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轻骨料混凝土按轻骨料种类分类
(1)天然轻骨料混凝土
以浮石、蛭石、火山渣等天然轻骨料制备的混凝土。
(2)人造轻骨料混凝土
以陶粒(包括粘土陶粒、页岩陶粒、粉煤灰陶粒、淤泥陶粒、煤矸石陶粒等)、陶砂、膨胀珍珠岩、空心陶瓷微珠、发泡聚苯乙烯颗粒等人造轻骨料制备的混凝土。
(3)工业废渣轻骨料混凝土
以自燃煤矸石、煤渣等工业废渣轻骨料制备的混凝土。
轻骨料混凝土应用于高层建筑主要是通过现浇梁、板、柱、墙体等结构单元或采用预制墙板、楼板等构件形式实现。采用轻骨料混凝土后建筑自重获得减轻,在荷载不变的情况下可以增加修建层数,提高土地使用率或者节约基础的造价,尤其是在软土地基处理方面更具优势[1]。另外,轻骨料混凝土在抗震、耐火方面的优良性能也是其应用于高层建筑的优势。
我国在过去三十年积累了一些十分成功的轻骨料混凝土高层建筑应用实例,在天津、上海、沈阳、南京、本溪等地均有不同形式的轻骨料混凝土高层建筑,取得了良好的实际应用效果。如本溪市的建溪大厦(1994年)高26层,局部框架和全部剪力墙结构采用强度等级为LC20~LC30的自燃煤矸石轻骨料混凝土泵送浇筑,比采用普通混凝土减轻自重21%~25%,由结构质量引起的水平地震作用减小20%~25%。
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。
陶粒加气混凝土砌块是以轻质陶粒、粉煤灰、水泥基胶凝材料为主要原料,以铝粉或泡沫剂为发泡剂,经蒸汽养护并经切割而制成的砌块。其干表观密度为550-800kg/m3,抗压强度为3.5-7.5Mpa,导热系数为0.16-0.25W/m·K,主要用于非承重和有保温隔热要求的建筑围护结构中。
陶粒泡沫混凝土砌块与陶粒加气混凝土砌块具有相似的使用功能和相近的技术性能指标,只不过是将陶粒引入到泡沫混凝土体系当中。它同样是发挥陶粒的增强减缩作用,克服原有体系在强度和收缩等方面的不足。
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]。
植生混凝土是一种可作为植被生长载体的多孔混凝土。用于河岸护坡工程、公路护边工程、屋顶绿化、建筑物墙面绿化、停车场中,不仅可以起到净化水质、调节雨水径流量、调节环境温度、修复生态的作用,并且增加绿化面积,在视觉上增加舒适感,具有良好的应用前景。
在混凝土中引入膨胀珍珠岩、火山渣等高吸水保水材料,可制成具有高吸水保水功能的植生混凝土载体,满足了无土栽培的技术要求。用于屋面绿化工程的植生混凝土,主要是采用大粒径轻质陶粒作为粗骨料而制成。植生混凝土在我国的应用还处于初级阶段,仅在吉林、上海、天津等城市有应用,并且多用作河岸护坡工程。