学文网【摘要】在参考轻骨料混凝土配合比设计的基础上，采用松散体积法，以陶粒为粗骨料，以陶砂为细骨料，配制出强度等级为C10、干表观密度为1100kg/m3的全轻轻集料混凝土。
【关键词】全轻轻集料混凝土；陶粒；陶砂；配合比
细集料全部或部分采用普通砂，部分采用轻砂（如陶砂、膨胀珍珠岩或浮石砂）时的轻集料混凝土称为砂轻混凝土，细集料全部采用轻砂的轻集料混凝土称为全轻混凝土。按照轻集料混凝土配合比设计方法有两种[1，2]：绝对体积法和松散体积法；砂轻轻集料混凝土配合比的设计适合采用绝对体积法，也可以采用松散体积，在我国，实际工程中多采用松散体积法进行轻集料混凝土配合比的设计[3]。本论文根据《轻骨料混凝土技术规程》[4，5]，采用湖北宜昌碎石型页岩陶粒为粗骨料，广西华桂陶砂为细骨料，以松散体积法设计C10陶粒全轻混凝土的基准配合比。松散体积法以混凝土的干表观密度为基准，即假定每立方轻集料混凝土的干表观密度为其各组成材了干燥状态下的质量总和，以此为基础，通过计算和查表，求出各组成材料的质量及其总和，在经过试配，求出最终配合比。
1. 全轻轻集料混凝土配合比的设计
（1）根据设计要求的轻骨料混凝土的强度等级和混凝土的用途，确定粗细骨料的种类和粗骨料的最大粒径.
本实验所设计混凝土为LC10、干表观密度为1100kg/m3的等级，以陶粒为粗骨料，以陶砂为细骨料的用于复合墙体材料承重保温结构的全轻轻集料混凝土，因而粗骨料选用粒径为4-16mm的陶粒，细骨料选用为粒径小于5mm的页岩陶砂。
（2）测定粗骨料的堆积密度、筒压强度和2h吸水率，并测定细骨料的堆积密度；
粗骨料的堆积密度548 kg/m3，压强度2.44MPa，2h吸水率10.62%，轻细集料的堆积密度740 kg/m3。
（3）通过下式计算确定混凝土试配强度
fcu，o≥ fcu，k+1.645σ
式中fcu，o--轻骨料混凝土的试配强度
fcu，k --轻骨料混凝土立方体抗压强度标准值即强度等级
σ--轻骨料混凝土强度标准差
轻集料混凝土强度标准差可按下表1取值：
表1 轻集料混凝土强度标准差
轻集料混凝土强度标准差取4.0代入，计算出混凝土的试配强度为16.6MPa。
（4）选择水泥用量
表2 水泥用量表
表3 水泥用量受地区的影响
所设计的混凝土用于广东地区，不受风雪影响，因而最大水灰比不受限制，最小水泥用量250kg/m3，根据上表选择水泥用量为350 kg/m3。
（5）根据施工稠度的要求选择净用水量的用水量分为净用水量和总用水量。净用水量指不含轻集料的吸水量在内的混凝土用水量，总用水量是指净用水量加上轻集料在规定时间内的吸水量。净用水量与胶凝材料的比值叫净水胶比，总用水量与胶凝材料的比值叫总水胶比。由于轻集料吸水率的差别很大，且大小随时间而变化，轻集料预先吸的水分对新拌混凝土的工作性能影响较小，因此一般采用净用水量或净水胶比进行设计。
表4 净用水量表
参考表4，所设计的轻集料混凝土用于预制构件及制品，坍落度要求为70-80mm，采用振捣棒振实，故取净用水量为165kg/m3.采用减水率为25%的高效减水剂，节约用水41.25kg，净用水量为124kg/m3
（6）根据混凝土用途选取松散体积砂率Sp
表5 砂率表
由于陶粒颗粒级配良好，参照上表，砂率可适当降低，选取砂率Sp=35%。
（7）根据粗细骨料的类型选用粗细骨料总体积并按下列公式计算每立方米混凝土的粗细骨料用量Vt。
表6 粗细骨料总体积表
采用碎石型和圆球型轻粗集料，细骨料采用轻砂，因而选取每立方米混凝土粗细骨料的松散体积总用量Vt=1.35m3
计算粗集料和细集料的用量分别为：
细集料用量：Vs=VtVp=1.35×0.35=0.47m3
Ms=0.47×740=350kg
粗集料用量：Va=Vt-Vs=1.35-0.47=0.88m3
Ma=0.88×548=482kg
（8）根据净用水量和附加水量的关系按下式计算总用水量
Mwt=124+482×0.1=172kg/m3
（9） 按下式计算混凝土干表观密度并与设计要求的干表观密度进行对比，其误差大于则应按下式重新调整和计算配合比：
Mc=1.15mc+ma+ms=1.15×350+482+418=1302 kg/m3
与设计要求的密度1100 kg/m3相比，误差18%，但是在配制此混凝土过程中加入引气剂，可以进一步达到设计要求，符合规程中容重等级1100的混凝土的容重范围为1050-1150 kg/m3的规定。
（10）粉煤灰取代水泥的用量参照《粉煤灰在混凝土和砂浆中应用技术规程》JGJ28―86，粉煤灰取代水泥率不超过15%，可取30%[21]，超量系数1.2。
拟定的全轻轻集料混凝土的设计配合比
表7 全轻轻集料混凝土的初始配合比
原料 水泥 水 陶粒 陶砂 粉煤灰 减水剂
kg/m3 212 124 482 350 45 1.3%
2 全轻轻集料混凝土配合比参数的优化
试配和原材料及工艺的优化。以上面配比进行混凝土试配，混凝土的坍落度达到108mm，超出设计混凝土的50-80mm范围，并且保水性和粘聚性较差，出现比较严重的泌水现象。因而调整混凝土净用水量由160 kg/m3降低至127 kg/m3，降低混凝土的水胶比，达到混凝土工作性能设计要求。初步调整后的轻集料混凝土配合比作为陶粒混凝土配合比参数优化的基准配合比，调整后的配合比如表8：
表8 全轻轻集料混凝土的优化配合比
原料 水泥 水 陶粒 陶砂 粉煤灰 减水剂
kg/m3 200 95 482 350 45 1.3%
按照表8中的配合比，可配制出容重为1200kg/m 、抗压强度为20.6MPa的全轻轻集料混凝土。
全轻轻集料混凝土的投料顺序如***1.
*** 1 使用预湿处理的轻集料时的投料顺序
3.小结
（1）全轻混凝土的配合比设计适宜采用松散体积法。相比之下，松散体积法设计过程更为简便，容易调整。
（2）采用宜昌500级碎石形页岩陶粒、球形页岩陶砂，陶粒预湿工艺，材料配合比为水泥粉煤灰水陶粒陶砂=10.220.472.411.75时，可配制出容重为1200kg/m ，抗压强度为20.6MPa的全轻轻集料混凝土。
参考文献
[ 1 ] 李彦昌， 杨荣俊， 张春林， et al. 超轻陶粒混凝土的配制与应用[J]. 市***技术， 2004，（02）： 126-128.
[ 2 ] 胡曙光.轻集料混凝土[M].北京：化学工业出版社，2006：5
[ 3 ] 郭宏云.陶粒混凝土配合比设计[J].武汉大学学报，2007，（10）：252-255.
[ 4 ] J GJ5122002 ，轻骨料混凝土技术规程[ S] .
[ 5 ]J GJ12299 ，轻骨料混凝土结构设计规程[ S] .
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