輕骨料混凝土在實際應用中的問題與推廣對策

葉明橋

摘要：經過多年的發展，輕骨料混凝土已經從傳統的保溫隔熱領域發展到結構承重混凝土領域。在其自身發展的同時，也對輕骨料混凝土的生產、運輸、施工等各個方面提出了更高的要求。因此，本文立足于國內外研究現狀，重點關注輕骨料混凝土在我國實際應用中存在的問題與推廣對策。

關鍵字：輕骨料混凝土；應用現狀；推廣對策

Abstract： After years of development， lightweight aggregate concrete has developed from the traditional areas of the thermal insulation of concrete fields to the areas of the structural load-bearing of concrete fields. it puts forward higher requirements on lightweight aggregate concrete production， transportation， construction. Therefore， this article is based on current research， focusing on the problems and countermeasures of lightweight aggregate concrete in practical applications.

Key words：lightweight aggregate concrete ；application status；countermeasures

1、輕骨料混凝土發展簡介

1956年，我國就研制出第一批粘土陶粒。此后，全國各地也接踵成立了各種人造輕骨料的生產廠家，到21世紀初全國陶粒產量已經達到300萬立方米左右。可是我國輕骨料的種類單一，粘土陶粒占人造輕骨料總量的80%以上，而粉煤灰陶粒的產量不到總量的1%。因此，從2000年以來，政府不懈努力改變輕骨料市場以黏土陶粒為主的市場局面，引導黏土陶粒、頁巖陶粒和粉煤灰陶粒共同發展，如今粉煤灰陶粒的比例已上升至8%左右，頁巖陶粒也得到了飛速的發展，而粘土陶粒的產量降低到70%以下。

20世紀80年代末之前，輕骨料混凝土主要用于生產大型外墻板和砌塊。20世紀80年代末，輕骨料還只是應用于非承重結構。因為輕骨料造價較高，經濟效益并不顯著，因此導致了我國輕骨料混凝土的發展進入了十年的低谷期。一直等到20世紀90年代中期，我國高強輕骨料混凝土的研究有了重大突破。

但是相比于國外而言，國外仍然需要加強輕骨料的研究和生產。美國在大跨度橋梁應用輕骨料混凝土方面，具有比較成熟的經驗。如美國的Napa大橋、Parrots大橋等。日本除了在橋梁建設方面頗有研究之外，在鐵路橋梁方面更是獨樹一幟。日本采用結構輕骨料混凝土修建或改建了5座新干線鐵路橋梁，都取得了良好的經濟社會效益。德國、荷蘭和挪威等國家也在實際工程應用中獲得了不俗的成功[2]。

2、輕骨料混凝土實際應用中出現的問題

2.1 輕骨料混凝土的技術問題

（一）輕骨料混凝土在配制過程當中存在的問題

（1）我們一般會在其表面涂蠟、聚苯乙烯乳液等防水材料或者在施工前預濕輕骨料來減小輕骨料的吸水率和提高輕骨料混凝土的工作性，但是這樣做也有負面作用，會使混凝土長期耐久性變差，使生產工藝復雜；

（2）如果初始坍落度很大，則輕骨料會出現上浮離析的現象，特別是在振搗施工時，這樣做會使硬化后混凝土的勻質性變差、耐久性變差，并弱化其力學性能；

（3）我們可以通過加大水泥摻量來強化新拌混凝土的工作性能，但是這樣做也會產生輕骨料混凝土的收縮裂縫和溫度裂縫，使耐久性變差，同時也不利于控制工程造價。

因此，工程實際應用的前景是操作簡單、工作性能優、可以免振搗自密實施工、硬化后質量優、穩定性高、耐久性強、效益高的高性能輕骨料混凝土[3]。

（二）輕骨料混凝土拌和物中離析問題

輕骨料混凝土，特別是高強輕骨料混凝土的泵送施工，拌和物的離析問題很關鍵。輕骨料的外形是影響拌合物的分層度的關鍵：表面十分光滑的抗離析性能差，而表面多孔粗糙就性能較優。混凝土拌和物的分層度與粗骨料的絕對體積呈正相關的關系，隨其增大而增大。因此，如何提高輕骨料混凝土的抗離析性能也是一個值得研究的課題。

（三）輕骨料混凝土的施工泵送問題

提高輕骨料混凝土可泵性的關鍵三個問題就是一輕骨料混凝土抗分層離析性能差，二坍落度的損失較快，三輕骨料會吸收混凝土中的水分而形成堵泵。

泵送問題可能的原因是：

（1）大規模工業化生產的輕骨料不會做到含水率保持一致或者會達到吸水飽和狀態；

（2） 輕骨料混凝土的吸水性測試并不能精確反應其吸水性特征，這是因為在實際應用中輕骨料所處的環境與測試的環境不一樣，保持潤濕狀態，而且輕骨料會在泵送過程中繼續吸水使得可泵性變差；

（四） 輕骨料混凝土的強度問題

現在對高強輕骨料混凝土的研究主要集中在高強方向，然而這是未來發展的必然趨勢。影響輕骨料混凝土強度最主要的還是級配，我們一般通過有效水灰比來測出混凝土的強度[4]。但是該方法存在以下問題：

（1）在水泥漿體凝結硬化過程中，附加用水量的使用是一個動態的變量，隨具體的環境條件而改變，不能有效計算；

（2）有效水灰比測驗中重骨料的吸水率要滿足小于1.8 %的要求；

（3）輕骨料混凝土的抗折強度十分關鍵。粗骨料級配對混凝土的抗折強度影響很大，合理的級配可大大提高抗折性能。

（五）輕骨料混凝土的裂縫及耐久性問題

輕骨料因為其孔隙率大，吸水率也大的特性，會在凝結硬化過程中呈現較大塊塑性裂縫的可能性非常大。所以怎樣控制這些收縮裂縫以及改善其耐久性也很關鍵。

2.2 輕骨料混凝土的管理問題

雖然影響輕骨料混凝土推廣應用的大部分是施工技術問題，但是我們不能忽視，在輕骨料混凝土施工過程中，由于業主，施工方管理出現問題而導致推廣應用緩慢，效果也不好。

（一）施工方在施工環節出現的問題

施工方處在工程實建設的第一線，所以面臨的問題是最多的。而其中大部分的問題歸根結底都是由于施工方的施工方案和施工組織設計不完善造成的。所以，一個完整的動態實施的施工設計和方案是很關鍵的。

（二）業主方在管理時出現的問題

對于業主來說，造價越低肯定是越好的，但是由于各個分包商很少有協作溝通意識，因此即使各個分部分項施工方案做到最經濟，也比不上各個分部分項工程統一規劃，使得整體上造價最低。所以業主的管理意識對于整個輕骨料混凝土工程也很重要。業主方的主動管理意識欠缺而且對于輕骨料的使用認識不足。

（三）其他在管理過程中出現的問題

在其他施工環節，都有可能使得輕骨料混凝土應用推廣造成困難。譬如說，在實際應用過程中由于交底的不詳細，從而導致具體操作時的不規范而導致的事故常有發生，我們必須得重視。

2.3 輕骨料混凝土的經濟性問題

輕骨料單價比一般的骨料單價要高，但是因為其綜合經濟效益高，所以相比較來說，輕骨料的應用是大勢所趨。但是在實踐過程中，仍然會出現以下問題。

（1）在如今的建設工程項目中，大部分的工程都最后以分包的形式完成。但是分包商自身對輕骨料經濟性問題認識并不全面和準確，他們忽略對整個建筑造價，結果成本較高，從而造成了輕骨料混凝土的推廣緩慢。

（2）輕骨料生產設備及工藝技術水平對其生產成本有較大的影響。如需獲得高品質低成本的輕骨料， 必須實現產業化生產， 但是目前生產設備裝置一次性投入太大，而且還會增加運輸、裝卸、搬運等成本， 因而導致再生骨料生產成本較高。

（3）國家和地區對輕骨料混凝土的推廣應用在財政和稅收上的扶持政策尚未到位。在我國目前社會主義市場經濟的體制下，政府在主導產業改革中扮演舉足輕重的角色，但是現階段政策的缺失，也給輕骨料混凝土的推廣應用帶來了一定的困難。

3 、輕骨料混凝土普及應用的推廣對策

3.1 推廣應用的技術對策

技術角度從以下幾個方面入手：

（1）優選輕骨料是配制輕骨料的首要考慮因素，應該綜合考慮；

（2）增加粉煤灰、硅粉等摻合料，可以擴大膠凝材料用量，從而使得混凝土的和易性增加，同時提高混凝土流動性和保水性，還能有效避免輕骨料的上浮現象；

（3）選擇合適的混凝土外加劑。可以選用多種增黏劑和高濃度高效減水劑以及緩凝劑等進行復配組合；

（4）往輕骨料混凝土中摻加鋼纖維，能夠一定程度上提高混凝土的抗折和抗拉性能，也會提高混凝土的延性[5]。

3.2 推廣應用的管理對策

管理角度也可以從以下幾個方面入手：

（1）輕骨料市場混亂，規程標準眾多，應該盡快制定新的技術規程；

（2）國家應該成立行業協會，來引導輕骨料應用朝著有序健康的道路發展；

（3）對輕骨料混凝土的實際應用進行可行性研究和施工方案的制定，對整個輕骨料混凝土工程進行全過程的控制管理；

（4）監管和質監部門也得發揮其自身的作用，確保工程的質量良好和竣工驗收；

（5）提高業主方，施工方的使用輕骨料的意識和管理水平，認識到輕骨料混凝土的優勢。

3.3 推廣應用的經濟對策

經濟性角度也可從以下幾個方面入手：

（1）通過技術升級和工藝改造，使得輕骨料的工業化生產成本大幅度降低；

（2）政府給予相關的財政和稅收優惠，通過制定適宜的產業政策促進輕骨料混凝土的推廣應用；

（3）具體工程具體分析，每個工程開工前都要做經濟可行性分析。

4 結語

輕骨料混凝土目前在我國一般是作為保溫隔熱材料來使用，其在結構承重材料方向的應用前景也十分廣闊。我們必須加強在結構承重使用推廣使用高性能輕骨料混凝土，加強對輕骨料混凝土的研究，重視和不斷完善其設計規范和施工工藝。相信經過建筑工程界各方面的共同努力，輕骨料混凝土結構的應用潛力將得到不斷的挖掘，其綜合性能得到更多的認識和肯定，輕骨料混凝土必將能夠為工程建設作出更大的貢獻。

主要參考文獻

[1] 胡曙光. 輕骨料混凝土（第1版）.化學工業出版社，2006：1-2

[2] Melby K. Use of high strength LWAC in Norwegian bridges[C]//International symposium on structural lightweight aggregate concrete. 2000： 47-56.

[3] 吳麗芳， 錢慧麗. 高強粉煤灰輕骨料的研制[J]. 粉煤灰綜合利用， 2002 （5）： 34-35.

[4] 黃智山，巴恒靜.大坍落度高性能輕骨料混凝土的研究[J].新型建筑材料，2002，（2）.

[5] 張榮輝， 李健. 仿鋼纖維增強輕骨料混凝土性能研究[J]. 新型建筑材料， 2012 （5）： 69-72.]