝土是将水泥浆与泡沫剂拌和后硬化而成的一种多孔混凝土。,机理,泡沫混凝土在机械搅拌作用下，产生大量均匀而稳定的气泡。,常用的泡沫剂有：松香泡沫剂及水解牲血泡沫剂。,主要应用于墙体和保温、隔热材料。泡沫混凝土还可在现场直接浇筑，用作屋面保温层。,