山东科技大学 土木工程与建筑学院 山东青岛 266590
摘要：本文介绍了轻骨料混凝土的的概念及分类，论述了轻骨料混凝土所具有的几种特点和国内外研究现状，分析了轻骨料混凝土研究中存在的主要问题，指出轻骨料混凝土具有较好的经济适用价值，可促进能源和资源的可持续发展。最后对轻骨料混凝土在工程中的发展做出了展望。
关键词：轻骨料；混凝土；研究现状；前景；
轻骨料混凝土是指采用轻粗骨料、轻砂（或普通砂）、水泥和水配制而成的干表观密度不大于1950 kg/m3的混凝土[1]。根据用途可以分为三类：第一类为保温轻骨料混凝土，主要用于保温的围护结构或热工构筑物；第二类为结构保温轻骨料混凝土，主要用于既承重又保温的围护结构；第三类为结构轻骨料混凝土，主要用于承重构件或构筑物。其中起重要作用的轻骨料又可以分为天然轻骨料和人造轻骨料，天然轻骨料使用较多的有浮石、火山渣、自燃煤矸石等，其中人造轻骨料应用最多的是人造陶粒。
为了适应未来建筑向高层、超高层、大跨度发展，以及满足人类对地下和海洋开发的需求，普通混凝土的容重大，比强度低，造价相对较高等缺点不再适合使用，混凝土今后的发展方向朝着轻质、高强、多功能、高耐久性、环保发展。
1.轻骨料混凝土的研究现状
1.1国外的应用研究现状
1954年，美国在世界上首次采用轻骨料混凝土，用陶粒混凝土替代普通混凝土修建了218 m高的休斯顿贝壳广场大厦，技术经济效益都得到了很大提高[2]，使更多的人开始关注轻骨料混凝土。从1993年开始，美国每年轻骨料使用量都在400万m3左右，其中用于结构混凝土部分在占1/5。此后美国轻骨料混凝土的研究技术相当成熟，其应用代表作有德克萨斯商业大厦和纽约世贸中心。
在1990-1995年期间，在已有的轻骨料混凝土的研究的基础上，挪威、日本等国家展开对高性能轻骨料混凝土的耐久性和工作性能的研究，并得出了重要的结论。当今跨度最大的悬臂桥是挪威采用高强混凝土完成工程的典型。如今，国外一些国家在工程中使用轻骨料混凝土有相当成熟的技术和丰富的经验，值得我们国家借鉴。
1.2 国内的应用研究现状
20世纪60年代初，我国开始对轻骨料混凝土进行研究，尽管过程很困难，但经过不懈努力，取得了一定的成果。目前，陶粒混凝土使用占轻骨料混凝土的70%左右，另外沸石和煤矸石等轻骨料混凝土的使用量也占到20%。从最初只能用于高层外墙体中到后来广泛应用到高层建筑和大跨度桥梁中，体现我国对轻骨料混凝土研究和应用不断深入。虽然现在也能配出抗压强度大70 MPa的结构轻骨料混凝土，但在工程中实际只用到LC40[3]。天津永定新河大桥是目前我国轻骨料混凝土用量最大、等级强度最高的轻骨料混凝土大桥，使该工程的造价降低10%，经济效益得到很大保证。
2.轻骨料混凝土的特征
2. 1轻质高强
轻骨料混凝土中的粗骨料质量较轻，轻骨料混凝土的容重可以降低。同时，国内外对高强轻骨料混凝土的应用逐步深入，和普通混凝土相比自重降低了1/5~2/5。比强度的提高，建筑物自身重量可减轻，减小梁板柱等构件的尺寸，有利于减少造价。
2. 2保温效果
轻骨料混凝土有较低的导热系数，在现代工程中的外墙部位得到大量使用。不仅使热交换减少，有利于环境的保护，而且可以减少施工工艺，缩短施工工期，节省材料，减小墙的厚度，使建筑空间增大。
2. 3耐火性能好
建筑物发生火灾时，陶粒混凝土可耐火是普通混凝土的4倍。在6000度高温下，轻骨料混凝土能维护室温强度的85%，而普通混凝土只能维护室温强度的35%~75%。而且对同一耐火等级，陶粒混凝土的板厚可比普通混凝土减少1/5。
2. 4抗震性能好
根据抗震规范，地震发生时，建筑受到的地震力与自身重量有直接关系，自重越大，相对来说地震对建筑物造成的破坏力越强[4]。同时，轻骨料混凝土的弹性模量相对较小，可以有效延长结构的自振周期，使结构在破坏使耗能最大，将危害降到最低。
2. 5抗裂性好
同普通混凝土相比，轻集料混凝土的热膨胀系数和弹性模量小，使得由于冷缩和干缩作用引起的拉应力相对较小；同时，轻集料具有自养护作用，可以有效抵抗有害介质的侵入，这对改善结构的耐久性是十分有利的。
2. 6耐久性好
轻骨料混凝土较低的热膨胀系数，可以使它在温度发生较大突变的情况下，产生较小的内部拉压应力，在一定范围内减少甚至避免了裂缝出现。而裂缝是影响混凝土耐久性的一大重要因素，减少裂缝的产生相当于提高了结构的耐久性[5]。
2.7综合经济效益好
轻骨料的价格比普通石子贵一些，且在工程中应用的经济效益可能是较差的。但如果在海洋工程、立交桥等条件下应用，可能会收到比普通高性能混凝土更好的综合经济效益。
3.轻骨料混凝土应用研究中的主要问题
3.1吸水率大
当前，人造轻骨料的生产工艺条件下制造出来的陶粒，其孔隙结构较差，开孔率高，分布不均匀，裂缝等缺陷也比较多，因而吸水率比较大。这种吸水率极高的粗骨料，不能适应现代泵送混凝土施工的要求[6]，而且在施工前须泡水饱和预湿，使时施工工艺复杂化。
3.2 可泵性差
一方面，在泵压作用下轻集料的吸水率相对常压吸水率增加较大，容易导致混凝土流动度很快降低和堵泵。另一方面，在当混凝土流出泵管后，由于泵送压力的突然释放轻集料内的水分又会随着压力的突然释放而“泵出”，泵出的水将冲刷集料与水泥浆的渡带，破坏轻骨料与水泥石的粘结，进而导致混凝土的力学性能降低和耐久性差。
3.3 坍落度损失大
轻骨料的内部一般都是多孔隙，因此轻骨料吸水率的相对较高，导致水灰比用量不易控制，并且在制备后期骨料的吸水率会随着轻骨料混凝土配制时间的延长有进一步增大的趋势[7]，过大的吸水率会降低了轻骨料混凝土的流动性，影响混凝土的坍落度。
5.展望
现阶段，国家经济正处在关键的发展期，基础建筑的发展飞快。随着高层建筑越来越多，桥梁的跨径越来越大，传统普通混凝土已经不再合适使用。而轻骨料混凝土以轻质、高强、多功能的特点在大跨径结构、高层建筑等工程有着广泛的应用前景。现在，我国能源和资源的使用量越来越多，重新利用工业废料和建筑垃圾，减少对天然材料的开采，有利于对环境的保护，符合现代可持续发展的要求，因此发展轻骨料混凝土非常有必要。
参考文献：
[1] JGJ 51-2002 ,轻骨料混凝土技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2002.
[2] 雍本.特种混凝土设计与施工,中国建筑工业出版社，1993:45~48
[3] 朱聘儒,邓景纹,高永孚.轻骨料混凝土工程实例简述.苏州科技学院学报.2003, 16(1): 53-57
[4] 付达新.轻骨料混凝土的研究现状与展望[J].中国建材科技,2009(6).
[5] 袁大伟,杨萃娜.轻骨料混凝土的研究现状分析及义探讨[J].混凝土,2011(6).
[6] 冯小强,任小普.轻骨料混凝土施工技术探讨[D].河南建材,2011(3):20-21.
[7] 焦楚杰,高俊岳,王龙,赖学全,黄瑞.轻骨料混凝土的研究进展[J].混凝土,2014(8).