《高强轻质混凝土》word版

1、1, and prepared according to 1.1, and thermal power engineering started debugging work provides 1.2, and thermal power power plant construction engineering started and the completed acceptance procedures 1.3, and thermal power unit started steam Blowpipe guide is 1.4, and thermal power engineering a

2、djustment try shipped quality test and the evaluation standard 2, and #1 furnace started debugging organization measures and the related provides 2.1, and organization Division: for guarantee wide up thermal power plant #1 furnace started debugging and the part steam machine system of smooth voted s

3、hipped, special established #1 furnace try shipped professional group, members following: leader: Deputy Leader: supervision: crew: wide up try shipped personnel: wide up acceptance personnel: 2.2, and debugging, and try shipped content: boiler auxiliary machine Division debugging electric dust of D

4、ivision try turned and the debugging baking furnace Cook furnace boiler rushed tube, and blow sweep security door check 2.3, and operation provides and the Division: #1 furnace debugging, and try shipped by #1 furnace try shipped professional group requirements for, which single try turned and Divis

5、ion try shipped by xD three company led is responsible for. all moving operation operation must be in strict accordance with the prior authorization of the #1 boiler commissioning professional working group, and after starting, the test command-approved #1 furnace steps in the test programme, event

6、of temporary changes be reported to headquarters approval. commissioning, trial operation process is required for each project by Northwest electric power construction company ready "equipment installation records", and fill in the test application form, the a and b sides after passing the

7、 checks, fill in "partial commissioning checking before a visa", reported head of the approval, carried out by the leader of unified command. About each action are made by the leader of a unified command, operation after the report to the team leader. Without the Director's consent sha

8、ll not unilaterally make any startup operation, such as single operations, who is responsible for all security responsibilities, with no ties to the other side. all before the first turn of the motor, must be approved by both parties a common roll insulation measurement can be carried out properly.

9、After the end of each project commissioning, fill in "partial acceptance visa trial shipments." As motor in rotating equipment commissioning test switch and mechanical part of their trial cannot continuously, this is considered two test projects shall be carried out according to the above

10、four steps. 2.4, and attached work votes issued people, and license people, and work head list: party electrical first species, and second species work votes license people list: party engine work votes license people list: b electrical first species, and second species work votes issued people: b h

11、ot control professional issued people list: b hot control professional work head: b steam machine professional work votes issued people: b steam machine professional work votes head: b boiler professional work votes issued people: b boiler professional work votes head: attached: about personnel of c

12、ontact phone party b Division 3, boiler auxiliary equipment debugging scenarios 3.1, send, induced draft fan try turned 3.1.1, try turning the former requirements of: 3.1.1.1, fan body and motor installed, based the second Grouting ends, and the concrete strength is up. 3.1.1.2, coupling the Centre

13、has finished aligning standards, approved visa. 3.1.1.3, bearing clearance normal outer rims and bearing clearance is up to standard. 3.1.1.4, Benton . Condition. 5.1.3, oven starts all range of comprehensive systems have been installed, grate, delivery, fan and slag machine to try to transfer a qua

14、lified acceptance and visas. 5.1.4, boiler pressure parts, body pipe all installed, water pressure test and acceptance of visa. 5.1.5, thermal, electrical and instrument installation, single school qualified to simulate joint school qualified, ready to operate. 5.1.6, furnace wall masonry and pipe i

15、nsulation, corrosion protection all over, and acceptance. Boiler air and flue gas ducts clean, clutter-free, external oven site has been cleaned up. 5.1.7, ESP installation completion and acceptance of visa, water-film dust collector completes the installation of approved轻骨料混凝土姓名：吕浩阳学号：g201409106系别：

16、建筑工程学院轻骨料混凝土1前言混凝土是现代工程结构中最大宗的建筑材料之一。全世界混凝土年产量约90亿吨，我国占40%以上，这样每年要用掉20亿吨以上的天然骨料。对骨料等资源的大量开采已造成了很多地方出现资源匾乏、耕地破坏、山林遭毁等问题。利用天然轻骨料、工业废料轻骨料、人造轻骨料等制成的轻骨料混凝上(LWAC)具有密度较小、相对强度高以及保温、抗冻性能好等优点，降低结构自重，同时也在很大程度上节约水泥、钢筋等建筑材料，具有明显技术经济优势。利用工业固体废弃物如粉煤灰、锅炉煤渣、煤矸石等制备轻质混凝土，可降低混凝上的生产成本，废物利用，减少城市或厂区的污染，减少堆积废料占用的土地，有效地利用资源

17、和保护环境1。轻骨料混凝土问世以来，在工程应用中表现出了很多优点:性能优良(在隔热保温、耐火、抗震、耐久抗冻、抗渗等方面均表现出较好的性能)、经济效益好、节能效果显著、施工适应性强和应用范围广等。特别是随着高强轻骨料混凝土的开发，等级为LC30-40的高强轻骨料混凝土目前已在城市立交桥、高层建筑、大跨度桥梁及海工等建筑物中得到应用，而在实验室中LC100以上的超高强轻骨料混凝土已经研制成功2。2轻骨料混凝土基木定义我国轻骨料混凝土技术规程(JGJ 51-2002)中对轻骨料混凝土的定义为:“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1950 kg/m3的混凝土”。由普通砂

18、或部分轻砂做细骨料的称为砂轻混凝土，全部由轻砂做细骨料的称为全轻混凝土。轻骨料可以使用天然轻骨料(如浮石、凝灰岩等)、工业废料轻骨料(如炉渣、粉煤灰陶粒、自燃煤矸石等)、人造轻骨料(页岩陶粒、粘土陶粒、膨胀珍珠岩等)等。目前使用的轻骨料主要是陶粒，与普通骨料(天然密实石子)相比，陶粒的密度小、强度低且弹性模量小3。表观密度大于2600 kg/m3的混凝土是重混凝土，表观密度在1950-2500kg/m3的是普通混凝土。表1列出了一些国外规范对轻骨料混凝土的定义。规范名称定义AC1 318-95(美国)使用轻骨料并且干密度不超过1840kg/m3，不使用普通砂的称为“全轻混凝土”，全部细骨料采用

19、普通砂的称为“砂轻混凝土”ACI 213-87(美国)结构轻骨料混凝土的最小28天圆柱体抗压强度为17.24MPa，干密度不超过1850kg/m'，全部或部分骨料采用轻骨料。UNI 7548-part(意大利)轻骨料混凝土是由轻骨料代替部分或全部普通骨料，轻骨料混凝土的密度不大于1850kg/m3。PN-91/B-06263波兰)由水泥、轻骨料、水、矿物添加剂和化学外加剂配制而成的干表观密度不大于2000kg/m3的混凝土。关于高强轻骨料混凝土的划分标准，国内外略有区别。我们认为强度等级达到LC30及以上者称为高强轻骨料混凝土。3国内外的应用研究现状美国早在1913年就研制成功了页岩陶

20、粒(国外又称膨胀页岩)，很快就用它配制成抗压强度为30MPa-35MPa的轻集料混凝土，并应用在了房屋建筑、船舶制造和桥梁工程中。20世纪60年代中期，美国采用轻骨料混凝土取代普通混凝土，修建了52层218米高的休斯顿贝壳广场大厦，所用轻骨料混凝土的干表观密度为1840 kg/m3，抗压强度32-42M Pa，取得了显著的技术经济效。2001美国在California用轻骨料混凝土建成的Benicia-Martinez桥，该桥总长27 16米，最大跨度200米，所用轻骨料混凝土28天抗压强度为45MPa，干表观密度1920kg/m3。1993年以来美国每年轻骨料使用量都在350415万m3，其

21、中用于结构混凝土部分在80万m3左右。 20世纪90年代初期，挪威、日本等国家研究了高性能轻骨料混凝土的配方、生产工艺、高性能轻骨料等，重点在于改善混凝土的工作性和耐久性，并取得了一定的成果。例如，英国采用高强轻骨料混凝土建造了北海石油平台；挪威已成功应用CL60级轻骨料混凝土建造了世界上跨度最大的悬臂桥；日本则在1998年成立了一个由18家公司组成的高强轻骨料混凝土研究委员会，专门研究粉煤灰轻骨料混凝土。如今，国外发达国家高性能轻骨料混凝土的应用已取得了丰富的经验。CL 50-CL60轻骨料混凝土已在工程中大量使用结构轻骨料混凝土的抗压强度最高为80MPa，其表观密度在1800-2000kg

22、/m3之间。我国的轻骨料混凝土的研究始于20世纪50年代，以陶粒混凝土的研制居多，沸石和煤矸石等轻骨料混凝土产量较少。先后研制成粘土陶粒、页岩陶粒和烧结粉煤灰陶粒等人造轻骨料。我国轻骨料混凝土在承重结构中的应用与发展始于60年代初期；1960年在河南平顶山建成了第一座轻骨料混凝土大桥一洛河大桥，此后在其他桥梁上也部分应用了轻骨料混凝土。到了90年代初期，由于我国的轻骨料质量较差以粉煤灰为主的其它品种陶粒的质量不尽人意，所配制的结构用轻骨料混凝土的表观密度一般为1800-1950kg/m3，抗压强度为5. 0-25MPa，即密度较大，而强度偏低，轻骨料混凝土主要用作一些非承重结构，而很少用于结构

23、工程。同时由于造价原因，在非结构工程中的应用经济效益不显著，使其应用和发展受到一定的限制。直到20世纪90年代中后期，在国内外轻骨料混凝土技术迅速发展的推动下，我国高强轻骨料混凝土的研究和应用开始出现了新的转机，高强轻骨料的生产已形成一定的规模。在此背景下，轻骨料混凝土又开始在高层建筑和桥梁工程中获得应用。如珠海国际会议中心采用了LC30泵送轻骨料混凝土，武汉证券大厦64-68层楼板使用了LC35轻骨料混凝土，云南建工医院主体结构使用LC40轻骨料混凝土，天津永定新河大桥引桥应用了预应力LC40高强轻骨料混凝土，京珠高速公路湖北段蔡甸汉江大桥桥而使用了LC40泵送纤维增强轻骨料混凝土。 目前，

24、我国轻集料混凝土的应用仍主要用于低强度的非承重结构，如生产小砌块。在高层建筑和大跨度的桥梁中应用与国外相比还很少，虽然现在也能配制出抗压强度达70MPa的结构轻集料混凝土，但在工程中实际只用到LC40。在桥梁工程中的应用近几年虽有所突破，但最大跨度仅达35m。全用轻集料混凝土的工程(包括桥梁、桥而板、承台、桥墩、基础)和在旧桥改造(修复、加固、加宽等) 中应用仍然很少。在采油平台、水上漂浮物、船坞等特殊工程中应用更未见报导。高强轻集料新品种、高性能轻集料的研制和应用进展缓慢。在工程施工中，混凝土的浇灌技术，南京等地成功的尝试泵送施工，但大量轻集料混凝土仍采用常规的方法，泵送混凝土技术应用很少，

25、尚未能适应现代化施工的要求，与发达国家仍有不小的差距4。4轻骨料混凝土的特点4.1轻骨料混凝土组成结构特点 轻集料混凝土的组成除用轻集料代替普通混凝土的天然岩石集料外，其余材料组成与普通混凝土基本相同。而轻集料对混凝土主要性能的影响与普通集料对混凝土主要性能的影响有许多相同之处，但轻集料与普通集料的不同点主要是质轻、内部具有高度的多孔性、在水泥浆中具有吸水放水的作用，本身强度低，弹性模量低。轻集料多孔性使轻集料混凝土内部结构发生了以下变化: (1)轻集料与水泥石界面层致密，缺陷减少:轻集料吸收水泥中水分，使界而区水灰比降低，硬化水泥石密实度增加；轻集料中预湿吸收的水随水泥水化进程不断释放出来，

26、补充水泥水化用水，进一步提高了界而区结构密实性；轻集料早期吸水，使普通集料表而常见的水囊在轻集料混凝土中消失，减少了界而缺陷；吸入轻集料表面开放孔中的水泥浆的锚固作用，提高了界而强度。 (2)轻集料混凝土中孔含量增加:轻集料中孔的存在，可以有效的缓解冻涨、碱集料反应等膨胀作用。(3)水泥石内受返水的养护作用，使水泥水化度提高，水泥石孔隙率降低、孔径小:返水作用减少早期的开裂，且随轻集料预湿程度的提高，养护龄期延长，水泥石结构变化愈明显。4.2轻骨料混凝土的性能特点 与普通混凝土比较轻集料混凝土具有如下独特的性能特点: (1)比强度高:40MPa-50MPa的轻集料混凝土体积密度可保持在1700

27、kg/m3 -1900kg/m3，比普通混凝土轻1/5左右。 (2)具有隔热、保温、保湿功能:体积密度为1750kg/m3的轻集料混凝土的导热系数大大低于普通密度混凝土的导热系数，因此从建筑节能方而考虑，采用轻集料混凝土作墙体材料，较传统的实心粘士砖或普通混凝土可节能约30% -50%。 (3)耐火性好:耐火能力是普通混凝土的4倍。在650高温下，轻集料混凝土能维持室温时强度的85%，而普通混凝土只能维持35%-75%。 (4)抗震性能好:其构筑物在地震荷载下对冲击波能量吸收快，减震效果好。陶粒混凝土相对抗震系数为109，普通混凝土为84，砖砌体为64。 (5)耐久性好:HPLC具有与高性能普

28、通密度混凝土相当的耐久性。如50MPa-100MP。的高强轻集料混凝土具有非常低的渗透性和良好的抗冻性。Holm等人把轻集料混凝土的高抗渗性归结于轻集料与水泥石之间优良的界而以及混凝土整体结构更加均匀等原因；同时，轻集料的多孔性可以缓解水结冰而产生的膨胀应力，使得HPLC具有良好的抗冻性。 (6)抗裂性好:同普通混凝土相比，轻集料混凝土的热膨胀系数和弹性模量小，使得由于冷缩和干缩作用引起的拉应力相对较小；同时，轻集料具有自养护作用，可减少轻集料混凝土的开裂，这对改善结构的耐久性是十分有利的。 (7)无碱一集料效应:轻集料中虽然都含有活性成分，但至今尚未见到有关轻集料混凝土由于碱集料反应造成破坏

29、的报道。(8)综合经济效益好:尽管轻骨料自身的价格比普通石子贵，导致轻骨料混凝土的单方造价高于同强度等级的普通混凝土，但是由于其减轻了结构自重，缩小断面尺寸，增加使用面积，降低基础荷载而具有显著的综合经济效益。采用陶粒混凝土建造高楼，可降低建筑物自重30%-40%，减少劳动强度20%，减少材料运输重量30%-40%，降低工程造价10%。尤其用于桥梁及高层、大跨结构或旧桥的维修加固工程会产生更大的经济效益4。5高强轻骨料陶粒混凝土 轻骨料混凝土的应用特点由其力学性能决定，而轻骨料强度决定着其力学性能。轻骨料的强度既是轻骨料混凝土的重要性能指标，也是保证轻骨料混凝土耐久性的前提。因此，合理选择轻骨

30、料和高强混凝土最佳配合比设计方案尤为关键。本文采用不同类别轻骨料陶粒进行陶粒混凝土试验。采用三种不同强度轻骨料陶粒，三种水胶比，三种粉煤灰掺合量设计了27组共243个试件，重点对制备的轻骨料混凝土的立方体抗压强度随龄期发展，以及轻骨料种类、水胶比大小、粉煤灰掺量对立方体抗压强度影响进行对比分析。最终，得出最优骨料和最佳配合比方案，为高强轻骨料混凝土的配置提供依据。5.1试验5.1. 1原材料 试验使用秦岭牌普通硅酸盐水泥P·O42.5，拌合用水为普通自来水，粉煤灰掺合料使用渭河电厂2级粉煤灰。粗骨料采用甘肃白银津川陶粒厂的粘土陶粒(N)、天津宝通陶粒厂的粉煤灰陶粒(F)和湖北宜昌宝珠

31、陶粒厂的页岩陶粒(Y) 三种不同强度的陶粒，陶粒形状及表面状态见图1,陶粒的各项物理力学性能见表1。细骨料采用质量比为3: 1的河砂与陶砂混合，河砂为渭河中砂，细度模数为2.5，含泥量2%，堆积密度1565 kg/m3，表观密度2650 kg/m3，颗粒级配良好。陶砂选用甘肃白银津川陶粒厂的粘土陶粒，堆积密度749 kg/m3，表观密度1510kg/m3，细度模数为4.79。外加剂选用JKPCA-02聚羧酸高性能减水剂。5.2配合比设计 高强轻质混凝土的配合比设计更大程度上依赖于经验积累和试验试配。使用国产3种陶粒为轻骨料，通过掺入活性矿物掺合料(粉煤灰)与高效减水剂复掺技术，采用“绝对体积法

32、”设计了三种陶粒混凝土的配合比。设计中，参照轻骨料混凝土技术规程（JGJ51-2002)规定，首先确定三个重要的设计参数，即水泥用量、水胶比和砂率，然后利用绝对体积法计算细骨料和粗骨料用量。按式(1)至(4)进行计算。式中:Vs：每立方米混凝土的细骨料绝对体积，m3；M：每立方细骨料用量，kg； mc：每立方米混凝土的水泥用量，kg；c：水泥的相对密度c=2.9-3.1；mwn每立方的净用水量，kg；：水的密度，取=1.O；SP：体积砂率，%；Va每立方米混凝土的轻骨料绝对体积，m3 ；s：细骨料密度，采用普通砂时，为砂的相对密度，可取2.6；ap：轻粗骨料的颗粒表观密度，kg/m3；ma:每

33、立方粗骨料用量，kg。 其中水泥用量选为500 kg/m3，体积砂率为35%。粉煤灰掺量(粉煤灰占粉煤灰和水泥的总质量的百分率)选为18% ,20%和22 %，水胶比选为0.36( A组),0.33 (组)和0.3(C组)，使用“绝对体积法”设计了高强轻质混凝土的配合比。试件的种类、编号、粉煤灰掺量及水胶比如表2所示。5.3混凝土的制备与养护采用自然状态的轻骨料，按照图2所示的工艺流程成型，搅拌机为强制搅拌机，浇筑试块尺寸为100mm x100mm x 100mm混凝土在成型时所加入水的总量为净用水量加上轻骨料在1h后的吸水量。在振动台振动0.5min密实后用刮刀插实周边、抹平表面，塌落度控制

34、在(110-150mm)范围内，24h后拆模。将试块放入养护室，在标准条件下养护。分别在养护3d，7d和28d时进行试验。5.4试验结果 试验加载在压力试验机WAW31000微机控制电液伺服万能试验机上进行，试验应连续而均匀地加荷，混凝土强度等级低于C30时，其加荷速度为0.3-0.5 MPa/s；若混凝土强度等级高于或等于C30，则为0.5-0.8MPa/s。当试件接近破坏而开始迅速变形时，停止调整试验机油门，直到试件破坏，并记录破坏荷载。各阶段龄期的抗压强度fck如表2所示。5.5影响因素分析5.5.1粉煤灰掺量 图3为N组，F组和Y组三组陶粒之间不同粉煤灰掺量在不同龄期间的对比条形图。通

35、过图中对比可知，随着活性矿物掺合料粉煤灰掺量从18%增加到22%，立方体抗压强度变化不大。具体表现为粉煤灰掺量越高，高强轻质混凝土的早期强度越低，但是28d强度最终达到同水平条件下最高。分析原因是由于粉煤灰参与水化反应的程度一般在14d左右才明显加大，所以早期强度低而不影响最终28d强度。因此粉煤灰掺量并不是越多越好，应根据实际需要调节粉煤灰掺量，以达到最佳效果。5.5.2陶粒 图4为在选定水胶比条件下，N组，F组和Y组三组的立方体强度随龄期的增长情况，由图可见，陶粒种类，即骨料强度明显影响陶粒混凝土的抗压强度。Zhang的结论“骨料强度是控制高强轻骨料混凝土强度的主要因素”，以及Yang等研

36、究者也指出“轻骨料强度是高强轻质混凝土强度的控制因素”，轻骨料混凝土的立方体抗压强度的决定因素是轻骨料强度，如果轻骨料强度已达到峰值，混凝土强度会达到最大值，即使加入再多水泥也不会提高混凝土的强度。5.5.3水胶比从图5中可以看出，三组陶粒混凝土立方体抗压强度在骨料选定的条件下，随着水胶比从0.36降到0.30立方体抗压强度提高比较明显，因此与普通混凝土相同，配合比对混凝土的强度有着决定性影响，但同时考虑到轻骨料混凝土自身特点，如表观密度比较低，所以在水胶比较低时，其工作性能会大幅度下降，尤其是流动性，这对施工造成很多不便，因此要将轻质混凝土的水胶比控制在合理的范围内，才能更好地发挥轻质混凝土

37、自身优势而又不影响施工。5.6高强轻骨料混凝土破坏模式混凝土的力学性能由骨料性能、硬化水泥浆体性能及骨料与水泥石的豁结性能决定。从图6中可以看出，高强轻质混凝土的破坏形式与普通混凝土的破坏形式截然不同，普通混凝土由于骨料强度大于水泥石强度，骨料与水泥石的界面区是普通混凝土的最薄弱环节，即普通混凝土通常以界面破坏为主。而对于轻质高强混凝土，轻骨料强度往往小于水泥石的强度，因此轻骨料混凝土往往产生骨料破坏，即骨料强度是混凝土强度的决定因素。本文选用三种材料的试验数据和破坏形式正好论证这一结论。5.7结论(1)对国产三种陶粒力学性能进行试验，并采用三种陶粒配出不同强度的混凝土。甘肃白银津川陶粒厂产粘

38、土陶粒为700级，可配混凝土强度等级为30 MPa；湖北宜昌宝珠陶粒厂页岩陶粒为900级，可配混凝土强度等级为40 MPa；天津宝通陶粒厂产粉煤灰陶粒为1000级，可配混凝土强度等级为40 MPa；(2)骨料强度决定轻骨料混凝土抗压强度，采用页岩陶粒可配置强度等级高于LC40的高强轻骨料混凝土； (3)水胶比越小，轻骨料混凝土试块强度越低；在不同养护时间内，粉煤灰掺量对轻骨料混凝土强度的影响不同，并不是越多越好，应根据实际需要调节粉煤灰掺量，以达到最佳效果5。6粉煤灰高强轻骨料混凝土早期自收缩及抗裂性试验研究本文以LC50粉煤灰高强轻骨料混凝土为研究对象，采用自行设计试验以及椭圆环抗裂性试验方

39、法，重点研究粉煤灰掺量、细度、水胶比、骨料预湿状态等多因素对混凝土早期自收缩和抗裂性的影响规律，并与基准轻骨料混凝土进行比较，评价了粉煤灰高强轻骨料混凝土的自收缩变形特征和趋势。6.1试验6.1.1原材料及性能 水泥(C):P·042.5，产自湘乡水泥厂，比表面积325 m2/kg，主要成分见表1。 轻粗骨料:高强页岩陶粒，5-20mm连续级配，堆积密度750kg/m3，筒压强度8.5MPa。 细骨料:河砂，中砂且级配良好，表观密度2650kg/m3。 粉煤灰:湖南湘潭电厂生产的三种粉煤灰:II级粉煤灰(FA(II) ,I级粉煤灰(FA(I)及超细粉煤灰(UFA)，比表面积分别为30

40、5m2/kg,425 m2/kg和550m2 /kg；45m方孔筛筛余分别为18% ,11% ,0%。化学成分见表1。 减水剂:聚羧酸高性能减水剂，减水率>25 %，含固量33%。6.2试验方法 (1)自收缩测试方法:成型尺寸100mm x 100mm x 515mm的棱柱体试件，在试件的两端预埋测头，试件成型24h后拆模，用石蜡以一定厚度均匀涂抹试件表面进行密封处理，同时用塑料薄膜包裹，以防止混凝土与外界环境的水气交换。为了解混凝土早期的自收缩变形，从试件拆模即测其初长，然后在温度为(20±1)、湿度为(50±3)%的条件下养护，依次测试12h,1d,3d,7d,1

41、4d,21 d,28d的自收缩率。(2)早期抗裂性测试方法:采用椭圆环法(改进后可用于含粗骨料混凝土的测试，如图1所示)进行限制收缩开裂的测试，其在椭圆长轴端点附近的应力较大，易产生裂缝，通过观察裂缝的产生和宽度来判定材料早期抗裂性的优劣。成型后的试件放入标准养护室中带模养护18h，然后脱去试件的椭圆环外模，在试件的上表面涂上玻璃胶以密封，以便干燥从侧表面发生。然后将试件放入温度为(20±3) ,RH为(50±4)%的恒温恒湿室中养护，并观察裂缝的发生发展情况，记录开裂时间，裂纹宽度采用40倍专用读数放大镜观测。 (3)强度测试:根据GB/T 50081-2002普通混凝土

42、力学性能与试验方法标准进行测试。6.3粉煤灰高强轻骨料混凝土的制备采用三种粉煤灰分别以10%-30%的比例取代水泥，成型LC50粉煤灰轻骨料混凝土试件。然后，选取20% UFA掺量的混凝土，改变水胶比和改变骨料预湿状态，成型收缩试件，并测试各龄期的自收缩率，其试验配合比和28d抗压强度结果如表2所示。6.4结果及讨论6.4.1粉煤灰掺量对轻骨料混凝土早期自收缩的影响 掺三种细度粉煤灰的早期自收缩结果如图2,3,4所示，并与基准轻骨料混凝土试样进行比较。 由图2,3,4可知，随着粉煤灰的掺入，轻骨料混凝土的早龄期自收缩变形均得到了一定程度的抑制。随着水泥被粉煤灰10% ,20%、30%等量取代，

43、早期7d时，掺FA(II)试样较基准样分别减小4.12% ,13.58%、19.96%，掺FA(I)分别减少7.41% ,17.70% ,29.60%，掺UFA的试样则分减少12.55% ,22.84%,26. 95%。且随着掺量的增加，自收缩变形均随之减小。说明，粉煤灰对轻骨料混凝土早期自收缩变形的改善是较为有效的。分析原因，可认为，粉煤灰取代水泥掺入，在水化早期是作为填料不参与水化的，水泥掺量减小，相当于增加了水化体系早期的有效水灰比，自由水分相对增加，有效减小了内部毛细管微结构自干燥引发的自收缩变形。6.4.2粉煤灰细度对轻骨料混凝土早期自收缩的影响 图5选取了三组粉煤灰掺量均为20%的

44、试样(2号、5号、8号)，比较了不同细度粉煤灰对轻骨料混凝土早期自收缩的影响规律，并结合基准样进行分析。可以看出，随着粉煤灰细度的增加，自收缩变形是随之降低的，即掺粉煤灰试样自收缩率大小关系为:FA (II) > FA (I) > UFA。相比基准样，3d时自收缩变形分别减少9.86% ,12.98% , 28.37%。分析原因可以认为，粉煤灰颗粒越细，颗粒数越多，可以更好地密实填充微结构孔隙，早期作为惰性填料，相当于增加了集料体积，形成坚强的微集料骨架强化了水泥基材，加之粉煤灰颗粒本身强度较高，因而进一步抑制了自收缩变形的增长。另外，考虑到粉煤灰中的活性成分SiO2和Al203等

45、，可与水泥水化产物中的Ca(OH)2晶体发生二次水化反应，从而易导致收缩变大的问题。事实上，在水化早期，由于粉煤灰本身表面致密度高，即使是超细粉煤灰，其二次水化反应程度也十分有限，因而其引发的收缩增大的趋势不明显。而到水化中后期，其二次水化反应形成胶凝性矿物，可进一步填充结构中的空隙，优化微观结构，使微观结构进一步致密化，孔隙率降低，弹性模量增大，从而提高了粉煤灰轻骨料混凝土的抗自收缩的变形的能力。因而总起来看，随着粉煤灰细度的增大，轻骨料混凝土自收缩变形得到了较好的抑制。6.4.3水胶比对粉煤灰轻骨料混凝土早期自收缩的影响 高强混凝土一般采用低水胶比，内部自由水分较少，自收缩变形较普通混凝土

46、更大，因此针对不同水胶比对轻骨料混凝土的自收缩影响展开了对比研究，水胶比分别包括0.26,0.29,0.32。试验结果如图6所示。结果表明，随着混凝土水胶比的降低，早龄期自收缩变形显著增大。尤其当水胶比降低到0.26时，3d和7d自收缩率分别达到401 x 10 -6和490 x 10 -6，相比8号试(W/B=0.29)，提高了25.7%和23.5%。而水胶比增大为0.32(11号试样)时，自收缩变形有一定程度降低，但相比10号试样(W/B =0.26)的增长其降低幅度显然要小得多，相比8号试样其3d和7d分别降低了7. 7%和9. 9%。这也说明，随着水胶比的降低，轻骨料混凝土自收缩变形的

47、增大呈非线性增长，即水胶比越小，早期自收缩增长率越明显。6.4.4骨料预湿状态对轻骨料混凝土早期自收缩的影响轻骨料孔隙率较高，其含水状态的不同直接影响混凝土早期水化硬化过程中内部水分的迁移，继而影响因水化失水导致的自收缩变形。在前述试验基础上，保持水胶比、粉煤灰掺量和种类不变，研究了骨料未预湿、预湿1h以及预湿24 h三种状态下的混凝土自收缩变形，其结果如图7所示。 由图7结果可知，骨料未预湿的12号试样各龄期自收缩率显著高于预湿1h的8号试样和预湿24h的13号试样，3d即达到420 x 10 -6。而另外两组试样结果相差不大，预湿24 h试样稍低于预湿1h试样。结果说明，粉煤灰轻骨料混凝土

48、中骨料含水状况对自收缩变形影响较大，内部含水越多，减缩效果越明显。预湿处理过的轻骨料含有一定量水分，水泥石内部因水化引发的内部相对湿度的降低，轻骨料中的含水会给予补充，实现了一定程度上的内养护，减小了自干燥作用，因而降低了自收缩，但本试验中轻骨料1h吸水已基本达到饱和，与24 h吸水量相近，因而减缩效果也相差不大。而未预湿骨料在水化中还会吸收水分，因而更降低了水化过程中的有效水化用水，因而进一步加剧了自干燥过程，使得自收缩加大。6.4.5粉煤灰轻骨料混凝土早期抗裂性研究采用椭圆环法研究了掺不同细度粉煤灰轻骨料混凝土的早期抗裂性能。试验对象分别为0号基准试样、2号掺20% FA (II)混凝土试

49、样、5号掺20% FA (I)混凝土试样以及8号掺20% UFA混凝土试样，其它配比条件保持一致。试验结果如表3所示。 由表3试验结果可知，在所记录的3d龄期内，几个关键数据表现出相同规律，首次开裂时间:0号(8.5h) < 2号(12.5h) < 5号(20.5h) < 8号(26h)，总开裂面积:0号(24.5mm2) > 2号(14.75mm2) > 5号(6mm2) > 8号(3mm2 )。由此可见，基准轻骨料混凝土试样表现出更大的开裂敏感性，而随着不同粉煤灰的等量掺入，早期抗裂性能随之增长，且细度越高，抗裂性能的改善越明显。同时，抗裂性试验结果与自

50、收缩试验结果基本保持一致，进一步说明，粉煤灰的细度增大对轻骨料混凝土早期体积变形尤其是自干燥现象的改善是明显的。而粉煤灰的掺入增大了早期水化体系的有效水灰比，自由水分的增加，弥补了自收缩以及表面塑性收缩，因此相比未掺粉煤灰的试样，早期体积变形得到了抑制，更进一步增强了整体结构的抗裂性，因此，在实际工程中，高品质粉煤灰的掺入可作为解决高强轻骨料混凝土早期自收缩较大、易导致开裂问题的一个技术途径。6.5结论 (1)粉煤灰掺入可有效减小轻骨料混凝土的早期自收缩变形，且随掺量增加，自收缩变形随之减小；另外，粉煤灰细度越高，减缩效果越明显； (2)低水胶比条件下，随水胶比的减小，自收缩变形显著增大;而骨

51、料的预湿状态对轻骨料混凝土自收缩影响较大，未预湿骨料会显著增加早期自收缩变形；(3)相比未掺粉煤灰的轻骨料混凝土，掺粉煤灰试样早期抗裂性显著提高，且细度越高，提升效果越明显，在实际工程中，可作为降低高强轻骨料混凝土早期自收缩开裂风险的一个技术手段6。7轻集料对高强次轻混凝土物理力学性能的影响 轻集料是高强次轻混凝土的重要组分之一，研究其种类、体积率、最大粒径与级配对混凝土物理力学性能的影响至关重要。本文通过试验研究了上述各因素对高强次轻混凝土的表观密度、抗压强度、抗拉强度和弹性模量的影响规律，力图为高强次轻混凝土的优化设计、配制与应用提供参考。7.1原材料 水泥:P·0 42.5级水

52、泥，密度3.15g/cm3。 碎石:粒径范围5-25 mm，连续级配，含泥量0.2%，密度2.65 g/cm3，压碎值为8.3%。 粉煤灰:湖北某电厂产II级粉煤灰。 矿粉:武汉某公司产，比表面积600m2/kg，密度2.8g/cm3。 硅灰:武汉某钢厂产，密度2.2 g/cm3，平均粒径为0.18m。 水泥、粉煤灰和硅灰的化学成分与细度见表1。 轻集料:宜昌某公司产800级碎石型膨胀页岩轻集料和粘土轻集料，其相关性能见表2。 细集料:中粗河砂，连续级配，细度模数为2.7-2.8，含泥量小于1%。外加剂:聚羧酸高效减水剂HD，减水率25%。7.2结果分析与讨论7.2.1轻集料种类及其在粗集料中

53、所占的比例 试验的配合比见表3，试验结果见图1。由图1所示高强次轻混凝土28d物理力学性能试验结果可知:轻集料的种类与比例对不同强度等级高强次轻混凝土具有相似的影响规律:混凝土的表观密度随着轻集料在粗集料中所占比例增大而明显降低；轻集料在粗集料中所占比例不超过50%时，混凝土的抗压、抗拉强度和弹性模量随轻集料掺量增加时的变化不明显，轻集料在粗集料中所占比例超过50%时，混凝土的抗压、抗拉强度和弹性模量随着轻集料掺量增大而明显降低。 轻集料是多孔轻质材料，虽然强度和弹性模量小于普通集料，但因具有较高的筒压强度和吸水率，粒径也较小，可均匀分布在混凝土中，起较强的湿度补偿作用，从而提高了水泥石水化程

54、度，降低了水泥石的空隙率，明显改善普通集料与水泥石之间的界面，这可由图2和图3所示的有无轻集料时普通集料界面一水泥石的SEM照片得到证实。当轻集料在粗集料中所占比例小于50%时，轻集料在混凝土中所占的比例小，混凝土中存在大量的高强高弹模的普通集料。当次轻混凝土受力时，普通集料与水泥石之间界面的粘结因均匀分布的轻集料的内养护作用得到显著增强，可使轻集料处于三向受力状态，从而大大提高了轻集料的极限强度，弥补了轻集料掺人对混凝土力学性能带来的不利影响，因此，轻集料占粗集料比例50%时，高强次轻混凝土的强度和弹性模量并不随轻集料的掺量变化而降低。当轻集料在粗集料中所占比例大于50%时，由于混凝土中高强

55、高弹模普通集料相对较少，强度和弹性模量较低的轻集料则相对较多，尽管普通集料与水泥石之间的粘结非常良好，但也难以弥补大量轻集料对混凝土带来的不利影响，因此表现出高强次轻混凝土的强度和弹性模量随着轻集料掺量的提高而降低的现象。多孔轻集料的密度远小于普通集料，其在粗集料中所占比例越大，混凝土的表观密度则越低。7.2.2轻集料的粒径与级配 通过筛分选择最大粒径分别为20.0 ,16.0 ,13.2和9.Omm的四种碎石型页岩轻集料进行试验，水胶比为0.3，体积砂率40%，轻集料体积率为50%，胶凝材料的组成及试验结果见表4。 由表4所示结果可知，轻集料最大粒径和级配对高强次轻混凝土的抗压强度、抗拉强度

56、和弹性模量有显著的影响:随着轻集料最大粒径的减小，高强次轻混凝土的抗压强度、抗拉强度和弹性模量有增加趋势；间断级配(9.5-20mm)的轻集料与连续级配(5-25mm)的普通集料混合而形成不了连续级配时，混凝土的抗压强度、抗拉强度和弹性模量将会降低;混凝土的表观密度则受轻集料粒径和级配变化的影响很小。轻集料粒径对高强次轻混凝土的力学性能影响需从其对新拌混凝土匀质性的影响来解释。通过分析集料在新拌次轻混凝土中的受力状态，可得出轻集料与普通集料的运动方程分别为: v2=k（2-c）r2 2 式中，一轻集料的颗粒密度，g/cm3； r1-轻集料的颗粒半径，cm； 2一普通集料的颗粒密度，g/cm3；

57、 c一水泥浆体的密度，g/cm3； r2:一普通集料颗粒半径，cm； 一混凝土的粘性系数； k一常数。对比分析次轻混凝土中轻集料与普通集料的运动方程可知，由于普通集料与水泥浆体间的密度差比较小，因此，普通集料在次轻混凝土中能比较均匀地分布。而轻集料与水泥浆体间的密度差大，其粒径的变化对次轻混凝土拌合物的匀质性更敏感。随着粒径增大，轻集料在混凝土中运动速度显著提高，导致轻集料上浮，混凝土出现分层离析现象，次轻混凝土的匀质性变差，从而降低次轻混凝土的力学性能。此外，随着轻集料粒径增大，集料颗粒缺陷增多，相同体积用量轻集料比表面积减小，内养护作用降低，用其配制出的混凝土强度就降低。在体积相同的情况下

58、，粗集料若形成连续级配时，在次轻混凝土中则可形成密实堆积结构，次轻混凝土的空隙率降低，强度就高。对于表观密度来说，影响它的主要因素是轻集料的体积率和表观密度，其它因素的变化对其影响较小。在试验中，仅有轻集料的最大粒径和级配这些因素发生了变化，因此，高强次轻混凝土的表观密度变化便很小。7. 2.3体积砂率 选择了五种不同砂率(35% ,38% ,40% ,42%和45%)进行试验，试验混凝土的水泥用量550kg/m3，用水量为165kg/m3，轻集料在粗集料中所占比例为50%试验结果见图4和图5。 由图4和图5试验结果可以看出，随着体积砂率提高，混凝土的表观密度增大，抗压强度和抗拉强度则在体积砂率为40%时出现一峰值。分析原因主要是提高体积砂率将会降低混凝土粗骨料的体积含量，相应地降低了混凝土中轻集料的含量，所以随着体积砂率的增大，混凝土的表观密度增加。砂率对次轻混凝土力学性能的