輕骨材輕骨料混凝土的技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)

輕骨料混凝土以其輕質(zhì)、高強(qiáng)、多功能的特點(diǎn)在大跨徑結(jié)構(gòu)、高層建筑、軟土地基以及多震地區(qū)等工程中有著廣泛的應(yīng)用前景。

（1）我國人造輕骨料方向：節(jié)能、降耗、降低成本，利用工業(yè)固體廢棄物、淤泥。利用工業(yè)廢料制造輕骨料可以變廢為寶，降低生產(chǎn)成本，減少天然骨料的開采．有利于保護(hù)環(huán)境，能夠充分、合理、節(jié)約地利用能源，符合現(xiàn)代可持續(xù)發(fā)展的要求。

（2）應(yīng)充分發(fā)揮輕骨料混凝土制品在墻材革新、建筑節(jié)能上的作用，利用國內(nèi)外成熟的工程經(jīng)驗(yàn)來推動(dòng)輕骨料混凝土在結(jié)構(gòu)工程和橋梁工程中的應(yīng)用。

（3）不同類型的輕骨料混凝土具有特殊的性能，能夠滿足工程上的特殊要求，應(yīng)大力發(fā)展各類纖維增強(qiáng)型輕骨料混凝土、次輕混凝土等。次輕混凝土，在國外又稱特定密度混凝土，它是在輕骨料混凝土中用普通粗骨料定量取代部分輕骨料配制而得的一種比輕骨料混凝土重，而又比普通混凝土輕的過渡性混凝土。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)鋼釬維、碳纖維、次輕混凝土等的試驗(yàn)研究工作。以滿足工程上的不同要求。提高其經(jīng)濟(jì)效益。

（4）應(yīng)大力支持高強(qiáng)輕骨料生產(chǎn)的發(fā)展。應(yīng)大力支持籌劃建設(shè)高強(qiáng)輕骨料生產(chǎn)廠，以滿足工程建設(shè)發(fā)展的需要。

（5）加速輕骨料混凝土工程技術(shù)應(yīng)用規(guī)程的編制。對(duì)于輕骨料混凝土在工程中的應(yīng)用，有關(guān)國家都有自己的設(shè)計(jì)、施工規(guī)范，為推廣輕骨料混凝土在工程中應(yīng)用，我國應(yīng)進(jìn)一步建立健全有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程規(guī)范。

總之，輕骨料混凝土無論在組成、結(jié)構(gòu)還是性能方面，與綠色混凝土相比，都有很大的不同。因此開展高性能輕骨料混凝土的研究，意義十分顯著。

國外輕骨料混凝土在建筑工程上的應(yīng)用，尤其是在橋梁方面的應(yīng)用已經(jīng)有了很成熟的經(jīng)驗(yàn)，而在我國則作為一種新型建筑材料，研究相對(duì)較少，不管從應(yīng)用研究水平還是生產(chǎn)規(guī)模，與發(fā)達(dá)國家相比都有較大差距。目前，在工程應(yīng)用中還存在以下幾個(gè)主要的問題。

輕骨材強(qiáng)度問題

輕骨料混凝土達(dá)到一定強(qiáng)度后，當(dāng)繼續(xù)增加水泥用量時(shí)，輕骨料混凝土的強(qiáng)度增加并不明顯。同時(shí)，與輕骨料混凝土中水泥石的強(qiáng)度相比，輕骨料的強(qiáng)度偏低，這也限制了輕骨料混凝土強(qiáng)度的提高?？傊豢赡芘c同類正?；炷料啾?。

輕骨材收縮和徐變

輕骨料的含水率直接影響輕骨料混凝土收縮的發(fā)展速度，對(duì)徐變影響則較小。高含水率的輕骨料混凝土早期收縮小于相同強(qiáng)度的綠色混凝土，但最終收縮大于綠色混凝土；低含水率的輕骨料混凝土收縮始終大于綠色混凝土。輕骨料混凝土的徐變隨混凝土強(qiáng)度增加而降低，徐變系數(shù)小于綠色混凝土，但由于輕骨料混凝土的彈性模量低于綠色混凝土，徐變應(yīng)力仍可能大于綠色混凝土。水灰比在0.32～0.43的LC60~LC90的高強(qiáng)輕骨料混凝土的彈性模量比同強(qiáng)度綠色混凝土的低20%～30%。由于低彈性模量會(huì)產(chǎn)生較大的彈性應(yīng)變，輕骨料混凝土在荷載下的總變形比綠色混凝土大，過大的收縮往往會(huì)造成結(jié)構(gòu)物的開裂。在橋梁結(jié)構(gòu)中一般都采用預(yù)應(yīng)力，高強(qiáng)輕骨料混凝土的收縮徐變會(huì)造成預(yù)應(yīng)力損失，將會(huì)對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生比較大的影響，此問題也急需解決。

輕骨材吸水問題

在當(dāng)前人造輕骨料的生產(chǎn)工藝條件下制造出來的陶粒（含高強(qiáng)陶粒），其孔隙結(jié)構(gòu)較差，不僅球狀孔直徑大，且開孔率高，分布不均勻，裂縫缺陷也較多，因而吸水率較大。這種吸水率高的陶粒，既不能適應(yīng)現(xiàn)代泵送混凝土施工的要求，也因?yàn)槭┕で绊毰菟柡皖A(yù)濕，給施工帶來很大麻煩。因此，我們現(xiàn)在急需生產(chǎn)出一種具有更低吸水率，施工時(shí)不需預(yù)濕的人造輕骨料，即高強(qiáng)、低吸水率的輕骨料。

輕骨材泵送施工

目前，LC40～LC60的高強(qiáng)輕骨料混凝土已開始在工程上應(yīng)用。但對(duì)輕骨料混凝土中骨料與膠凝材料易離析而影響泵送施工的問題并沒有根本解決。泵送施工時(shí)，部分水泥漿中的水在壓力作用下會(huì)滲入輕骨料中，降低了混凝土的工作性能。當(dāng)水分由水泥漿滲入輕骨料中，混凝土的體積將輕微降低。因此，泵送輕骨料混凝土具有可壓縮性，在泵壓下表現(xiàn)為塑性。當(dāng)增加泵壓時(shí)，混凝土中的空氣被壓縮到輕骨料中，這也是泵送輕骨料混凝土具有可壓縮性的原因。然而，當(dāng)泵壓降低和消失后，存在于輕骨料孔中的被壓縮空氣又會(huì)將輕骨料孔中的水分?jǐn)D出。如果這種情況發(fā)生在泵管中，會(huì)導(dǎo)致混凝土拌制物泌水并會(huì)堵塞泵。

（1）輕骨料（陶粒）性能。粗骨料的級(jí)配和最大粒徑：粉煤灰陶粒最大粒徑為20mm；天然輕骨料為40mm；其他陶粒為30mm；不同用途的輕骨料混凝土對(duì)骨料級(jí)配的要求見表。

注：

1.不允許含有超過最大粒徑2倍的顆粒；

2.采用自然級(jí)配時(shí)，其空隙率不大于50%。

（2）制備技術(shù)。勻質(zhì)性控制技術(shù)是制備泵送輕骨料混凝土的關(guān)鍵，通過控制最大粗骨料粒徑，提高水泥漿體黏度，大摻量粉煤灰可有效提高輕骨料混凝土的均質(zhì)性，可配制出性能優(yōu)良的大流態(tài)輕骨料混凝土。

（3）泵送技術(shù)。輕骨料混凝土易分層離析，坍落度損失快以及輕骨料在壓力作用下會(huì)吸收混凝土中的水分而導(dǎo)致堵泵等問題。因此，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1)優(yōu)選輕骨料是配制良好可泵性輕骨料混凝土的重要環(huán)節(jié)。

2)在滿足強(qiáng)度要求的前提下，大量摻人粉煤灰，以增大膠凝材料用量，增加混凝土拌和物的黏聚性，改善混凝土拌和物流動(dòng)性和保水性，并能一定程度上防止輕骨料上浮。

3)選擇合適的混凝土外加劑。

4)混凝土攪拌前，宜將骨料浸濕。

輕骨料混凝土( Lightweight aggregate concrete)是指采用輕骨料的混凝土，其表觀密度不大于1900kg/m3。所謂輕骨料是為了減輕混凝土的質(zhì)量以及提高熱工效果而采用的骨料，其表觀密度要比普通骨料低。人造輕骨料又稱為陶粒。

輕骨料混凝土具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫和耐火等特點(diǎn)，并且變形性能良好，彈性模量較低，在一般情況下收縮和徐變也較大。

輕骨料混凝土應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑及其他工程，可減輕結(jié)構(gòu)自重、節(jié)約材料用量、提高構(gòu)件運(yùn)輸和吊裝效率、減少地基荷載及改善建筑物功能等。

輕骨料混凝土按其在建筑工程中的用途不同，分為保溫輕骨料混凝土、結(jié)構(gòu)保溫輕骨料混凝土和結(jié)構(gòu)輕骨料混凝土。此外，輕骨料混凝土還可以用作耐熱混凝土，代替窯爐內(nèi)襯。

骨材是指混凝土中的填充材，由于骨材的使用，混凝土可以增加體積、減少水泥使用量并減少混凝土的收縮量，它也提供了混凝土尺寸的穩(wěn)定性及抗磨損性。

骨材通稱粒料，也就是顆粒材料骨材用量，約占混凝土體積的百分之六十至七十五，顯見其對(duì)混凝土性質(zhì)有相當(dāng)?shù)挠绊懶?。骨材依其顆粒大小分為細(xì)骨材及粗骨材兩種，通過#4 篩之骨材為細(xì)骨材，停留于#4 篩以上為粗骨材。

混凝土的組成材料水、水泥、骨材及摻料之配合比例，影響新拌混凝土及硬固混凝土之性質(zhì)。材料性質(zhì)的不同，材料來源的改變，品管的疏忽都會(huì)導(dǎo)致混凝土品質(zhì)的異常。

骨材是指混凝土中的填充材，由于骨材的使用，混凝土可以增加體積、減少水泥使用量并減少混凝土的收縮量，它也提供了混凝土尺寸的穩(wěn)定性及抗磨損性。

骨材通稱粒料，也就是顆粒材料骨材用量，約占混凝土體積的百分之六十至七十五，顯見其對(duì)混凝土性質(zhì)有相當(dāng)?shù)挠绊懶?。骨材依其顆粒大小分為細(xì)骨材及粗骨材兩種，通過#4 篩之骨材為細(xì)骨材，停留于#4 篩以上為粗骨材。

混凝土的組成材料水、水泥、骨材及摻料之配合比例，影響新拌混凝土及硬固混凝土之性質(zhì)。材料性質(zhì)的不同，材料來源的改變，品管的疏忽都會(huì)導(dǎo)致混凝土品質(zhì)的異常。

骨材處理設(shè)備概述

骨材配料器又稱骨料配料器，骨材配料器指稱量骨材（砂和石子是混凝土的骨材，砂子叫細(xì)骨材，石子叫粗骨材）的配料設(shè)備。它由檢修閘門、進(jìn)料弧門、稱量筒，傳感器懸掛裝置以及卸料弧門等部件組成。配料器上采用的電子秤和電子操縱系統(tǒng)由給定稱量裝置、傳感器和平衡指示器三個(gè)主要部分組成。工作時(shí)，根據(jù)某種混凝土配合比設(shè)計(jì)所需的各種材料的重量，用打孔的辦法記錄在卡片上。通過輸入裝置，將穿孔卡片上的數(shù)值轉(zhuǎn)化為一個(gè)電量汛息——電壓訊號(hào)，并經(jīng)放大和拖動(dòng)伺服機(jī)構(gòu)，在給定稱量裝置內(nèi)設(shè)下預(yù)定值。當(dāng)開始稱量后，設(shè)置在稱量裝置上的傳感器，產(chǎn)生一與稱量筒中材料重量成比例的電壓。兩電壓都輸入平衡指示器，測(cè)定值與預(yù)定值不斷比較，當(dāng)接近預(yù)定值時(shí)，通過電氣系統(tǒng)控制進(jìn)料弧門的動(dòng)作，使供料速度減慢，當(dāng)達(dá)到預(yù)定值時(shí)，進(jìn)料弧門完全關(guān)閉，稱量完畢。電子操縱系統(tǒng)除能實(shí)現(xiàn)粗稱、精稱動(dòng)作外，還能實(shí)現(xiàn)超稱動(dòng)作，它是混凝土攪拌樓上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的重要設(shè)備。

骨材處理設(shè)備結(jié)構(gòu)組成

給料系統(tǒng)

給料系統(tǒng)是化工企業(yè)機(jī)械化貯運(yùn)系統(tǒng)中的一種輔助性設(shè)備，其主要功能是將已加工或尚未加工的物料從某一設(shè)備（料斗、貯倉等）連續(xù)均勻地喂料給承接設(shè)備或運(yùn)輸機(jī)械中去。給料設(shè)備的種類很多，目前尚無較完整的分類方法。按其承載機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方式的不同，可分為牽引式、回轉(zhuǎn)式、振動(dòng)式和重力式。其中牽引式主要包括膠帶給料機(jī)、板式給料機(jī)和埋刮板給料機(jī)；回轉(zhuǎn)式主要包括圓盤給料機(jī)、螺旋給料機(jī)和葉輪給料機(jī)；振動(dòng)式主要包括電磁振動(dòng)給料機(jī)、慣性振動(dòng)給料機(jī)、往復(fù)式給料機(jī)、擺動(dòng)式給料機(jī)和振動(dòng)給料機(jī)；重力式給料系統(tǒng)指的是鏈?zhǔn)浇o料機(jī)。

稱量系統(tǒng)

稱量系統(tǒng)是混凝土配料機(jī)的關(guān)鍵部分，該系統(tǒng)主要由稱料斗、懸掛裝置及稱量系統(tǒng)傳感器、配料控制儀等組成。配料機(jī)的稱量系統(tǒng)主要是用于石子、沙子、水泥等的稱量。

進(jìn)料式稱量是工業(yè)配料過程中常用的一種稱量方式，其有兩種實(shí)現(xiàn)方法，分別為零位法和增量法。所謂零位法，即在稱量開始時(shí)山給料設(shè)備向稱量料斗內(nèi)給料，當(dāng)達(dá)到稱量斗內(nèi)的設(shè)定值時(shí)停比給料，并打開量斗閘門將物料卸出排空，然后再從零位重新稱量下一物料，如此反復(fù);增量法是在接收、稱量好一種物料后，將電子秤內(nèi)部計(jì)數(shù)值清零，再接收另一物料，而不是將料斗排空。由此可見，無論是增量法還是零位法，由于物料本身的特性或者是料斗的原因大概會(huì)造成卸料不清，從而造成稱量偏差，但從稱量的實(shí)現(xiàn)方式來看，零位法比增量法的稱量精度要高。

在進(jìn)行進(jìn)料式稱量時(shí)，為了保證稱量的速度和精度，通常采用雙速給料的方式，即先快速給料至料斗設(shè)定值的90%~95%，以保證稱量效率，然后慢速給料，以保證稱量精度。

另外一種常見的工業(yè)配料的稱量方式即為卸料式稱量，又稱減料法稱量。該方法首先是向料斗內(nèi)裝入始終多于配方要求的物料，然后自料斗內(nèi)向外卸料進(jìn)行稱量，落下的物料的重量就是要配制的物料的重量。該方法還可以省去料斗，直接將傳感器安裝在料倉上，料倉中物料總重量減少的數(shù)值就是要配制的物料的重量值，此方法山于只稱量從料斗中取走的物料的重量，因此不存在卸料不清的問題，故特別適用于稱量易黏附的物料。但采用此方法，需要設(shè)備上同時(shí)具備裝料裝置和卸料裝置，使設(shè)備復(fù)雜程度增加，并且料斗內(nèi)的物料要始終多于配方要求的物料，故而使傳感器的量程增大，精度降低，因此卸料式稱量山于精度太低而減少采用。

電氣控制系統(tǒng)

電氣控制系統(tǒng)是配料機(jī)的核心部件，它的功能是實(shí)現(xiàn)整個(gè)配料機(jī)的稱量、顯不、操作及完成各種自動(dòng)配料程序。該系統(tǒng)主要山配料控制儀和強(qiáng)電回路兩部分構(gòu)成。

骨材處理設(shè)備防漏料裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

總體設(shè)計(jì)方案

為了解決上面提到的平皮帶機(jī)給料形式的配料機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的撒料、漏料及損傷輸送帶的問題，對(duì)皮帶配料機(jī)的防漏料裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，儲(chǔ)料斗位于整個(gè)裝置的上方，在儲(chǔ)料斗出料口內(nèi)側(cè)增加焊接擋板，外側(cè)設(shè)置可調(diào)節(jié)的橡膠擋板，當(dāng)平皮帶機(jī)開始工作時(shí)，絕大部分砂石骨料在出料口內(nèi)側(cè)焊接擋板的左斜擋板與右斜擋板之間，很少及個(gè)別的砂石骨料會(huì)進(jìn)入到焊接擋板及橡膠擋板之間，減少和避免了骨料與橡膠擋板的直接接觸和磨損，避免了漏料撒料及損傷皮帶的現(xiàn)象發(fā)生。

焊接擋板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

新增焊接擋板由左、右支架，左、右斜擋板構(gòu)成，新增焊接擋板位于儲(chǔ)料斗內(nèi)側(cè)下方，左斜擋板與右斜擋板夾角為87°，對(duì)骨料的輸送起引導(dǎo)作用，使大部分骨料能夠落到平皮帶機(jī)上，保證了送料的安全，其中左支架與左斜擋板相連，右支架與右斜擋板相連。

彈性擋板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

彈性擋板山左支柱、左調(diào)節(jié)塊、左立擋板、右立擋板、右調(diào)節(jié)塊、右支柱構(gòu)成，其中左支柱、左調(diào)節(jié)塊和左立擋板從左到右依次相連，右支柱、右調(diào)節(jié)塊和右立擋板從右到左依次相連。彈性擋板位于儲(chǔ)料斗的下方外側(cè)，通過左調(diào)節(jié)塊與右調(diào)節(jié)塊，可以分別調(diào)節(jié)左立擋板與右調(diào)節(jié)塊上下移動(dòng)，保證彈性擋板與平皮帶機(jī)的間隙，從而防比料的漏出。