基于轻质骨料自密实混凝土的最新发展和前景

杨礼东

摘要：目前，随着我国的经济在快速的发展，社会在不断的进步，我国的混凝土是我国重要的原料，在轻骨料自密实混凝土（SCLC）中使用天然和人造轻质骨料在研究领域越来越受欢迎。在过去的十年中，世界各地都在进行了广泛的研究，以便在自密实混凝土（SCC）中使用轻质骨料（LWA）。SCLC使用可再生骨料，很有可能成为传统混凝土的替代材料。本文旨在回顾最近对轻质骨料的物理性质的研究，该研究用于开发轻骨料自密实混凝土的混合设计。在设计中，SCLC的混合比例是实现所需新拌和硬化混凝土性能的关键因素。本文综述了SCLC混合料设计与预期新拌和硬化混凝土的方法。此外，本文还对新拌和硬化混凝土性能进行了讨论。研究表明，在SCC中使用轻质骨料具有广阔的前景，因为它显示出令人满意的填充能力，变形性，抗离析性和抗压强度。然后通过研究建议，以进一步发现轻型自密实混凝土在几个方面，特别是在可持续性方面。

关键词：轻骨料自密实混凝土（SCLC）；轻质骨料（LWA）；抗压强度；拉伸劈裂强度

引言

自密实混凝土（简称SCC）是指在自身重力作用下，能够流动、密实，即使存在致密钢筋也能完全填充模板，同时获得很好均质性，并且不需要附加振动的混凝土。自密实混凝土具备高流动性、高粘聚性、高保水性，以及较好的耐久性能。自密实混凝土具有施工快速、降低成本、减少噪声等特点，可以满足特殊部位施工需要，如钢筋密集、截面复杂等部位。自密实混凝土从推出到现在的普遍应用产生了很多种配合比设计方法，推出了一些新设计参数如浆骨比的控制，也增加了一些新的检测参数如扩展度、T500等质量控制指标。住建部于2012年发布的《自密实混凝土应用技术规程》JGJ/T283-2012对自密实混凝土配合比设计方法进行了规定，但因其设计过程复杂，参数选择约定模糊而没有受到较好的应用。有些教科书推出的配合比设计方法因其过于理论化，在实际拌制混凝土后产生的偏差较大。本文依据多年的检测工作经验，总结了自密实混凝土配合比设计过程中应关注的主要因素，提出了在配合比设计过程中各参数选择应注意的要点。

1自密实混凝土在高速公路中的应用中存在的问题

1．1应用空间发生变化引起对自密实混凝土性能的改变

自密实混凝土在工业民用应用中有很多的不同，在实际的建设中对应用空间的变化也是不同，出现的问题有很多一致的地方，不同的地方也有很多。像高速公路这种施工现场，一般都是封闭性体系的，不像工业与民用建筑那样子是开放性的体系，所以在实际的工程的建设中，使用自密实混凝土这种材料会造成气泡无法排出，多余的浆体也无法排出的问题。像工业民业建筑中需要的基底一般都是土工布柔性基础，这种材质也会增加混凝土流动性的摩擦力。工业民业建筑使用自由流动的灌注方式，意味着在工民建的灌注中需要一次性将混凝土灌注到位，如果有灌注的失误，没有补救的措施。施工的过程中也会有很多辅助的操作，对于工民建的建设来讲，在操作中是不能像工业民用建筑工程一样去实施辅助振捣的，这也就要求混凝土必须有足够的自充填自密实的性能。在工民建的实际施工中，施工地点一般都是条状分布，也就会相应地增加原材料控制难度，并且在材料运输时受运输距离长的限制，对混凝土的性能提出更严格的要求。

1.2轻骨料自密实混凝土（SCLC）

随着混凝土技术的进步，在开发具有SCC和LWC的优点和特性的新型高性能材料方面已经进行了多次尝试。轻质自密实混凝土（SCLC），是将普通自密实混凝土（SCC）的骨料用轻骨料（LWA）代替而得到的一种高性能混凝土，它兼有自密实混凝土和轻骨料混凝土（LWC）的特性，其骨料占混凝土重量的大部分，通常占SCC体积的60。SCLC的使用带来了一些好处，例如减轻自重，缩短施工周期，降低施工成本，消除振动机器发出的噪音，以及由于LWA中的空隙而产生更好的隔热和隔音。

2轻质骨料自密实混凝土的最新发展和前景

2.1从自密实混凝土的配合比例中出发

高速公路的自密实混凝土的使用与工业民用建筑领域有着十分大的区别，特别是对于自密实混凝土的配比来讲更是这样。配比的不同会导致最后建设的结果不同，质量的不同，所以在施工之中要充分考虑自密实混凝土与高速公路之间的特殊的配比与需求。在操作中，如果只是通过传统振捣混凝土配比来进行自密实混凝土的配比会导致胶凝材料的大大增多，自密实混凝土材料收缩变形，甚至会造成填层与道岔板或轨道板间出现裂缝，危害到轨道结构的稳定性与可靠度，降低高速公路的修筑质量。所以，需要工程技术人员根据自密实混凝土性能配合更加完美的比例来加工各种材料。

2.2SCLC的力学特性

1）抗压强度任何创新材料最重要的特性是其抗压强度。混凝土的抗压强度对其结构性能有很大影响。如前所述，SCLC的抗压强度受到原料组成，化学和矿物掺合料的剂量，所用骨料的类型，填充密度和水胶比（W/B）的显着影响。2）抗弯强度抗弯强度是测量混凝土抗拉强度的参数之一。Floyd等人对SCLC进行了全面研究。关于胶凝材料和骨料类型对SCLC工作性的影响。通过它们研究了两种类型的集料，即膨胀粘土和膨胀页岩。他们发现通过增加水泥含量可以获得更好的SCLC稳定性。董健苗等人对剑麻纤维自密实轻骨料混凝土梁进行抗弯性能的试验研究，结果表明：掺加剑麻纤维或增加配筋率，能有效改善试验梁的裂缝形态并提高抗弯刚度。3）抗拉强度在张力作用下混凝土通常较弱，混凝土的抗拉强度通常用于估算在弯曲载荷下会导致构件开裂的载荷，一旦混凝土开裂，混凝土的性能就会受到影响。

2.3拉压比性能

拉压比为劈裂抗拉强度与立方体抗压强度之比，混凝土拉压比性能是混凝土脆性的主要标志，混凝土强度越高，拉压比越小，脆性越大，韧性越小，已有研究表明：普通混凝土的拉压比为0.058～0.125，且强度越高，拉压比越小ＲA-SCC的拉压比随着抗压强度等级的提高而降低，与NA-C和NA-SCC的拉压比发展规律一致．此外，通过表2中拉压比的分析可以得出，ＲA-SCC的拉压比均值较NA-C的拉压比降低28.9%，较NA-SCC的拉压比降低17.8%．这说明ＲA-SCC的脆性特征较NA-C和NA-SCC更加明显，这意味着ＲA-SCC应用于高烈度地震区应采取必要的构造措施以保证结构的抗震性能．

结语

本文综述了轻质骨料在轻骨料自密实混凝土中的应用，并对结果进行了综述。讨论了LWA的物理性质，混合设计方法，SCLC的新拌和力学特性。（1）不同的LWA表现出不同的比重，尺寸等级，形状特征，体积密度和吸水性，导致SCLC的不同性能。（2）SCLC的可行性取决于骨料填充密度和空隙体积。水胶比，高效减水剂的用量和总粘合剂含量对SCLC的工作性能有很大影响。（3）SCLC的抗压强度高度依赖于LWA的强度，因为它们比砂浆弱。诸如水胶比，粘合剂含量和辅助胶凝材料的掺入等因素将显着影响SCLC的抗压强度，并且在混合设计中必须适当考虑它们。

参考文献：

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