（材料学专业论文）自密实轻骨料高性能混凝土的研究.pdf

西安建筑科技大学硕士学位论文 专业：材料学 硕士生：瓣 指导老师：何廷树教授 摘要 自密实轻骨料高性能混凝土( s c l c ) 是在普通自密实混凝土的基础上，用轻骨料代替普 通骨料，采用一定配合比技术配制而成的一种干表观密度小于1 9 5 0 k g m 3 的新型商性能混凝 土。 本文对s c l c 所用轻骨料主要技术指标进行了检验。介绍了轻骨料混凝土的主要特性a 参 考自密实混凝土和轻骨料混凝土配合比设计原理，采用绝对体积法，成功研制出i 勋蔓等级为 l c 3 0 l c s 0 自密实轻骨料高性能混凝土。采用改进i , - 8 0 0 流动仪，研究了影响l c 4 0 自密实轻 骨料高性能混凝土工作性的主要因素，结果表明：粉煤灰掺量保持3 0 左右，硅灰掺量为 2 - 6 ，体积砂率为5 0 左右和掺加具有粘塑组分的复合高效减水剂是保证s c l c 拌合物具有 较好工作性的关键。采用拌合物分层测定仪，对拌合物分层现象进行了研究，提出掺入具有粘 塑组分的复合高效减水剂是防止分层的主要措施。研究了s c l c 力学和耐久性能，并与普通混 凝土进行了e e 较。结合s c l c 工作性和力学性能，指出表面租糙、圆球形轻骨料更易满足s c l c 性能要求。 关键词自密实轻骨料商陛能混凝土；混凝土配合比设计： 工作性 力学性能；耐久性能 西安建筑科技大学硕士学位论文 s t u d y o n s e l f - c o m p a c t i n gl i g h t - a g g r e g a t e h i g h p e r f o r m a n c ec o n c r e t e s p e c i a l i t y ：s c i e n c eo f m a t e r i a l s n a m e ：w a n gz h e n j u n i n s t r u c t o r ：p r o f e s s o rh e t m g s h u a b s r i r a c t s e l f - c o m p a c t i n gi i g h ta g g r e g a t eh i g hp e r f o r m a n c ec o n c r e t e ( a b b r e v i a t e ds c l c ) i s an e w t y p eo f h p cw i t ht h ed r ya p p a r e n td e n s i t yo fl e s st h a n1 9 5 0 k g m j , w h i c he a r lb em a d eb yr e p l a c i n go r d i n a r y a g g r e g e t ew i t i al i g h ta g g r e g a t ea n da d o p t i n gan e wd e s i g no f c o n c r e t em i x o nt h eb a s i so f o r d i n a r y s e l f - c o m p a c t i n g c o n c r e t e i nt h ep 印t h em a i nt e c h n i c a li n d e x e so f u 出a g g r e g a t eu s e d i ns c l cw e r et e s t e da n dt h em a i n c h a r a c t e r i s t i c so fl i g h ta g g r e g a t ec o n c r e t ew e r ei n t r o d u c e d b a s e do nt h ep r i n c i p l e so fd e s i g n so f s e l f - c o m p a c t i n ga n dh g h ta g g r e g a t ec o n c r e t em i x , s c l co fl c 3 0 - 一l c 5 0w a sd e v e l o p e db yl l s i l l g a b s o l u t ev o l u m em e t h o d t h em a i nf a c t o l sa f f e c t i n gt h ew o r k a b i l i t yo fs c l cw e r es t u d i e db y a d o p t i n gt h em o d i f i e d l - 8 0 0 f l u i d i t yi n s t r u m e n t t h er e s u l t si n d i c a t et h a tt h ek e yt e c h n i q u e si n s u r i n g g o o dw o d m b i l i t yo f s c l ca r ea b o u t3 0 f i r s t - g r a d ef l ya s h , a b o u t5 0 v o l u m es a n dr a t i o ，2 - - 6 d o s a g e s o f s i l i c o nf u m ea n d c o m p o u n d e ds u p e r p l a s t i c i c i z e r sw i t h v i s c o u s i n g r e d i e n t t h ed e l a m i n a t i o n p h e n o m e n o n o f m i x t u r ew a ss t u d i e db y a d o p t i n g t h em i x t u r ed e l a m i n a f i o ni n s t r u m e n t i ti ss u g g e s t e d t h a ta d d i n gc o m p o u n d e ds u p e r p l a s t i c i c i z e r sw i t hv i s c o u si n g r e d i e n ti st h em a i nm e a 5 2 1 f ep r e v e n t i n g m i x t u r ef r o md e l a m i n a f i o n m e c h a n i c a l p r o p e r t i e sa n dd u r a b i l i t yo f s c l c w e r es t u d i e da n dc o n t r a s t e d t oo r d i n a r yc o n c r e t e c o m b i n i n gw i t hw o r k a b i l i t ya n dm e c h a n i c a l p m p e r t i e so f s c l c ，i t i sp o i n t e do u t t h a tl i e # ta g g r e g a t ew i t hc o a r s es u r f a c ea n dr o t u n ds h a p es a t i s f i e st h en e e d so fs c l cp e r f o r m a n c e m o r e e a s i l y k e y w o r d ss e l f - c o m p a c t i n gl i g h ta g 薛g a t et l i 班p a f o m m c e c o n c r e t e , d e s i g no f c o n c r e t em i x ，w o r k a b i l i t y , m e c h a n i c a lp r o p e r t i e s ，d u r a b i l i t y 声明 y6 1 7 0 1 l 本人郑重声明我所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或其他 人在其它单位己申请学位或为其它用途使用过的成果。与我一同工作的同 志对本研究所做的所有贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了致谢。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 做作稚名：碾罨 关于论文使用授权的说明 日期：幽6 莎。t 二2 ， 本人完全了解西安建筑科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布 论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或者其它复制手段保存论文。 ( 保密的论文在论文梓密后应遵守此规定) 糍磁铷虢绎砷吼咖儿z 注：请将此页附在论文首页。 西安建筑科技大学硕士学位论文 1 绪论 1 1 引言 轻骨料混凝土l a c ( l i g h t - a g g r e g a t ec o n c r e t e ) 是用轻粗骨料、轻砂( 或普通砂) 、水泥 和水配制而成的干表观密度不大于1 9 5 0k g , m 3 的混凝土【l 】。轻骨料混凝土是一种轻质高强、保 温耐火、抗震性能好的新型混凝土，可广泛应用于各种工业与民用建筑以及高层、大跨度构筑 物等，可以减轻结构自重，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 筑功能等，具有很好的技术经济价值。 轻骨料混凝土按其用途可分为：( 1 ) 低温轻骨料混凝土：干表观密度小于- 8 0 0 k g m 3 ，主 要用于保温的围护结构或热工构筑物；( 2 ) 结构保温轻骨料混凝土：干表观密度8 0 0 1 4 0 0 k j ，主要用于既承重又保温的围护结构：( 3 ) 结构轻骨料混凝土：干表观密度1 4 0 0 1 9 0 0 k g m 3 ，主要用于承重构件或构筑物。轻骨料混凝中，采用轻眇怍细骨料的称为全轻混凝土； 采用普通砂或部分普通砂和部分轻砂作细骨料的称为砂轻混凝土。 自密实混凝土s c c ( s e l f - c o m p a c t i n gc o n c r e t e ) 或自流平混凝土s l c ( s e l f - l e v e l i n g c o n c r e t e ) 是在低水胶比下具有很高的流动性而不离析、不泌水，可不经振动而自流平，充满 模型并包裹钢筋的新型高技术混凝土。自密实高性能混凝士最主要的性能是在自重作用下无需 振捣，自行填充模板空间，可用于难以振捣甚至无法振捣的结构p 。因为自密实混凝土具有： ( 1 ) 可保证混凝土良好的密实；( 2 ) 提商努效率；( 3 ) 改善工作环境和安全性：( 4 ) 改善 混凝土的表面质量；( 5 ) 增加结构设计自由度；( 6 ) 避免振捣对模板产生磨损；( 7 ) 减少混凝 土对搅拌机的磨损；( 8 ) 降低工程总体造价等众多优点1 2 j ；故被称为“近几十年中混凝土建筑 技术最具革命| 生的发展”。 自密实轻骨料混凝土s c l c ( s e l f - c o m p a c t i n g l i g h t - a g r r e g a l e c o n c r e t e ) 是在自密实混凝土 技术基础上，用轻骨料或高性能轻骨料代替普通骨料，配制而成的种干表观密度小于1 9 5 0 k g m 3 的新型商眭能混凝土| 3 4 o 该混凝土兼有轻骨料混凝土表观密度小，自重小和自密实混凝 土坍落度大、流动性好、施工性能好等优点。自密实轻骨料混凝士可克服轻骨料混凝土大坍落 度条件下轻骨料易于上浮，自密实混凝土大流动性条件下普通骨料易于下沉的缺点，它质量均 匀，工作性好，可自密实成型。 1 2 课题的研究背景、研究应用现状和研究意义 1 2 1 课题的研究背景 在我国，以碎石或卵石为混凝土粗骨料的高性能混凝土已得到了较为深入和广泛的研究， 在许多工程领域也得n t 实际应用。这种混凝土具有较高的强度、优良的工作性、体积稳定性 西安建筑科技大学硕士学位论文 和耐久性等诸多优点。然而，由于这种混凝土自重大、收缩大以及碱骨料反应危害大等众多原 因，使人们把目光投向了具有很多优点的轻骨料混凝土。但是传统的轻骨料混凝土有其固有的 缺点，如难以麓工、强度低、耐久性差，很少作高强结构用混凝土等，另外其骨料的生产技术 还有待进一步改进和完善，这就为其推广和应用带来了一定难度。普通轻骨料混凝土的一系列 缺点是其骨料的缺点带来的，因此如何改进轻骨料的生产工艺，提高轻骨料的性能是研制开发 高性能轻骨料混凝土的关键和核心。 因此，混凝土技术向轻质、商强、高耐久性以及功能性方面发展；轻骨料混凝土具有较高 比强度、更高耐久性、较好体积稳定性以及抗震、隔热性能好等优点，近年来，在国内外得到 了较多的研究和广泛的应用1 5 l 。然而，该混凝土在大坍落度施工条件下，由于轻骨料的表观密 度比较小，自重较小，所以在混凝土浇注过程中很容易发生轻骨料上浮、漂移而导致混凝土拌 合物匀质性较差等缺点。自密实混凝士坍落度较大，浇筑时流动性较好，能够保持不离析和均 匀性不需要外加振动完全依靠重力作用充满模板每个角落，达到充分密实和达到最佳的性 能：【6 j 。但是普通骨料表观密度较大，自重大，在太坍落度旺条件下很容易发生骨料下沉，从 而也产生混凝土匀质性不好的现象：而且该混凝土干表观密度较大，不利于建筑物( 构筑物) 自重的刚氐，不满足建筑漠板模数致姐的要求。所以，研制一种具有较小表观密度、在大 坍落度施工条件下匀致性较好、不分层、不离析、能够满足工程强度要求的新型高性能混凝土 迫在眉睫。 1 2 2 课题的研究状况 】2 | 2 1 国内研究应用现状 1 9 5 6 年，在山东博山币f j 用水泥回转窑，试制成功我国第批粘土轻骨料后在天津、上 海等地用小立窑也试制成功海泥轻骨料和粘土轻骨料。8 0 年代初期，陕西省建筑科学研究所 等单位研制成功了堆积密度小于5 0 0 k g m 3 的超轻轻骨料，为我国人造轻骨料注入了新的活力。 近几年，国内轻骨料产量逐年增加，据不完全统训h ，2 0 0 0 年全国轻骨料产量约3 2 0 万o 。 近年来，随着全国多数地区禁止和限制使用奂心粘土砖，预计2 0 0 3 年全国轻骨料年产量将突 破5 0 0 万m 3 。 自1 9 5 8 年原建 部建筑科学研究院和有关单位协作，建成我国第一栋轻骨料混凝土装配 式大板试点建筑以来，轻骨料混凝土在建筑工程中的应用越来越多，成了仅次于普通混凝土的 用量最大的一种新型混凝土。国内不同时期轻骨料混凝土的生产与应用情况也发生了较大的 变化，具体列于表1 1 。前几年，轻骨料混凝土的强度较低，一般仅为l c l 5 一l c 2 0 。近几年来， 随着轻骨料混凝土密度- 强度水平的提高，已可配制出l c 3 0 以上的轻骨料混凝土，在实验室 最高可达l c 7 0 ，而在实际工程中应用的则以l c 3 0 l c 5 0 为多。轻骨料混凝土由于质轻、抗 渗好等优点，除广泛用于工业与民用建筑工程中作围护和承重结构外，还用于建造桥梁、电杆、 船只和烟囱、高温窑炉等的耐火内对，取得了良好的技术经济效果，例如，1 9 6 0 年，河南新 乡建研所和卫河船运处协作，试制成功了轻骨料混凝土船。节约了钢材，且便于维修。“十五” 西安建筑科技大学硕士学位论文 ；i i ；i i ；i i i i i i i i i i i i i i ；i ；i ；i i i i i i ； 期间，中国建筑材料科学研究院、湖北大学、武汉理工大学、同济大学等单位联合承担了国家 科技攻关项目“新型高性能混凝土及其耐久性的研究”中第四课题高性能轻骨科混凝士的研 究与应用，在岗性能轻骨料混凝土的配皋l 、轻骨料混凝土的高性自眦、高性能轻骨料混凝土 的微观性能和耐海水侵蚀等方面取得了多项研究成果嗍。轻骨料混凝土也得到了较为广泛的应 用，如江苏小野用混凝土有限公司为南京太阳宫广场提供了l c 5 0 级高强轻骨料混凝土：汉江 大桥采用了l c 4 0 泵送轻骨料混凝土：铁道部大桥局将l c 4 0 级粉煤灰陶粒混凝土用于金山公 路跨度为2 2 m 的预应力桥梁工程中p 】。中国建筑材料莽 学研究院院长姚燕最近指出：“以前主 要是侧重高标号混凝土的研究，今后尤其是十五期间将加强常用标号混凝土及轻骨料混凝 土的研究”，这必将为我国轻骨料混凝土的开发和应用提供个绝好的发展机遇。 表1 1 国内不同时期轻骨辐生产与应用情兄l “ 轻骨料砼强度范围混凝土 年代典型工程 主导产品 ( h ，a )主导产品 粘士陶粒墙板t 9 5 8 年北京第拣装配式大扳建筑 硼1 0 2 0 页岩陶粒楼板1 9 6 3 年河南l 甚i 司拱桥。l c 2 0 粘士陶崮昆凝十，跨度5 0 m 粉煤灰墙板1 9 7 3 年山东黄河大桥公路桥桥面板l c 3 0 为1 0 3 0 陶粒楼板1 9 8 0 销檀睇| 工公寓1 8 层l c 弱菲撒冽甜嬲r 粉煤灰1 9 8 9 年淄博6 栋高层住宅2 0 2 5 层。l c 2 0 。页岩、 踟呻02 0 3 0小砌块 陶粒耪煤灰陶粒混凝士滑模施工 1 9 9 3 年建溪大厦，2 4 层，l c 3 0 ，自然煤轩石混凝土 年代粉煤灰 2 0 ，4 0小砌块1 9 9 8 年珠海国际会议中心2 3 层l c 3 5 ，页岩陶粒混 以后页岩陶粒 凝土泵送旌工 1 9 9 6 年以前在国内有过自流平道路用混凝土的报道，但未查到自密实混凝土用于钢筋混 凝土结构的文献。此后，北京建工集团二公司开始进行高流态免振捣自密实混凝土的试验研究， 并成功地研制出既能高位抛落又能低位浇注的免振捣自密实混凝土。1 9 9 6 年和1 9 9 7 年分别在 三个工程中试用于柱、梁、楼板和基础后，通过了免振捣自密实混凝土技术鉴定i l “。另外，长 沙铁道学院等采用“双掺”技术研制出了c 6 0 - - - c 8 0 免振捣自密实高性能混凝土【i q 。近几年， 国内有关自密实混凝土的研究取得了很大的进展，如清华大学、哈尔滨工业大学、武汉工业大 学及苏州混凝土水泥制品研究院等对自密实混凝土进行了大量的研究，取得了一定的科研成果 。 轻骨料混凝土与自密实混凝土在国内取得了较大的发展；曹永民等“| 对自密实轻骨料混凝 土进行了研究，但未查到其他相关的研究报告。这充分说明要让自密实混凝土在大流动度条件 下，轻骨料不上浮、不漂移、达到质量均匀。工作性能好，满足工程要求，对混凝土科研工作 者来说，的确有很长的路要走。 西安建筑科技大学硕士学位论文 1 2 2 2 国外研究应用现状 国外对轻骨料混凝和自密实混凝土的开发和应用已取得了较大的进展。同本是世界上自 密实混凝土较早研究和应用的国家，1 9 8 8 年7 月东京大学冈村朴教授提出井研带0 成功自密实 混凝土；1 9 9 8 年日本自密实混凝土的用量已达到总混凝土用量的o 6 。日本混凝土研究人员 在自密实混凝土配合比设计、流动性能检测、裂缝控制、强度和耐久性等方面也作了大量研究， 并取得了较多成果【l “。自密实混凝土在国外其他国家也得到了大量的应用，特别是在钢筋密集 结构中的应用，无需振捣，能够自密实成型，减少了工人劳动强度，降低了环境污染程度i “i 。 当高性能混凝土( h p c ) 出现不久，1 9 9 0 年，在泵送高强混凝土研究与应用的基础上， 同本等一些国家就开始探索、研究高性能轻骨料混凝土( 丑) l a c ) ，内容涉及高性能轻骨料的 原材料配制、生产工艺及其孔隙结构、性能及其对混凝土性能的影响等问题，其重点在于改善 混凝土的工作性和抗冻耐久性，并取得了显著成果。在挪威第二届结构轻骨料混凝土大会上， 日本和挪威发表了很有代表性的论文，相对其它国家显示了较高的研究水准。 日本在1 9 9 8 年成立了一个由1 8 家公司组成的高强人造轻骨料混凝土研究委员会，研究高 强粉煤灰轻骨料，并采用高性能轻骨料配制成功干表观密度1 2 5 0 0 5 9 c m 3 。抗压强度3 0 m p a ， 塌落度1 8 2 5 c m ，台气量5 0 1 5 的超轻结构轻骨料混凝土，并在1 9 9 9 年用于同本3 r 山 形新干线的预应力桥梁上1 1 7 j 。 挪威是世界上结构轻骨料混凝土和高强混凝土应用最先进的国家之一。自1 9 8 7 年以来， 已经用高强轻骨料混凝土建造了1 1 座桥梁，用于6 座主跨为1 5 4 3 0 1 m 的悬臂桥的主跨或边 跨、2 座斜拉桥的主跨或者桥面、2 座浮桥的桥墩、1 座桥的桥面板。轻骨料混凝土的强度等 级为l c 5 5 l c 6 0 ( 按照1 0 0 m m 1 0 0 m m 立方体标准强度) 。其中1 9 9 9 年建成的2 座悬臂桥 ( s t a l m a 桥和r a t k s u n d 桥) 主跨分别为3 0 1 m 和2 9 8 m ，在当时是世界e 跨度最长的2 座悬臂 桥，在其中部的1 8 4 m 和2 2 4 m 采用了l c 6 0 级轻骨料混凝土，水养护试件的密度为1 9 4 0 k g m 3 。 在日本、挪威及其它一些发达国家，高强、高耐久性的轻骨料混凝土o a c ) 已经越来越多 地用于柔性地基高层建筑、长跨桥梁、隧道以及海洋工程中。挪威在寻找适合北海石油平台用 混凝土的研究中制备出一种高强轻骨料混凝土，其2 8 天抗压强度为5 0 1 0 0 m p a ，而干表观 密度不到1 8 6 5 k g m 3 ；用等量硅粉代替7 的水泥用量的高强轻骨料混凝土( l w a c ) ，其混凝 土氯离子扩散系数大大降低，约为对比普通密度混凝土( n d c ) 的四分之一。在高强n d c 和 l w a c 的t e 较试验中，发现二者的抗疲劳能力没有明显差别，但是少数试验显示高强配筋 l w a c 的抗压疲劳强度要优于同强度n d c 。 在以上研究或者结构应用中所使用的普通轻骨料0 a ) 都有较高的吸水率( 大于5 ) ，给 泵送及抗冻融性能带来了不利影响。因为泵送过程中，在加压条件下n l a 会从浆体中吸取大 量水，从而容易导致管道堵塞。传统的处理方法是搅拌前对轻骨料进行预湿，但这种做法有可 能对轻骨料混凝土的冻融耐久性造成不利影响。些涂覆措施( 例如用石蜡) 虽可吲氐骨料的 吸水率。，但却使得轻骨料的生产过程变得复杂，而且对骨料和浆体界面结合有不利影响。 4 西安建筑科技大学硕士学位论文 ；i i i i i ；i ；i i ；_ ；= j ；目z i i i i i = ；i # ；j i 近年来，轻骨料洄艇懈的个发展方向尉开常帅生产j 开渭的高性自魄骨料，其特征是 陶粒具有高 笥压强度和低吸水率( 常压浸泡2 4 小时吸水率 5 9 6 ) 。这是一条实现高强、高泵送 性以及高耐久性有效而简单的途径，但这种高性能轻骨料混凝土的开发应用目前只有少数试验 研究报道。 清华大学和同本物产新岛株式会社联合开发生产的高性能轻骨料具有优异的性能，并已通 过国家鉴定。用它配制高强度和高耐久性的轻骨料混凝士在保持低密度优点的同时，不对轻哥 料做预湿处理，采用普通工艺，其拌合物就可以获得良好的工作性并可保持1 个小时：其试件 2 8 d 抗压强度达到3 5 8 0 m p a ，并具有3 0 0 次抗冻融循环和2 0 0 万次抗压疲劳的优良性自日1 “。 这种高性能轻骨料在天津已大批量生产。 1 2 3 课题的目的和意义 我国天然轻骨料资源极为丰富，产地较为集中；人造轻骨料已向自动化、无污染的方向发 展，绿色超轻轻骨料将成为生产量最大是 造轻骨料，绿色高性能轻骨料也将投入生产，人造 轻骨料的成本将大幅度下降，预计1 5 2 0 年后，我国人造轻骨料的年产量将达到5 0 0 0 万m 3 ， 这必将为轻骨料混凝土的发展提供较好的条件。我国的轻骨料混凝土。特别是高性能轻骨料混 凝土的利用量与普通混凝土相比相差甚远；特别是西北地区，高性能轻骨料混凝士的工程不是 很多，高等院校、科研院所对这方面投 的精力也不够，更不用说自密实轻骨科高性能混凝土 的开发和利用了。 自密实轻骨料混凝土兼有普通自密实混凝土和轻骨料混凝土的优点，配制此混凝土的成本 会高于自密实混凝土和轻骨料混凝土。但综合考虑建筑成本和社会效益，自密实轻骨料混凝土 的前景还是被看好的。某世界著名的工程建设公司在采用轻骨料混凝土建造各种大跨度桥梁、 高层建筑及超高层建筑方面具有丰富的设计和施工经验，所规划和设计的公路、铁路及桥梁等 工程，遍及我国、亚洲及南北美洲。他们在对我国建筑市场作深入调查研究后认为：仅在高层、 大跨度的土木建筑工程中推广价值工程和采用轻骨料混凝土两项技术，就可使工程造价刚氐 l o 之o 即使在国产轻骨料一时供应不上，采用进口轻骨料的情况下，办可使工程造价降 低5 0 一1 0 0 o 2 0 1 。另外，用于大跨或超高层结构中的轻骨料混凝土由于自重减少所刚氏的建筑物 ( 构筑物) 工程成本，足以弥补轻骨料混凝土材料所产生的高于普通混凝土的成本 捌。 现在，国内外对自密实轻骨料混凝土的研究刚刚起步。随着我国新型住宅结构体系的发展， 预应力大板大丌间结构、异形柱框轻结构等新式建筑结构相继出现，它要求混凝土满足跨度 大、自重轻、保温、隔热、施工性能好并符合可持续发展、绿色环保等要求，采用大流动性的 轻骨料混凝土结构，是最好的选择。为此2 0 0 0 年6 月1 8 - - - 2 2 日在挪威i c r i s d a n s a n d 市召开的第 二届结构轻骨料混凝土国际会议把自密实高性能轻骨科混凝土作为将来新型轻骨料混凝土结 构的第四个发展方向口“，可见本课题的立项与研究是非常有意义的。 西安建筑科技大学硕士学位论文 1 3 课题研究的主要内容 本课题拟在以下几个方西进行介绍和研究： ( 1 ) 轻骨料与轻骨料混凝土 主要介绍了轻骨料的分类；轻骨料的生产及成因，并对轻骨料的生成原理进行了剖析；测 试了本课题所用轻骨料的主要技术性能指标：对高性能轻骨料主要特性进行了介绍，并与普通 轻骨料进行比较；介绍了轻骨料混凝土的特性。 ( 2 ) l c 3 0 l c 5 0 自密实轻骨料混凝土配合比设计 论述了自密实混凝土和自密实轻骨件磁士的配制原理；研究了不同w b 、不同砂率、不同旷物 掺剑渐同9 沏跻簖荆轿鼢比舞匏剽珲下的s c l c 配合e e i 翻量找至了最口 s c l c 配合比参 数值。 ( 3 ) 自密实轻骨料混凝土工作性能的研究 论述了自密实混凝的自密实机制期大流动度条件下混凝土拌合物均匀流动性理论；阐述 了自密实轻骨料高性能混凝土拌合物工作性研究方法：研究了粉煤灰掺量、砂率大小、外加剂 品种、硅灰掺量、预吸水时间和水泥裹浆对s c l c 拌合物工作性的影响，找到了以上因素的影 响规律：采用分层测定仪对拌合物的分层现象进行了研究，找出了保证s c l c 拌合物质量均匀 的主要影响因素，及其适宜用量。 ( 4 ) 自密实轻骨料高性能混凝土力学和耐久性能的研究 在前几章试验的基础上。对配制的自密实轻骨料高性能混凝土的立方体抗压、轴心抗压、 劈拉、抗折、静弹性模量等主要力学性能进行了研究。并对体现其优越性的力学性能的比强度 等重要力学指标进行了比较。研究了自密实轻骨料高性能混凝土抗冻融、抗碳化、抗渗、干缩 变形等耐久性能，总结其规律并给出了综台目_ 价。 6 西安建筑科技大学硕士学位论文 ；i ；j i i i ；i j i ；i i i ii i i ；j ；i i ； 2 轻骨料与轻骨料混凝土 2 。1 引言 轻骨料是堆积密度小于1 2 0 0 k g m 3 的多孔轻质骨料的总称。用它可以配制密度等级为 2 0 0 - q 9 5 0 k g m 3 强度等级为l c 5 o - l c 6 0 的各种轻骨料混凝土。轻骨料依其粒径分为轻粗骨 料及轻细骨料( 如表2 1 ) 。轻细骨料又d q 轻砂，通常只是在配制保温隔热用的全轻混凝土时爿 使用。一般的轻骨料混凝土只使用轻粗骨料，细骨料使用普通砂，或与轻砂配合使用。 表2 1 轻粗、轻细骨料的划分 、名称粒径( r a m ) 堆积密度( k 9 ，m 3 ) 轻粗骨料 5 l 0 0 0 人造的 5 一 搅 细骨料 。_ _ j j 拌i 掺合料 ， vv v 搅拌i 图3 2 使用未预湿处理的轻骨料混凝士的投剌i 口 j 芋 拌 合 物 本试验研究了不同w b 、外加剂品种、矿物掺合料品种和用量、砂率大小对l c 3 0 、l c 4 0 、 l c 5 0 自密实轻骨料高性能混凝土的影响，通过实验室试配研制出性能较好的自密实轻骨料高 性能混凝土配合比。 3 5 1 不同w ，b 条卞 下s c l c 的配制 w b 是影响混凝土强度的主要因素，也影响着混凝士拌合物和硬化后混凝的些性质。 本试验采用固定用水量改变胶凝材料用量的方法来研究不同w b 对s c l c 性能的影响，寻找 最合适的配合比参数。国内外有关文献认为自密实混凝土不同于一般高性能混凝土的明显特征 是胶凝材料的用量一般都在5 0 0 o o k g 树左召明；胶凝材料用量少，包裹轻骨料的胶凝材料 就会减少，混凝土拌合物的流动性降低，轻骨料容易上浮而产生分层、离析；胶凝材料用量过 多，拌合物粘聚性增大，流动性降低，容易堆积于钢筋周围而影响了拌合物的工作性。作者经 过试验，通过添加矿物掺合料和复合高效：f f t v , 剂，用5 l o 5 7 0 k g m 3 左右的胶凝材料成功配制 出了l c 3 0 - l c s o 的自密实轻骨料高性能混凝土。实验室配合t 及性能表3 5 。 表3 5不同肌条件下l c 3 0s c l c 配合比徽值 参数每立方米混凝十中各材料用量( k g m