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由于外加剂和高强轻骨料的发展,目前配制LC40以上的高强轻骨料混凝土技术已经十分成熟,高强、轻质、高耐久和综合造价低的优点,使其应用于大跨度桥梁上的性更为。实践表明:在新建工程中,由于采用轻骨料混凝土能够使桥梁自重减轻,因此在不增加原设计恒载的前提下可加长跨度,加大桥墩间距,减少桥跨、减小下部结构尺寸;在改建工程中,采用轻骨料混凝土可使桥梁在不加固下部结构和基础的前提下加宽桥面或提高承载力,满足提高设计等级的要求。在软土地基上修建大跨度桥梁,具有更加显着的经济效益。
目前,轻骨料混凝土在我国桥梁工程中主要应用于中小跨径桥梁,在大跨桥梁中的应用较少,与发达国家差距较大。上海卢浦大桥是近年来应用轻骨料混凝土的典型工程,全桥铺装层和引桥的试验桥中采用了LC40级轻骨料混凝土制成的双孔后张预应力板梁。对该板梁进行了足尺的结构可靠性和200万次疲劳试验,试验结果证明其具有良好的结构性能和抗疲劳性能。现场的静动载试验也表明其强度、刚度均能满足设计规范要求,并具有自重轻、自振周期长、阻尼大的优点,跳车动载试验也表明结构的动力特性满足使用要求,完全可满足在设计荷载下安全运营。
轻骨料混凝土应用于屋面保温隔热工程时,可减轻屋面自重,同时具有良好的保温隔热、抗渗效果以及耐久性,并且施工速度快,工程造价低。上海世博会中国馆的屋面保温工程采用了容重小于1400kg/m3、强度等级为LC15的页岩陶粒轻骨料混凝土,取得了良好的应用效果[2]。
轻骨料混凝土在楼面和地面现浇垫层工程中同样具有广泛的应用,在预应力钢筋混凝土楼板上层铺设陶粒混凝土垫层,可以起到良好的隔声、抗渗效果,并且能够将楼面局部重荷载均匀分散传递至预应力钢筋混凝土楼板,提高楼板的承载能力;在建筑物底层地面下铺设陶粒混凝土垫层,能够起到防潮、保温作用,可解决北方寒冷地区底层地面冬天冷、夏天潮湿的问题。
轻骨料混凝土砌块
建筑砌块是我国轻骨料混凝土应用量大的产品形式,目前市场中主要的产品类型有轻骨料混凝土空心砌块(如图1)、陶粒加气混凝土砌块(如图2)以及陶粒加气混凝土砌块(如图3)等。其中,轻骨料混凝土空心砌块应用为普遍。它是以水泥作为胶结料,以特殊级配的浮石、火山渣、煤渣、陶粒、陶砂、自燃煤矸石等作为轻质骨料,经压制成型的空心砌块。以质轻、隔音效果好等特点而大量应用于多层和高层建筑框架结构中,既减轻了结构的荷载,减小了墙、柱、梁的断面尺寸,又相对增加了建筑的使用空间,使房间的布置更为灵活。
轻骨料混凝土板材
轻骨料混凝土与钢筋组合制备建筑板材,不仅能在强度的同时大大减轻构件重量,从而减少吊装、运输成本,而且其较低的导热系数使得建筑围护结构自身即具有良好的保温性能,能够显着降低产业化住宅的建设成本。另外,优良的吸音和耐火性能,也是其应用于建筑围护结构的主要优势。轻骨料混凝土板材主要包括隔墙板(如图4)、屋面板(如图5)、外挂板(如图6)、楼板(如图7)等产品形式。
人造文化石是轻骨料混凝土应用于装饰领域的典型代表,它是以硅酸盐水泥为胶凝材料,以陶粒、陶砂、膨胀蛭石、冶金废渣等为轻质骨料,辅以无机颜料及其他功能助剂制成的人造石材。使用时借助粘合剂或水泥净浆、砂浆直接粘贴在基体上。装修后的建筑好似天然石材砌筑而成,营造出特殊的文化氛围,故名“文化石”[3]。
干拌复合轻集料混凝土
干拌复合轻集料混凝土(如图15)是由水泥、粉煤灰、外加剂等干粉料与废弃聚氨酯颗粒、废弃聚苯乙烯颗粒、玻化微珠等轻质集料经工厂预拌制成混合料,在施工现场加水拌合后形成的一种轻质混凝土材料,主要应用于楼面和屋面垫层、找坡层,具有轻质、保温隔热、吸音、低弹性模量、利废等优点。