不同用途轻混凝土，含试验指导书

表观密度小于 1 950 kg/m3 的混凝土称为轻混凝土，包括轻集料混凝土、多孔混凝土、大孔混凝土等。

1.轻集料混凝土

用轻粗集料、轻细集料（如轻砂或普通砂）、水泥和水配制而成的混凝土称为轻集料混凝土。它是一种轻质、多功能的新型工程材料，具有较好的抗冻性和抗渗性，有利于结构抗震，并可以减轻结构自重，改善结构的保温隔热和吸声、耐火等性能。

（1）轻集料的分类。轻集料分轻粗集料和轻细集料。凡粒径大于 5 mm、堆积密度小于1 000 kg/m3者，称为轻粗集料；粒径不大于5 mm、堆积密度小于1 200 kg/m3者，称为轻细集料（或轻砂）。

轻集料按原料来源不同，可分为：

① 工业废料轻集料。是利用工业废料加工制作的轻集料，如粉煤灰陶粒、膨胀矿渣珠、煤渣及其轻砂。

② 天然轻集料。是由天然形成的多孔状岩石经加工而成的轻集料，如浮石、火山渣、多孔凝灰岩及其轻砂。

③ 人造轻集料。是以地方材料为原料加工而成的轻集料，如页岩陶粒、黏土陶粒、膨胀珍珠岩及其轻砂。

轻集料按其粒型不同，可分为：

① 圆球形。原材料经过造粒工艺浇制而成，呈圆球状的轻集料。如粉煤灰陶粒和粉磨成球的页岩陶粒。

② 普通型。原材料经破碎烧制而成，呈非圆球形的轻集料。如页岩陶粒、膨胀珍珠岩等。

③ 碎石型。由天然轻集料或多孔烧结块破碎加工而成，呈碎石状的轻集料。如浮石、自燃煤矸石和煤渣等。

（2）轻集料的技术性能。轻集料的颗粒级配、粒型、堆积密度、筒压强度、吸水率及有害物质含量等技术性能，对轻集料混凝土的和易性、强度、表观密度、收缩、徐变和耐久性都有直接影响，所以，轻集料的各项技术性能指标应符合《轻集料混凝土技术规程》（JGJ 51—2002）的规定。

① 颗粒级配。轻粗集料的颗粒级配是由5 mm、10 mm、15 mm、20 mm、30 mm和40 mm筛孔的套筛经筛分判定，仅控制最大、最小和中间粒级的含量及其空隙率。轻粗集料的颗粒级配应符合表4.33要求，空隙率不应大于50%。

表4.33　轻粗集料的级配表（JGJ 51—2002）

② 密度等级。轻集料的堆积密度主要取决于颗粒的表观密度、级配及其类型，因轻集料混凝土在不同使用条件下所要求的表观密度是不同的。按轻集料堆积密度的大小，划分为 8个密度等级，见表4.34。

表4.34　轻粗集料的密度等级、筒压强度及强度等级（JGJ 51—2002）

③ 筒压强度和强度等级。轻粗集料的强度有筒压强度和强度等级两种不同的表示方法。

筒压强度是将 10～20 mm粒级的试样，按规定方法装入特制的承压筒中，当冲压模压入20 mm深时的压力除以承压面积（冲压模的底面积），所得强度即为轻集料的筒压强度。

由于轻粗集料在承压筒内的受力状态呈点接触、多向挤压，因此筒压强度不能真实地反映轻粗集料的强度大小，是一项间接反映轻集料强度大小的指标。

强度等级是将轻粗集料按规定方法配制混凝土的合理强度值，以反映混凝土中轻集料的强度大小。它适用于粉煤灰陶粒、黏土和页岩陶粒。各密度等级的轻粗集料的筒压强度或强度等级应不小于表4.26的规定值。

④ 其他。有害杂质含量、抗冻性和吸水率均应符合《轻集料混凝土技术规程》（JGJ 51—2002）有关规定的要求。

（3）轻集料混凝土的分类。

① 按轻集料品种分为全轻混凝土和砂轻混凝土。全轻混凝土中的粗、细集料全部为轻集料；砂轻混凝土中的粗集料为轻集料，细集料则为部分轻集料或全部普通砂。

② 按轻集料种类分为浮石混凝土、粉煤灰陶粒混凝土、黏土陶粒混凝土、页岩陶粒混凝土、膨胀矿渣珠混凝土等。

③ 按用途分为保温轻集料混凝土、结构保温轻集料混凝土和结构轻集料混凝土，具体见表4.35。

表4.35　轻集料混凝土按用途分类

（4）轻集料混凝土的技术性质。

① 和易性。和易性是指轻集料混凝土拌和物的成型性能，它对原材料用量的确定和拌和物浇筑施工方法有很大程度的影响。由于轻集料的吸水率较大，导致拌和物的稠度迅速改变，所以拌制轻集料混凝土时，其用水量应增加轻集料 1 h 的吸水量，或先将轻集料吸水近于饱和，以保证混凝土的流动性（坍落度或维勃稠度）符合施工要求。(www.xing528.com)

② 强度等级。轻集料混凝土按其立方体抗压强度标准值（即按标准方法制作和养护、边长为150 mm的立方体试块，28 d龄期测得的具有95% 保证率的抗压强度值）划分为CL5.0、CL7.5、CL10、CL15、CL20、CL25、CL30、CL35、CL40、CL45和CL50十一个强度等级。不同强度等级的轻集料混凝土，其适用范围见表4.27。

③ 密度等级。根据轻集料混凝土的表观密度大小，分为 12个密度等级，等级号代表密度范围的中值，如密度为1 000 kg/m3的轻集料混凝土，其表观密度为960～1 050 kg/m3。

④ 变形性能。轻集料混凝土的弹性模量比较小，与普通混凝土相比降低了25%～50%，因此受力后变形较大。同时轻集料混凝土的干燥收缩和徐变都比普通混凝土大得多，这对结构会产生不良影响。

⑤ 导热性。轻集料混凝土的导热系数较小，且随密度等级的降低而变小，λ=(0.30～1.1) W/(m⋅K)，故轻集料混凝土具有较好的保温性能。

⑥ 抗冻性。轻集料混凝土的抗冻性，在非采暖地区要求不低于F15；在采暖地区，干燥的或相对湿度小于60%的条件下要求不低于F25，在潮湿的或相对湿度大于60%的条件下要求不低于F35，在水位变化的部位要求不低于F50。

（5）轻集料混凝土的应用。轻集料混凝土适用于高层和多层建筑、大跨度结构、有抗震要求的结构物等。

2.多孔混凝土

多孔混凝土是指内部均匀分布着大量微小气泡而无集料的混凝土。根据生产工艺（成孔方式）的不同，分为加气混凝土和泡沫混凝土。

（1）加气混凝土。加气混凝土是以含钙材料（如水泥、石灰）、含硅材料（如石英砂、粉煤灰、粒化高炉矿渣、页岩等）、水和加气剂作为基本原料，经磨细、配料、搅拌、浇筑、发泡、凝结、切割、压蒸养护而成。

发气剂一般采用铝粉，加入混凝土浆料中与氢氧化钙发生反应产生氢气，形成许多分布均匀的微小气泡，使混凝土形成多孔结构。除用铝粉作加气剂外，还可以用双氧水（过氧化氢）、漂白粉等作加气剂。

① 加气混凝土的品种。根据加气混凝土的基本组成材料，主要有水泥矿渣砂加气混凝土、水泥石灰砂加气混凝土和水泥石灰粉煤灰加气混凝土。

② 加气混凝土的主要技术性质。

a.表观密度：加气混凝土按其表观密度分为400、500、600、700、800 kg/m3 五个等级，目前使用较多的是500 kg/m3和700 kg/m3两种。

b.孔隙率：不同表观密度的加气混凝土具有不同的孔隙率，见表4.28。

c.抗压强度：加气混凝土以边长为100 mm的立方体试块测定其抗压强度。加气混凝土的抗压强度与其表观密度有密切关系，见表4.36。

表4.36　不同表观密度加气混凝土的孔隙率和抗压强度

注：括号内数值为粉煤灰加气混凝土的抗压强度值。

d.导热系数：加气混凝土的导热系数与其表观密度和含水率大小有关，一般为0.12～0.27 W/(m⋅K)。

③ 加气混凝土的应用。加气混凝土是多孔轻质材料，孔隙率极高，具有良好的保温隔热、吸声、耐火性能和易于加工、施工方便等优点，可制作砌块、内外墙板、屋面板、保温制品等。

由于加气混凝土强度较低、吸水率大、耐水性差，如果用于承重墙体时，房屋的层数不得超过3层，总高度不超过10 m，同时墙体表面应做饰面防护措施。故加气混凝土不得用于建筑物基础以及处于浸水、高温、化学侵蚀环境和表面温度高于80°C等部位。

（2）泡沫混凝土。泡沫混凝土是由水泥净浆、部分掺和料（如粉煤灰）加入泡沫剂经机械搅拌发泡，浇筑成型，用蒸气或压蒸养护而成的轻质多孔材料。

常用的泡沫剂有松香胶泡沫剂和水解牲血泡沫剂。松香胶泡沫剂是用氢氧化钠加水拌入松香粉（质量比为1∶2∶4），经过加热，再与皮胶或骨胶的胶液搅拌而成。水解牲血泡沫剂是用尚未凝结的动物血和氢氧化钠、硫酸亚铁、氯化铵和水等制成。这些泡沫剂在使用时，经温水稀释，用力搅拌即可形成稳定的泡沫，并稳定存在于水泥浆料中。

配制自然养护的泡沫混凝土时，水泥的强度等级不宜低于32.5，否则混凝土强度太低。在生产中采用蒸气养护或蒸压养护，不仅可以缩短养护时间，而且还能提高混凝土强度。也可以掺入粉煤灰、煤渣或矿渣等工业废渣，以节省水泥，降低生产成本，保护环境。如以粉煤灰、石灰、石膏等为胶凝材料，经蒸压养护，可制成蒸压泡沫混凝土。

泡沫混凝土的表观密度为 300～800 kg/m3，抗压强度为 0.3～5.0 MPa，导热系数为(0.1～0.3) W/(m⋅K)，抗冻性、耐腐蚀性能较好，易于加工，可根据需要制成砌块、墙板、保温署管瓦等，用于非承重墙体、生产屋面和管道保温制品等。

3.大孔混凝土

大孔混凝土是由粒径相近的粗集料、水泥和水配制而成的一种轻混凝土。这种混凝土中没有细集料，水泥浆只是包裹在粗集料表面，将它们胶结在一起，但不起填充空隙的作用，因而在混凝土内部形成较大孔隙。按其所用粗集料的品种，可分为普通大孔混凝土和轻集料大孔混凝土。普通大孔混凝土是用碎石（或卵石、矿渣）配制而成的。轻集料大孔混凝土则是用陶粒、浮石、碎砖、煤渣等配制而成的。

普通大孔混凝土的表观密度一般为1 500～1 900 kg/m3，抗压强度为3.5～10 MPa。轻集料大孔混凝土的表观密度一般为500～1 500 kg/m3，抗压强度为1.5～7.5 MPa。

大孔混凝土的导热系数小，保温、透水性能好，吸湿性较小。收缩一般较普通混凝土小30%～50%，抗冻性可达15～20次冻融循环。

大孔混凝土由于无砂，故水泥用量较少，一般只需 150～250 kg/m3，水灰比较小，一般为 0.4～0.5。在施工时应严格控制用水量，以免因浆稀使水泥浆流淌沉入底部，造成上层集料缺浆，导致混凝土强度不均匀，质量下降。

大孔混凝土可用于现浇基础、勒脚和墙体，或制作空心砌块和墙板；也可作为地坪材料和滤水材料，如排水暗管、滤水管、滤水板等，广泛用于市政工程。