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陶粒轻集料混凝土的介绍

陶粒是人造建筑轻集料的简称，其原料来源广泛，根据原料的不同可分为粘土陶粒、页岩陶粒、煤研石淘粒和粉煤灰淘粒。按容重可分为一般容重淘粒（>400kg/m㎡），超轻容重陶粒（400~200kg/m㎡）特轻容重陶粒（<200kg/m㎡）按颗粒大小可集分为陶粒（>5mm和陶砂（<5mm3陶粒轻集料混凝土具有自重轻、保温隔热、耐火性能、弹性变形良好、耐久性能好等特点。结构陶粒轻集料混凝土的常用混凝土强度等级为CL15~CL60，与普通混凝土相当，其高配置强度可达70MPa，而与同强度等级的普通混凝土相比，可减轻自重20%~30%。结构保温陶粒轻集料混凝土是一种保温性能良好的墙体材料，其热导率为0.233~0.523W（mk），仅为普通混凝土的12%~33%，与加气混凝土接近。陶粒是经高温（1200~1300℃）焙烧而成的，内部有较多的二氧化硅（SiO2）和三氧化二铝（Al2O2），因此耐火度较高。经试验测定，烧结陶粒的耐火度为1610℃，可以用来配制耐热1000℃左右的陶粒混凝土。陶粒轻集料混凝土的变形性能良好，弹性模里较低，在一般情况下，收缩和徐变也较大。陶粒轻集料混凝土的弹性模量与其容重和强度成正比。容重越小、强度越低，弹性模量也越低。与同强度等级的普通混凝土相比，陶粒轻集料混凝土的弹性模量低25%~65%。陶粒具有一定的吸水性，在混凝土中加入一定量的饱水陶粒，可以从混凝土内释放水分对混凝土产生养护作用，称作“内养护”。这样可以有效降低混凝土的内干燥导致的收缩（自生收缩），防止混凝土发生收缩裂缝，提高混凝土耐久性能。由高温烧结陶粒为集料的混凝土，能耐酸碱、耐腐蚀，大量试金研究表明，陶粒混凝土的抗渗性能、抗冻性能耐酸碱腐蚀性能均优于普通混凝土，强度在15MPa以上的陶粒混凝土钢筋锈蚀率低于普通混凝土。

陶拉轻集料混凝土的国外发展现状美国早在1913年就研制页岩陶粒（又称膨胀页岩），用于配制30~35MPa的陶粒混凝土，应用在房屋建筑、船舶制造和桥梁工程中。自90年代中期，美国采用陶粒轻集料混凝土取代普通混凝土，修建了休斯敦贝壳广场大厦并取得了显著的技术经济益。美国采用高强陶粒轻集料混凝土建造了北海石油平台。20世纪90年代初期，美国、挪威日本及东欧等国家研究了高性能粒轻集料混凝土的配方、生产工艺、高性能陶粒等，重点在于改善混凝土的工作性和耐久性，并取得了一定的成果。威已成应用CL60级轻集料混凝土建造了世界上跨度大的悬臂桥；日本则在1998年成立了一个由18家公司组成的高强轻集料混凝土研究委员会，专门研究粉煤灰轻集料混凝土。自1993年以来，美国晦年陶粒轻集料混凝土使用量都在350万~415万m2，其中用于结构混凝土部分在80万m2左右。挪威自1987年以来，已应用高性能轻集料混凝土施工了11座桥梁，日本轻集料年产量1999年达到了277万m2。如今，国外发达国家高性能陶粒混凝土的应用已取得了丰富的经验，CL50、7CL60陶粒混凝土已在工程中大量使用。此外，陶粒轻集料混凝土砌浅块合墙板发展较快，东欧国家55%的大型墙板和95%的建筑砌块是用陶粒混凝土制成的；美国80%以上的陶粒用于制作墙体用的小砌块，其陶粒混凝土砌块约占混凝土砌块总量的50%左右。陶粒轻集料混凝土的国内发展现状我国于20世纪60年代起开始研制人造陶粒，陶粒产品主要有页岩陶粒、粉煤灰陶粒和粘土陶粒等。在1960年我国在河南平顶山建成了第一座陶粒混凝土大桥-洛河大桥。到了90年代初期，由于我国的陶拉质量较差，以粉煤灰为主的其它品种粒的质量不尽人意，配制的结构用陶粒混凝土的表观密度一般为1800~1950kg/m㎡，抗压强度为5.0~25MPa，即密度较大，而强度偏低。

直到20世纪90年代中后期，随着对建筑节能和建筑物功能性要求的提高，高性能轻集料混凝土的研究和应用也得到了快速发展。在此背景下，陶粒混凝土又开始在高层建筑和桥梁工程中获得应用，如天津市政工程研究院研究CL50结构轻集料混凝土在永定新河大桥得到应用；珠海国际会议中心20层以上部位全都采用CL40轻集料混凝土。阜新22层的商业大厦，本溪20层建溪大厦都是以自燃煤研石混凝土为主体结构材料。铁道部大桥局桥梁科技研究所将CL40粉煤灰陶粒高强混凝土成功应用于金山公路跨度为22m的箱形预应力桥梁，使桥梁的自重降低了20%以上。目前，我国陶粒轻集料混凝土产业已经形成一定规模，陶粒混凝土砌块占70%左右；陶粒混凝土板材（空心隔墙板、复合保温墙板、屋面板、楼板等）占15%左右；现浇高强混凝土（高层框架建筑、桥梁工程等）约占2%~3%，其它方面的应用（耐火隔热制品、吸声砖、园林和花卉、化工用品等）约占12%~13%。在大量科研的基础上，基本建立了标准化体系。但是，我国粒混凝土的应用仍主要用于低强度的非承重结构，如生产小砌块；在高层建筑和大跨度的桥梁中应用与国外相比还很少，与发达国家仍有不小的差距。

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