国外轻骨料混凝土在建筑工程上的应用,尤其是在桥梁方面的应用已经有了很成熟的经验,而在我国则作为一种新型建筑材料,研究相对较少,不管从应用研究水平还是生产规模,与发达国家相比都有较大差距。目前,在工程应用中还存在以下几个主要的问题。
轻骨料混凝土达到一定强度后,当继续增加水泥用量时,轻骨料混凝土的强度增加并不明显。同时,与轻骨料混凝土中水泥石的强度相比,轻骨料的强度偏低,这也限制了轻骨料混凝土强度的提高。总之,不可能与同类正常混凝土相比。
轻骨料的含水率直接影响轻骨料混凝土收缩的发展速度,对徐变影响则较小。高含水率的轻骨料混凝土早期收缩小于相同强度的绿色混凝土,但最终收缩大于绿色混凝土;低含水率的轻骨料混凝土收缩始终大于绿色混凝土。轻骨料混凝土的徐变随混凝土强度增加而降低,徐变系数小于绿色混凝土,但由于轻骨料混凝土的弹性模量低于绿色混凝土,徐变应力仍可能大于绿色混凝土。水灰比在0.32~0.43的LC60~LC90的高强轻骨料混凝土的弹性模量比同强度绿色混凝土的低20%~30%。由于低弹性模量会产生较大的弹性应变,轻骨料混凝土在荷载下的总变形比绿色混凝土大,过大的收缩往往会造成结构物的开裂。在桥梁结构中一般都采用预应力,高强轻骨料混凝土的收缩徐变会造成预应力损失,将会对桥梁结构产生比较大的影响,此问题也急需解决。
在当前人造轻骨料的生产工艺条件下制造出来的陶粒(含高强陶粒),其孔隙结构较差,不仅球状孔直径大,且开孔率高,分布不均匀,裂缝缺陷也较多,因而吸水率较大。这种吸水率高的陶粒,既不能适应现代泵送混凝土施工的要求,也因为施工前须泡水饱和预湿,给施工带来很大麻烦。因此,我们现在急需生产出一种具有更低吸水率,施工时不需预湿的人造轻骨料,即高强、低吸水率的轻骨料。
目前,LC40~LC60的高强轻骨料混凝土已开始在工程上应用。但对轻骨料混凝土中骨料与胶凝材料易离析而影响泵送施工的问题并没有根本解决。泵送施工时,部分水泥浆中的水在压力作用下会渗入轻骨料中,降低了混凝土的工作性能。当水分由水泥浆渗入轻骨料中,混凝土的体积将轻微降低。因此,泵送轻骨料混凝土具有可压缩性,在泵压下表现为塑性。当增加泵压时,混凝土中的空气被压缩到轻骨料中,这也是泵送轻骨料混凝土具有可压缩性的原因。然而,当泵压降低和消失后,存在于轻骨料孔中的被压缩空气又会将轻骨料孔中的水分挤出。如果这种情况发生在泵管中,会导致混凝土拌制物泌水并会堵塞泵。