輕骨料及輕骨料混凝土行業發展新趨勢

李輝華

摘 要：隨著環境保護壓力的加大，一方面，砂石料價格暴漲，許多地方切斷了砂石料供應，商品混凝土攪拌站停產。宜昌鑫大興混凝土有限公司，早在2005年-2006年時 已率先在湖北省將泵送輕骨料混凝土應用到工程項目上（宜昌濱江國際項目），且取得圓滿成功，后續又完成宜昌萬達廣場商鋪，卓悅廣場，黃柏河大橋，等多處輕骨料混凝土施工應用項目。陶粒企業努力提高產品質量，拓展應用領域，以小部分取代石材市場份額。另一方面，固體廢棄物的資源化處理已經成為行業的熱點，因為陶粒生產可以吸收各種固體廢棄物，因此，一些陶粒企業具有環保功能，成為環境處理提供者和固體廢棄物處理中心。圍繞這兩個方面，輕集料和輕集料混凝土行業有以下新的發展趨勢。

關鍵詞：輕骨料;輕骨料混凝土;行業發展;新趨勢

1 輕骨料的材料性能分析

1.1 密度

由于輕骨料多孔，其密度比普通重集料低得多。在級配相同和粒形一致的情況下，集料的松散密度基本上與其顆粒密度成比例。但是，顆粒密度相同的集料卻有顯著不同的松散密度，這是由于不同粒形的集料在松散狀態下的空隙率不同的緣故。當輕骨料的強度和其他性質相同時，松散密度較小者其性能也較好。但一般來說，密度越低者，強度也越小，因此不同用途的輕骨料混凝土對輕骨料的松散密度有一定的規定。

1.2 顆粒強度

輕骨料混凝土的破壞不同于普通混凝土，普通混凝土是沿著砂、石與水泥石結合面破壞，而輕骨料混凝土是由于輕骨料本身強度低首先破壞。所以集料強度對混凝土強度影響較大。制作高標號的輕骨料混凝土應選用顆粒強度高的輕骨料。配制相同標號的混凝土，如其水灰比、水泥品種及標號以及其他條件相同時，集料的強度越高，混凝土的水泥用量越少，其密度也越低，這樣就能更充分發揮輕骨料混凝土的優越性能。

2 輕骨料混凝土的性能

輕骨料混凝土與普通混凝土不同之處在于骨料中存在大量空隙，也正是如此，才賦予其許多的優越性能。輕骨料混凝土具有輕質、高強、保溫和耐火等特點，并且變形性能良好，由于彈性模量較低，在一般情況下，其收縮和徐變也較大。

輕骨料混凝土耐火性能好，在高層建筑或陽光曝曬的地方，如果使用熱阻低的普通混凝土材料，溫度很容易傳遞，會使鋼筋毀壞，而輕骨料混凝土不同，其導熱系數低，熱阻大，不容易導熱，能更好的保護鋼筋。

輕骨料混凝土的抗震性能佳，地震的波動和沖擊量很大，普通混凝土材料承受地震力大，而輕骨料混凝土材料本身密度小、質量輕，承受荷載的能力較強，有很好的減震效果。第三，輕骨料混凝土材料的耐久性良好，輕骨料混凝土具有良好的抗滲性、抗凍性和抵抗各種化學侵蝕的能力，相比普通混凝土材料具有更好的耐久性。

3 固體廢棄物生產制備陶粒深入發展

3.1 污泥陶粒

利用污泥制陶粒是最近行業發展熱點，全國僅去年便新增污泥為原料的陶粒產能200余萬立方米。污泥目前主要來源于河湖清淤污泥、市政污水污泥、工業企業污泥。由于各地對污泥消納處置都有一定經濟補償。如上海300～500元/噸，浙江寧波200～300元/噸，臺州150～250元/噸，湖州150～250元/噸，江蘇南京250元/噸左右。目前大部分江浙滬陶粒生產企業都在使用或嘗試污泥生產陶粒，并取得一定的經濟和社會效益。典型生產企業如江蘇建華陶粒制品有限公司，江蘇大自然陶粒有限公司，浙江德宏陶粒制品有限公司。

除江浙滬外，北方地區也逐步對污泥處置給與政策支持，雄安新區內白洋淀的整治也在逐步推進，包括清淤、構筑防洪堤壩、適當引水等，已經有中海建設集團及建材情報所牽頭組建的被動式建筑產業聯盟提出計劃，準備把這些淤泥清理出來，做各種各樣的綠色建筑材料;譬如淤泥不僅可以做磚，還可以做輕骨料陶粒、高強陶粒、陶粒混凝土和制品、隔熱保溫材料，乃至裝配式被動房和基礎設施部品和部件等等。

3.2 鋼渣陶粒

鋼渣燒制高強保溫陶粒技術是武漢科技大學與廣西綠盛科技有限公司合作的“典型工業廢渣無害化處理與資源化利用工程研究”項目最重要的成果之一，該技術基于全粒度利用和全生命周期開發的研究思路將鋼渣等工業固廢資源化和產品化。“典型工業廢渣無害化處理與資源化利用工程研究”項目課題組已經開發出錳渣保溫陶粒、陶粒濾料和石油支撐劑等產品，并在玉林市進行了工業化中試生產，在江蘇等地進行了鋼渣陶粒的生產，陶粒燒制技術日臻完善。

4 新型裝配式輕骨料預制構件產品不斷涌現

4.1 輕骨料混凝土一體化衛生間

本文針對預制衛生間防水性要求較高的問題，開發了整體預制衛生間構件—共軸承插型預制一體化衛生間，是工廠整體預制、裝飾成型，集結構、管線、保溫、裝飾、防水、設備于一體，具備完整功能性的建筑部品，通過共軸承插技術設計，提高了預制一體化衛生間安裝的快捷性及連接的可靠性，采用整體底盤與沉箱底板防水層及防滲輕骨料混凝土結構等組成多重防水系統，解決了衛生間的滲漏問題，并采用BIM技術對共軸承插型預制整體衛生間的設計、生產、運輸、安裝進行正向設計，推動了建筑業全產業鏈BIM技術的應用，為設計進一步優化提供了條件;研發的集生產、運輸、安裝施工工藝，節約了資源，縮短了工期，保證了質量;共軸承插型預制一體化衛生間的關鍵技術《一種共軸承插型衛生間結構體系》、《一種共軸承插型衛生間及其整體式預制衛生間單元》申報了國家發明專利，還有多項科技成果正在申報過程中。

4.2 預制輕骨料混凝土型鋼組合構件

對于許多現場建筑物，如變電站，很難在現場澆筑大量混凝土。而且，變電站內的預埋管線非常復雜，模型多種多樣，施工中很難處理。中鐵十四局集團方橋有限公司在承德東500千伏變電站工程中采用輕骨料混凝土預制構件，解決了上述問題。變更電站位于承德市寬城滿族自治縣龍須門鎮王家店村北側山腳下，總用地面積58800m2（88.2mu）。包括三棟建筑：主控通信室、主變繼電器室和泡沫噴涂室。總建筑面積527平方米。工廠預制墻板是用平模完成的。預埋管線及埋件可通過在模具內安裝固定裝置進行固定，完成墻板的制作，減少墻板場地豎向施工造成的管線布置困難，增加后期管線對混凝土的破壞和工時的浪費，預制輕骨料混凝土復合鋼結構主體結構由預制輕骨料混凝土復合板、預制輕骨料混凝土復合外墻板、預制輕骨料混凝土復合內墻板組成，預制輕骨料混凝土復合山墻板和預制輕骨料混凝土復合隔墻板。預制輕骨料混凝土-鋼復合墻板由鋼柱、鋼梁和輕骨料混凝土板組成。鋼結構框架隱藏在組裝好的墻板中。應力體系為縱橫向鋼框架結構，是建筑物的主要受力構件。各種預制件都通過錨栓連接地基，垂直傳遞到地梁預制輕集料混凝土組合結構鋼結構建筑是一種很好的現場施工解決方案，在現場大量澆筑混凝土的問題。由于采用輕集料混凝土，在現場沒有大型起重機械的情況下，可設置簡易起重設備進行組裝，可推廣到國防、通信、風力發電等現場小型建筑物的施工，具有廣闊的發展前景。

5 結語

隨著再生骨料取代率的提高，再生骨料混凝土的干密度和導熱系數逐漸增大，但干密度仍屬于輕骨料混凝土的范疇。即使再生骨料的替代率為100%，混凝土的熱導率仍優于普通混凝土，具有良好的保溫節能效果。

參考文獻：

[1]張華英.陶粒輕質高強混凝土的試驗研究[J].佛山科學技術學院學報，2019（05）：43-47.