混凝土技术丛书--轻集料混凝土

轻集料混凝土是一种具有轻质、保温、隔热、耐火、抗震等优良性能的新型建筑材料。由于轻集料的多孔性可以在一定程度上缓解混凝土内部因水结冰造成的膨胀应力，并可从根本上消除碱集料反应风险，因此轻集料混凝土一般还具有良好的抗冻性和抗碱集料反应性能。此外，随着以工业废渣、城市废弃物等为主要原料生产绿色轻集料技术的日趋成熟，人们可大量使用绿色轻集料替代天然集料配制混凝土，从而减少对天然集料资源的消耗和保护环境。随着高强与高性能混凝土技术的发展，高强轻集料混凝土是一种应用前景极其广阔的新型绿色建筑材料，它不仅适用于高层建筑、桥梁等大跨度结构工程，以及地质条件复杂和对材料耐久性有特殊要求的重点工程建设，而且对各种土木工程都具有广泛意义。轻集料混凝土独特的经济与技术优势已引起了本领域管理、设计、科研与施工等方面相关人员的热切关注。

我国早在20世纪六七十年代就开始进行有关轻集料混凝土的研究工作，但长期以来轻集料主要应用于制作混凝土小砌块、墙板等，在主体结构工程中鲜有应用。近十年来，国内一些科研院所、企业开始进行高强与高性能轻集料混凝土的理论研究与工程应用开发工作，轻集料混凝土在高层建筑、桥梁主体结构的应用也越来越广泛。本书作者长期从事轻集料混凝土的理论研究及其工程应用开发工作，先后承担了国家自然科学基金、国家“863”计划、国家“十五”科技攻关以及省部级科技攻关课题数项，在高强与高性能轻集料混凝土制备技术、轻集料混凝土配合比设计方法、轻集料混凝土工作性评价方法、轻集料混凝土微观结构、轻集料混凝土的脆性及增韧技术、轻集料混凝土泵送施工技术等方面进行了深入和系统的研究，取得了大量创新成果，发表数十篇与此相关的学术论文，研究成果已成功应用于京珠高速公路蔡甸汉江大桥、孝襄高速公路团山河大桥、武汉市证券大厦、武汉市外环线钢桥面铺装等重点工程，并取得了显著的经济与社会效益。

作者在多年科研及大量资料积累的基础上撰写本书，旨在对轻集料混凝土的组成、结构与性能及其工程应用情况进行比较全面系统的介绍。内容以轻集料的生产技术，轻集料混凝土的配合比设计，轻集料混凝土的组成、结构与性能及工程应用为主，力求具有实用性。同时，对轻集料混凝土领域的未来发展趋势也作了较系统的前瞻性探讨，希望对有关的科研、生产和工程应用部门起到抛砖引玉的作用。

在撰写本书的过程中，丁庆军教授、吕林女副教授，研究生张锋、黄劲、彭艳州、邹定华参与了本书部分内容的审核工作，在此一并表示谢意。本书在编写过程中参考引用了国内外一些专家、学者公开发表的研究成果和技术数据，在此表示诚挚的感谢！

由于编著者水平所限，难免有疏漏、不当之处，诚望读者批评指正。



胡曙光2006年1月

本书主要介绍了轻集料的生产技术，轻集料混凝土的配合比设计，轻集料混凝土的组成、结构和性能及其工程应用情况；较为全面系统地介绍了人造轻集料的生产技术、高强轻集料混凝土制备技术、轻集料混凝土的微观结构特征与性能研究以及轻集料混凝土泵送施工技术方面近年来所取得的最新研究成果；还介绍了国内外近年来采用轻集料混凝土具有代表性的工程应用情况。

本书有较强的系统性、理论性与实用性，可供混凝土及制品、建筑工程、交通工程、环境保护等部门的科研、生产技术人员参考，也可作为相关专业领域的各类大、中专院校师生的教学参考资料。

第一章概述1

第一节轻集料混凝土1

一、密度与强度等级划分2

二、轻集料混凝土的分类5

第二节高强与高性能轻集料混凝土6

一、高强轻集料混凝土6

二、高性能轻集料混凝土8

第三节轻集料混凝土的特性10

第四节轻集料混凝土的研究进展16

一、国外轻集料混凝土的研究进展16

二、国内轻集料混凝土的研究进展22



第二章轻集料及其生产工艺27

第一节轻集料的概念及分类27

一、概念27

二、分类27

三、天然轻集料28

四、人造轻集料29

第二节轻集料的基本特性31

一、密度31

二、粒型和表面特性34

三、强度37

四、弹性模量38

五、吸水率39

六、抗冻性41

七、安定性41

八、软化系数41

第三节人造轻集料的生产技术42

一、人造轻集料的焙烧机理42

二、焙烧型人造轻集料的生产技术45

三、非焙烧型人造轻集料的生产技术58

四、高强轻集料的生产技术60

五、建议67



第三章轻集料混凝土的配合比设计69

第一节设计参数选择69

一、试配强度70

二、水泥品种及强度等级70

三、水泥用量71

四、用水量71

五、砂率74

六、轻集料的密度等级75

七、粗细集料总体积75

八、矿物掺合料75

九、外加剂76

第二节配合比设计方法76

一、松散体积法76

二、绝对体积法77

三、粉煤灰轻集料混凝土配合比设计方法79

四、轻集料混凝土配合比的试配调整79

第三节配合比设计实例80



第四章轻集料混凝土的组成与结构87

第一节轻集料混凝土的组成87

一、水泥87

二、辅助胶凝材料88

三、轻集料96

四、细集料100

五、外加剂103

六、纤维106

七、聚合物112

第二节轻集料混凝土的结构113

一、轻集料混凝土的结构特征113

二、轻集料的结构115

三、水泥石轻集料的界面结构118



第五章轻集料混凝土的性能127

第一节新拌混凝土的性能127

一、拌和物结构特征127

二、工作性设计与稳定性控制方法129

三、含气量130

四、密度131

五、工作性评价方法131

六、可泵性134

第二节硬化混凝土的性能140

一、物理力学性能140

二、体积变形特性153

三、耐久性能162

四、耐磨性能169

五、耐火性能170

六、热物理性能171

七、声学性能172

八、吸湿性能173

九、抗滑性能173



第六章轻集料混凝土的制备与施工技术及其应用175

第一节轻集料混凝土的制备175

一、轻集料预处理工艺175

二、搅拌工艺176

第二节轻集料混凝土的施工176

一、拌和物的运输176

二、泵送工艺177

三、浇筑和振捣工艺178

四、养护工艺179

第三节轻集料混凝土生产与施工的质量控制方法179

一、轻集料的质量控制179

二、轻集料混凝土的质量控制180

第四节轻集料混凝土的工程应用182

一、结构轻集料混凝土的应用实例182

二、保温轻集料混凝土的应用实例198

三、展望208



参考文献209