陶粒混凝土的性能研究、生产及施工技术综述

摘要：陶粒作为混凝土轻骨料替代传统骨料在混凝土工程中应用，可以制备生产性能优良的陶粒轻骨料混凝土材料，具有自重轻强度高、隔热保温好、吸声隔声性能良、提高结构抗震性能等诸多优良性能。在当前国家建筑工业化、住宅产业化和建筑绿色化的时代背景下，以陶粒为轻骨料的新型绿色材料，在预制装配式混凝土结构中应用将充分发挥其优良性能，具有前所未有的广阔发展前景，文章對陶粒混凝土的性能研究及施工技术进行了研究分析，以供参考。

关键词：陶粒混凝土；性能；施工技术

1前言

在建筑工程中的陶粒混凝土砌块砌体施工过程中，容易出现准备不充分，施工工序安排不合理，对施工图纸上砌块排列以及数量标注不符合实际施工情况。所以为了保证砌块砌体的施工质量，对砌块砌体需要有一个整体的数量和分配。此外，为了保证墙体的整体性以及抗震性能，设计中往往利用拉结筋、构造柱与圈梁等构造设施。构造柱在施工一般采用五进五退施工工艺，墙体与主次梁的连接处往往也需要采用斜顶砖进行特别调整，这些都需要在施工前有一个明确的指导方案。

2陶粒混凝土的力学性能

2.1陶粒混凝土具有更高的比强度

比强度是衡量材料轻质高强的一个重要指标，比强度越大，说明越轻质高强，即材料的密度低而强度高。如果我们将混凝土28d的抗压强度与其干密度之比称之为比强度的话，那么，陶粒特别是高强陶粒混凝土比普通混凝土具有更高的比强度。混凝土的比强度越高，说明在同等强度等级条件下，其用于混凝土结构的技术经济价值越高。由于高强陶粒的优异性能，配制的陶粒混凝土的强度不但符合《轻集料混凝土技术规程》（JGJ51-2002）和《轻集料混凝土结构设计规程》（JGJ12-99）两个行业标准的技术要求，且较两个标准要求值具有很大的提高。目前，陶粒可以稳定配制LC30～LC70的各强度等级的陶粒轻骨料混凝土。一般陶粒混凝土的干密度在1500kg/m3～1950kg/m3之间，其中LC25～LC30陶粒混凝土的干密度一般为1500kg/m3～1680kg/m3，LC35～LC50陶粒混凝土干密度一般为1750kg/m3～1850kg/m3，LC55～LC70陶粒混凝土的干密度一般在1900kg/m3左右，较普通混凝土的干密度低20%～30%。如果采用全轻陶粒混凝土，其干密度还可降低得更多。

2.2陶粒混凝土的弹性模量

弹性模量是衡量材料产生弹性变形难易程度的指标，是指材料在外力作用下产生单位弹性变形所需要的应力，其值越大，使材料发生一定弹性变形的应力也越大，即材料刚度越大，亦即在一定应力作用下，发生弹性变形越小。

3陶粒在高层工程中的典型应用

3.1工程概况

随着高强陶粒的推广，各地先后建设了一批采用轻骨料混凝土为主要结构的高层建筑，某国际大厦商住楼就是一个典型的应用案例。国际商住楼为地下2层，地上29层，大屋面高度96.3m，建筑总高度101.1m，总建筑面积36197.9m2。地上裙房1～4层为商业用房，第5层为会所兼设备转换层，6至29层为住宅，第30层为机房。第五层及以下为框支剪力墙结构，采用普通混凝土浇筑。第6层至29层为剪力墙结构，其结构柱、梁、板均采用陶粒轻骨料混凝土浇筑。第6层至17层采用LC40陶粒混凝土，18～29层采用LC35陶粒混凝土。陶粒混凝土共浇筑6640m3，其中LC40轻骨料混凝土浇筑2990m3，泵送20次，LC35轻骨料混凝土浇筑3650m3，泵送31次。原工程设计为地下2层、地上26层的旅馆、商业楼，1995年底开始施工，施工到地上5层裙楼顶时停建。2005年工程易主续建以上部分，并将其主楼标准层改为小户型住宅，根据续建的功能要求，将原有施工的技术夹层全部拆除，在此位置（5层）做结构转换（采用厚板转换），这样转换层以下为框支剪力墙结构，以上为剪力墙结构，由于设计方案的改变，整栋楼房的荷载增加很多，在不加固基础的情况下，是无法满足设计要求的，即复核的结果按照普通混凝土设计只能做到27层（即高度88.2m），为了做到规划批准的29层（即高度96.3m），经过认真研究、论证，决定在转换层以上的结构柱、梁、板全部采用轻骨料混凝土，楼房总高101.1m。

3.2工程采用的陶粒指标

该工程采用的碎石型陶粒，陶粒粒级5mm～16mm，堆积密度820kg/m3，筒压强度6.1MPa，1h吸水率3.0%。水泥为华新水泥厂42.5普通水泥。砂的细度模数2.5，堆积密度1460kg/m3。粉煤灰细度9.6%，需水量97%，烧失量6.8%，SO3含量1.21%。5.3采用陶粒混凝土的经济效益该工程的续建，由于采用陶粒混凝土，大大降低了建筑物的整体自重荷载，在不加固原有基础的情况下，比采用普通混凝土增加一个复式层，增加建筑面积1806m2，按当地当时的市场情况，扣除采用陶粒混凝土新增加的材料成本，可以多获得直接经济效益425余万元。通过经济分析比较表明，高层建筑工程采用陶粒混凝土替代普通混凝土，具有较高的性价比和显著的经济性。

4陶粒在装配式建筑中的应用展望

目前，装配式混凝土结构主要采用普通混凝土材料，在应用过程中普遍存在诸如自重大、保温性能不良等一些问题。陶粒混凝土具有的轻质高强、保温隔热、结构抗震性能优良等特性，在装配式混凝土结构中应用，必将体现出结构自保温的性能优势。陶粒轻骨料混凝土作为承重结构构件（梁、柱、板、墙）材料，可不需要其他保温材料，只需在墙体内外做饰面处理，即可达到湖北地区规范对外墙平均传热系数的要求，做到自保温。必将体现结构抗震的性能优势。剪力墙结构、框剪结构已成为高层建筑的主要结构形式，结构所受的地震作用与结构自重大及刚度有关。据相关资料，陶粒混凝土与普通混凝土相比，在承载力相同的条件下可减轻结构自重20%～40%，从而减轻结构所受的地震作用，轻骨料混凝土的抗震性能为普通混凝土的1.3倍以上。必将体现陶粒混凝土装配式建筑的经济性。由于陶粒混凝土自重轻、强度高，相同承载力的条件下有效地减轻建筑物自重，从而减小结构构件运输成本，及整个装配式建筑物的自重量，提高其经济效益。

5结束语

陶粒及陶粒轻骨料混凝土，因其具有轻质高强、保温隔热、隔音吸音、耐火抗冻、抗震性能优等诸多特性，在建筑工业化和住宅产业化中，具有广阔的发展前景。

参考文献：

[1] 田键，申盛伟，叶斌等.有色金属尾矿在加气混凝土中的应用研究[J].新型建筑材料，2016，43（12）：10-13.

推荐访问： 陶粒 混凝土 施工技术 综述 性能

---