轻骨料混凝土的配合比设计

轻骨料混凝土配合比设计的原则及方法与普通混凝土相似，都须先计算初步配合比，再经试拌调整，使混凝土拌和物满足和易性要求，最后通过强度及干表观密度等项试验确定配合比。与普通混凝土不同的是：①在配合比设计的基本要求中增加了表观密度等级的要求；②在配合比设计中必须考虑轻骨料品种、性能对混凝土性能的影响。由于轻骨料品种、性能的差异较大，故在配制轻骨料混凝土时，多依靠经验及试验进行。现仅介绍轻骨料混凝土初步配合比参数选择及计算方法。

表3.39　σ0 取 值 表

轻骨料混凝土的配制强度按下式确定

式中：fh 为轻混凝土配制强度，MPa；fcu.k为设计要求的混凝土强度等级，MPa；σ0 为混凝土强度的总体标准偏差，MPa。

当生产单位无强度试验资料时，σ0 的值可按表3.39取用。

3.8.3.1　原材料及配合比参数选择

（1）轻骨料混凝土原材料选择。

轻骨料混凝土所用原材料包括水泥、骨料、外加剂及拌和用水等。选择适宜的轻骨料及水泥，在配合比设计中具有重要意义。

轻骨料堆积表观密度等级的选择，根据轻骨料混凝土强度等级及表观密度等级，选择轻骨料品种及适宜的堆积表观密度等级。设计强度较高且表观密度较大的混凝土时，常采用堆积表观密度等级较大的轻粗骨料及天然砂做细骨料；设计强度较低且表观密度较低的混凝土时，常采用堆积表观密度等级小的全轻骨料 （参考图3.21及表3.36）。

轻骨料混凝土所用水泥的强度等级，应根据轻骨料混凝土强度等级进行选择。对于强度等级为LC30以下的混凝土，宜选用强度等级32.5级的水泥；对于强度等级为LC30以上的混凝土，宜选用强度等级为42.5级的水泥；强度等级为LC50以上的混凝土，宜选用强度等级为52.5级的水泥。当配制低强度等级的混凝土采用高强度等级水泥时，可通过试验加入适量活性掺合料，以保证其稠度符合要求。

（2）轻骨料混凝土的用水量。

轻骨料混凝土的用水量分为使混凝土获得施工要求的和易性所需用水量 （称为净用水量）和被骨料吸收的水量（称为附加用水量）两部分。总用水量按下式计算

式中：W0为轻骨料混凝土的总用水量，kg/m3；W 为轻骨料混凝土净用水量，kg/m3；WG、WS 分别为轻粗骨料及轻砂的附加用水量，kg/m3。

轻骨料混凝土净用水量参照表3.40取用。

表3.40　轻骨料混凝土净用水量

注 1.表中数值适用于圆球型和普通型粗骨料，对于碎石型粗骨料，需增加10kg/m3左右的净用水量。
2.表中数值适用于砂轻混凝土。
3.掺外加剂时，宜按其减水率适当减少用水量，并按施工稠度要求进行调整。

轻粗骨料、轻砂的附加用水量由轻粗骨料、轻砂1h吸水率决定，当混凝土试配前对轻骨料进行预湿处理（试拌前浸水1h）时，取附加用水量为零。对于普通砂，取附加用水量为零。

（3）水泥用量（mC）选择。

轻骨料混凝土的水泥用量应根据混凝土的配制强度及耐久性要求进行选择。水泥用量较少时，混凝土的水灰比较大，混凝土强度及耐久性较低；水泥用量较多，则会使混凝土表观密度增大，并造成导热性变大等不良影响。因此，轻骨料混凝土的水泥用量必须适当，可参考表3.41选用。

表3.41　轻骨料混凝土的水泥用量　单位：kg/m3

注 1.表中下限值适用于圆球形及普通型轻粗骨料；上限值适用于碎石型轻粗骨料及全轻混凝土。
2.最高水泥用量不宜超过550kg/m3。

当所用水泥强度等级与表3.40不符时，可乘以表3.42中规定的调整系数。为满足混凝土耐久性要求，轻骨料混凝土最小水泥用量及最大水灰比应符合表3.43的规定。

（4）轻骨料混凝土的含砂率Sp 选择。(www.xing528.com)

轻骨料混凝土的含砂率常以体积砂率表示，即细骨料体积与粗细骨料总体积之比。轻骨料混凝土的砂率常较普通混凝土的大。不同用途混凝土的砂率可参照表3.44选取。

表3.42　水泥用量的调整系数

表3.43　轻骨料混凝土的最大水灰比和最小水泥用量

注 1.严寒地区指最寒冷月份的月平均温度低于-15℃者；寒冷地区指最寒冷月份的平均温度处于-5～-15℃者。
2.水泥用量不包括掺合料。
3.严寒和寒冷地区的混凝土应掺入引气剂，其含气量为5%～8%。

表3.44　轻骨料混凝土的砂率

注 1.当采用圆球型轻粗骨料时，宜取表中下限值；当采用碎石型轻粗骨料时，宜取上限值。
2.当细骨料采用轻砂与普通砂混合使用时，可按混合比例进行内插计算取值。

3.8.3.2　轻骨料混凝土配合比计算

轻骨料混凝土配合比计算方法有绝对体积法和松散体积法两种。全轻混凝土宜采用松散体积法，砂轻混凝土两种方法均可采用。绝对体积法的计算方法与普通混凝土相似。松散体积法计算方法比较简便，现介绍如下。

1）初步估计1m3混凝土中粗、细骨料松散状态的总体积Vt。不同类型骨料的混凝土粗、细骨料总体积可参照表3.45取用。

表3.45　粗细骨料总体积

续表

注 1.采用膨胀珍珠岩砂时，宜取上限值。
2.混凝土强度等级较高时，宜取下限值。

2）1m3混凝土粗细骨料用量计算。已知粗骨料堆积表观密度γG，细骨料堆积表观密度γS，则粗骨料用量mG 为

细骨料用量mS 为

3）1m3混凝土总用水量计算。混凝土总用水量W0，按式（3.39）计算。

4）混凝土干表观密度验算。根据计算出的各项材料用量，按下式计算混凝土干表观密度γ干，即

式中：mC 为1m3混凝土水泥用量，kg/m3；1.15为考虑水泥水化后水泥石质量较水泥质量增加的系数。

混凝土干表观密度与设计要求的混凝土表观密度等级进行对比，其差值不应大于2%，否则应调整配合比参数并重新计算配合比。

以计算的配合比为基础，可按普通混凝土配合比设计的步骤，进行混凝土和易性、配合比调整以及强度、耐久性和表观密度等项试验。最后得出和易性、强度及表观密度等均满足要求的混凝土。

轻骨料混凝土因其骨料视密度小，吸水性强，为保证混凝土质量，施工时应注意：①骨料用量以干燥状态为基准的，当轻骨料含水时，必须在附加水量中扣除其自然含水量；②混凝土搅拌时间应适当延长 （最好用强制式搅拌机）；③和易性相同的混凝土，其坍落度比普通混凝土略小，外观上也显得较为干稠，此时应防止因判断上的失误而随意改变加水量；④振捣时应防止骨料上浮；⑤应注意洒水养护，以防干缩裂缝；⑥采用蒸汽养护时，应适当延长静停时间。