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自密实轻骨料混凝土的研究与应用

来源：花匠小妙招时间：2025-04-25 04:54

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摘要：自密实轻骨料混凝土是采用轻质骨料替代部分或全部传统石质粗骨料发展形成的一种新型高性能混凝土，其具有质轻、保温等特点。本文通过对陶粒在水中的浸泡时间、砂率的变化，对自密实轻骨料的混凝土扩展度影响的研究，设计符合实际情况的自密实轻骨料混凝土配合比，成功的应用在实际工程之中。

关键词：自密实轻骨料混凝土；浸泡时间；砂率；扩展度

Abstract：Self-densting solid light aggregate concrete is a new type of high-performance concrete developed by replacing some or all traditional stone coarse aggregates with lightweight and thermal insulation.Through the study of the change of the soaking time and sand rate of ceramic grains in water，and the impact on the concrete propagation of self-compacting solid light aggregate，this paper designs a self-compacting solid light aggregate concrete mixing ratio in line with the actual situation，which has been successfully applied in practical engineering.

Key words：self-compacting lightweight aggregates concrete；Soaking time；Sand rate；Extensibility

1 前言

自密实轻骨料混凝土是在自密实混凝土的基础上，采用轻质骨料部分或全部替代传统石质粗骨料发展形成的一种新型高性能混凝土。它具有自密实混凝土良好的工作性能，同时又具备较轻的混凝土自重、较好的强度和良好的保温性能，能够较好的解决部分施工不便的同时具备较好的耐久性和抗震性。因此自密实轻骨料混凝土在高层建筑、保温耐火，抗震、大跨结构等领域有着应用前景，经济效益和社会效应明显。

目前自密实轻骨料混凝土在实际应用中仍然存在一定问题，自密实轻骨料混凝土浆体较多，轻骨料密度小，轻骨料容易上浮，混凝土容易分层。轻骨料的孔隙率和吸水率比普通骨料大得多，因此在泵送泵压下，轻骨料会吸收混凝土拌合物中的水分，使泵送管道内的混凝土拌合物和易性变差，影响泵送甚至堵管。当泵送压力消失后，轻骨料内强制吸收的水分又会释放出来，影响自密实轻骨料混凝土的最终性能。本文对自密实轻骨料混凝土的工作性能和力学性能进行了研究与讨论。

2 原材料及试验方法

2.1原材料

（1）水泥：湖北亚东水泥有限公司生产的P.O42.5水泥，其化学组成如表1，主要物理性能如表2。

（2）矿粉：武新新型建材有限公司生产的S95级矿粉，其化学组成如表1，7d活性指数为78%，28d活性指数为102%，比表面积为4200 cm2/g，密度为2.9 g/cm3。

（3）粉煤灰：武汉青源电力集团干灰开发有限公司生产的二级粉煤灰，其化学组成如表1，其细度（45µm方孔筛筛余）17.3%，烧失量4.2%，需水量比102%，7d活性指数为61%，28d活性指数81%。

（4）细骨料：细骨料使用的是湖北咸宁生产的人工砂，细度模数为2.8，石粉含量1.2%，亚甲蓝试验MB值为1%，压碎值为15%。

（5）轻骨料：湖南华信陶粒科技有限公司生产的页岩陶粒（600），其属于5-10mm单粒级陶粒，表观密度为600g/m3，筒压强度3.4MP，24小时吸水，13.3%.

（6）减水剂：武汉苏博新型建筑材料有限公司HPWR聚羧酸高性能减水剂，固含量14.5%，减水率27%（对胶凝材料掺量1.5%），PH值为6.2，密度1.04 g/cm3，外观为淡黄色液体。

2.2试验方法

混凝土工作性能（坍落扩展度及损失）试验测试按照GB/T50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》进行。混凝土试件制作与养护、抗压强度测试按照GB/T50081-2019《普通混凝土力学性能试验方法标准》进行。混凝土的干缩试验按照GB/T50082-2009《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》进行。

3自密实轻骨料混凝土工作性能研究

3.1陶粒浸泡时间对自密实轻骨料混凝土扩展度的影响

通过改变浸泡时间，控制陶粒的吸水率，具体见表3研究陶粒吸水率对自密实轻骨料混凝土工作性能的影响，并用自密实轻骨料混凝土的坍落扩展度损失来体现。

通过表3实验结果可知，浸泡时间越长陶粒的吸水率越大，陶粒2小时的吸水率为9.8%，24小时的吸水率为11.7%，2小时的吸水率为24小时吸水率的83.8%。由表4可知，自密实轻骨料混凝土的坍落扩展度呈增长趋势。其中，实验编号为SY1-004新拌混凝土的1小时的损失率为10.2%，坍落扩展度也达到了615mm，2小时的损失率为18.2%，坍落扩展度也达到了560mm，均大于550mm，符合自密实混凝土的标准[1]。对结果分析来看，随着陶粒的浸泡时间变长，有利于减小自密实轻骨料混凝土的工作性能的损失，在实际应用中，陶粒的浸泡时间一般不会低于2小时，在时间及场地充裕的情况下一般可以浸泡24小时。

3.2砂率对自密实轻骨料的影响

通过改变砂率大小，研究砂率变化对自密实轻骨料混凝土工作性能的影响，对于常规的砂率在30%-60%[2]之间的砂率进行实验，具体见表5。

由表5可以明显看到砂率在35-40%时，陶粒混凝土扩展度处于比较合理的区间，砂率40-45%时陶粒混凝土扩展度下降比较明显，且下降幅度比较大。因此，最佳砂率区间应在35-40%。表6，对35-40%的砂率进行详细实验，并绘制图1。

由图1可知，当砂率在35-38%范围内时，坍落扩展度随砂率的增大而增大，超过38%时，坍落扩展度反而下降。在一定范围内，随着砂率的增大，水泥浆包裹更多的细骨料带动粗骨料移动，减少混凝土拌合物流动过程流动过程中粗骨料相互接触产生的摩擦力，拌合物坍落扩展度随之增加。当砂率超过一定范围时，粗细骨料的总比表面积增大，在胶材用量一定的情况下，浆体包裹骨料表面的润滑层减薄，骨料流动摩擦阻力增加，拌合物坍落扩展度减少。综上所述，配制自密实轻骨料混凝土，砂率宜控制在37-39%。

4配合比设计与试拌、试泵

在控制浸泡时间，38%砂率的基础上，通过调整水胶比、水泥用量，满足设计的强度要求和泵送要求。设计方案见表7，实验结果见表8。

根据实验的结果可以得知，在陶粒相同的情况下，混凝土28天的强度与水胶比和水泥用量关系较大，同等水泥情况下，水胶比越小，强度越高，水胶比相同的情况下水泥用量越高强度越高。根据试验情况，确保泵送的前提下，合理考虑强度，最终确定供应配合比为SY4-008。

5 工程应用情况

武汉东西湖某小区屋面保温层，顶层振捣难度大，采用自密实轻骨料混凝土，设计强度等级为LC15，干密度为1800级[3]，采用高压泵车泵送，泵送高度为30M，分10次泵送浇筑，供应自密实轻骨料混凝土近3000方，留置28天试件40组，实验结果汇总如表9，技术指标达到了设计要求。

6 结论

（1）陶粒的吸水率、砂率对自密实轻骨料混凝土的工作性能影响较大，配置自密实轻骨料混凝土时，陶粒的预湿时间应足够长，且不宜低于2小时，砂率宜控制在37%—39%的范围内。

（2）经过配合比实验及泵送实验，混凝土28天的强度与水胶比和水泥用量关系密切，而泵送情况受坍落扩展度的影响。

参考文献：

[1].李晓斌，桂苗苗，王世杰等.JGJ/T283-2012 自密实混凝土应用技术规程.[S].中国建筑工业出版社.2012.6（1）：8-8

[2].丁威，冷发光，艾永祥等.JGJ55-2011 普通混凝土配合比设计规程.[S].中国建筑工业出版社.2011.7（1）：15-15

[3].丁威，龚洛书，周运灿等.JGJ51-2002 轻骨料混凝土技术规程[S].中国建筑工业出版社.2002.12（1）：6-7