轻骨料混凝土，陶粒混凝土与普通混凝土的对比

　　由于轻骨料混凝土具有轻质高强、耐腐蚀和环保等优点，现已成为仅次于传统混凝土、用量最大的一种混凝土，在高层建筑、大跨度桥梁及处于严酷环境下的海洋结构物等大型工程中得到应用。轻骨料具有吸水返水特性，不同类型的轻骨料在混凝土中的吸水返水变化过程是不同的，这就使不同类型的轻骨料混凝土内部湿度和孔结构存在差异，从而影响到轻骨料混凝土的自收缩。目前，有关自收缩的研究表明，高含水率的轻骨料混凝土早期收缩小于相同强度的普通混凝土，但最终收缩大于普通混凝土，低含水率的轻骨料混凝土收缩始终大于普通混凝土用。水泥浆富集的区域收缩比轻骨料大，轻骨料起到了减小水泥石变形的作用。与普通混凝土相比，轻骨料混凝土中的骨料和水泥石的弹性变形、收缩都比较接近，因此，轻骨料混凝土内部不易出现应力集中现象，宏观变形也比普通混凝土小同。

　　然而，这些研究结果都是从宏观角度进行的，而把轻骨料的吸水返水特性和微观结构分析相结合，对轻骨料混凝土的自收缩进行研究则少有报道。对自收缩的分析是研究轻骨料混凝土拉伸徐变和抗裂性能的基础，因此，有必要将微观试验与宏观试验相结合，对轻骨料混凝土自收缩机理进行进一步研究。骨料类型与有效水灰比的关系从陶粒在陶粒混凝土中吸水返水变化过程可知，经过预湿处理后的陶粒具有“蓄水池”功能，吸水率大的陶粒在陶粒混凝土中有较好的返水能力。因此，陶粒经过预湿处理后，胸粒混凝土中有效用水量下降很少或基本不下降。此时陶粒混凝土的有效水灰比接近于混凝土配合比设计时的净水灰比，由于有效水灰比对混凝土自收缩有很大影响，因此，有效水灰比下降越小的陶粒混凝土，其自收缩值越小。经过预湿处理后，采用吸水率大陶粒的轻骨料混凝土的有效水灰比下降值小于采用吸水率小的宜昌陶粒的轻骨料混凝土，从而其自收缩也较小。对于天然石子，由于没有“蓄水池”功能，也就没有返水能力。随着水泥水化的进行，混凝土内部有效水灰比大幅度下降，但由于天然石子对水泥石有较强的约束作用，其自收缩受到一定的限制。骨料类型与湿度场的关系从可以看出，采用胸粒的轻骨料混凝土内部相对湿度比采用陶粒的轻骨料混凝土的高。这是由于陶粒吸水率比石子的大，表面比较粗糙且多孔，因此，经过预湿处理后，陶粒内部储存水量多，返水能力强，能不断地为水泥浆体中的毛细管补充水分，相对有效水灰比和湿度下降较少。还可以发现，普通混凝土有效水灰比和内部相对湿度开始下降的时间较早，且在28天龄期时，湿度已下降至82.0%，比预湿24小时的两种陶粒混凝土都低，这主要是由于天然石子不具有吸水返水特性。

　　湿度场与孔结构的关系由于胸粒具有吸水返水特性，经过预湿处理后的陶粒内部储存大量的水分，从而使得胸粒混凝土中水泥石的水化反应充分进行。天然石子则没有这样的特性，所以水化反应不够充分。因此，采用吸水率大的陶粒，其水泥石中孔径小于50mm的孔结构比例较采用吸水率小的陶粒的轻骨料混凝土的小。陶粒混凝土水泥石中孔径小于50mm的孔结构比例都比普通混凝土的小，由于水泥石中孔径小于50nm的孔结构正是引起混凝土自收缩的主要原因，所以此类型孔结构比例越高，则混凝土产生的自收缩越大。水泥石孔径分布测定结果表明，采用吸水率大的陶粒的轻骨料混凝土，其水泥石中孔径小于50nm的孔结构比例小于采用吸水率小的陶粒的轻骨料混凝土的。因此，陶粒混凝土自收缩小于普通混凝土的自收缩。普通混凝土水泥石中孔径小于50nm的孔结构比例大于采用和陶粒的轻骨料混凝土的，普通混凝土自收缩大于陶粒混凝土自收缩，但普通混凝土自收缩却小于宜昌陶粒混凝土的自收缩，主要是由于天然石子对水泥石的约束程度高于宜昌陶粒对水泥石的约束程度。

　　骨料类型与自收缩的关系混凝土自收缩受粗骨料对水泥石约束程度的影响，其最终自收缩是与有效水灰比和粗骨料约束程度共同作用的结果。天然石子虽然没有类似于胸粒的吸水返水特性，但是其强度比陶粒的大，其对水泥石的约束程度高于陶粒对水泥石的约束程度。研究表明，最终普通混凝土自收缩大于采用吸水率大的陶粒的轻骨料混凝土自收缩，但小于采用吸水率小的陶粒的轻骨料混凝土的自收缩。1、采用筒压强度较低的陶粒配制的混凝土，其抗压强度比采用高强陶粒的低；普通混凝土抗压强度高于陶粒混凝土的抗压强度，这是由于天然石子强度高于陶粒强度的缘故。2、陶粒经过预湿处理后，吸水率大的陶粒在陶粒混凝土中的吸水能力与吸水率小的高强陶粒大致相当，但其在陶粒混凝土中的返水量却比高强胸粒的多，返水能力也比高强陶粒的强。3、采用吸水率大的陶粒的轻骨料混凝土内部相对湿度比采用吸水率小的宜昌陶粒的轻骨料混凝土的高；普通混凝土内部相对湿度开始下降的时间较早，其内部湿度比采用预湿24h两种陶粒的轻骨料混凝土的都低，这主要是由于天然石子不存在类似于陶粒吸水返水的特性。4、采用吸水率较大的陶粒的轻骨料混凝土，水泥石中孔径小于50nm的孔结构比例小于采用吸水率小的高强陶粒的轻骨料混凝土的，普通泥凝土水泥石中孔径小于50mm的孔结构比例大于陶粒混凝土的。5、自收缩是有效水灰比和粗骨料约束程度共同作用的结果。骨料是否具有吸水返水特性会影响有效水灰比，从而影响混凝土内部湿度场和孔结构。天然石子强度比陶粒的大，其对水泥石的约束程度高于陶粒的，因此，普通混凝土自收缩小于采用吸水率大的陶粒轻骨料混凝土的自收缩，但是大于采用吸水率小的陶粒轻骨料混凝土的自收缩。