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摘要：轻骨料混凝土具有高耐久性、高强度等特点，在当前公路桥梁施工中的应用十分广泛。轻骨料混凝土不仅造价低廉，而且轻质性特点突出，可以十分有效的减少构造物自身重量与相应的处理成本，结构断面等特殊情况也得到了一定的控制，同时还大幅提高了有效使用面积，并提高了公路桥梁工程的经济性与可靠性。本文就轻骨料混凝土在公路桥梁施工中的应用进行分析和探讨。
关键词：节能材料；桥梁工程；使用
轻骨料混凝土是指采用轻骨料的混凝土，其表观密度不大于1900kg/m3。所谓轻骨料是为了减轻混凝土的质量以及提高热工效果为目的而采用的骨料，其表观密度要比普通骨料低。人造轻骨料又称为陶粒。轻骨料混凝土具有轻质、高强、保温和耐火等特点，并且变形性能良好，弹性模量较低，在一般情况下收缩和徐变也较大。
一、轻骨料混凝土的特点
轻骨料混凝土是指采用轻骨料的混凝土，其表观密度不大于1900kg/m3。所谓轻骨料是为了减轻混凝土的质量以及提高热工效果为目的而采用的骨料，其表观密度要比普通骨料低。人造轻骨料又称为陶粒。轻骨料混凝土具有轻质、高强、保温和耐火等特点，并且变形性能良好，弹性模量较低，收缩和徐变也较大。
1、抗震性能好
轻骨料混凝土弹性模量低，桥梁自振周期长，如果要破坏梁体，则需要更多的变形性能，因而增强了抗震性能。在公路桥梁中，地震作用一般与其上部结构一般成正比，而轻骨料混凝土与普通混凝土相比要轻得多，恰好使地震作用时产生的水平剪力降低，也就增加了公路桥梁的抗震性能。
2、自身重量轻
普通混凝土的容重为2400kg/，而轻骨料混凝土的表观密度为一般在1600kg/m3—1950kg/范围内，与同等级的普通混凝土相比，其表观密度减少了25%到33%。结构轻骨料混凝土的这种轻质特性带来的经济效益是非常显著的，特别是对于结构恒载占很大比例，且对材料性能要求较高的大跨度桥梁、高层建筑等。轻骨料混凝土的造价要比普通混凝土高，但轻骨料混凝土轻质度高，能够很有效地降低建筑物的自重和基础的处理费用，结构断面的情况也减少了，并增加了它的使用面积，降低了公路桥梁施工中的造价。
3、抗拉强度大
轻骨料混凝土的抗剪、抗扭、粘结、锚固和抗裂性等与抗拉强度有关。这些特性取决于粗骨料与砂浆的粘结力和抗拉强度。由于其自身的具有较小的热膨胀系数和弹性模量，当在一定的气候条件下，产生干缩和冷缩现象时，其拉应力也比较小，因而具有较好的抗拉性。
4、耐久性好
与普通混凝土相比，轻骨料混凝土的耐久性更好，这是因为它的弹性模量及热膨胀系数小，使其干缩和冷缩作用引起来的拉应力减小，构件的抗裂性能加强，构件的耐久性得到了提高。
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（1）粗骨料与砂浆间的有效粘力；具有优良的抵抗细微裂纹作用；（2）由于粗骨料形成分散均匀的孔隙体系；在抵抗风化时起吸收作用；并能降低砂浆中盐的浓度；（3）有很高的强度——模量比；使极限变形能力提高；（4）骨料与水泥水化时，析出氢氧化钙，能减少可溶性成份的析出，并减少硫酸盐破坏的可能性；（5）由于水泥在粗骨料内含有内部养护水的原因，因此能降低砂浆的渗透性。
二、轻骨料混凝土应用中的注意事项
1.对于现代公路桥梁而言，大多选用预应力，所以轻骨料混凝土自带的收缩徐变得到施工人员的高度关注。收缩徐变会对预应力造成直接影响，若在施工中未能准确计算收缩徐变的具体数值，将会使具体的结构产生很大的变化。一般而言，轻骨料混凝土具有较大的收缩徐变量，但早期收缩量却较低，徐变量并不是全比相同等级强度的常规混凝土大，徐变量主要受到强度的作用和影响，主要成反比。通过上述特点的阐述可以得知，轻骨料混凝土的弹性模量很低，所以在这种情况下会产生较大的应变，在同等荷载的基础上，轻骨料混凝土的总形变量也较大。
2.工作性能是衡量一种混凝土材料好坏的重要依据，对于轻骨料混凝土的应用而言，主要采取泵送的模式，为保证施工质量，充分发挥材料特性，需对此进行深入分析。多次实践证明，由于轻骨料的平均密度很小，所以泵送的难度很大。在实际的泵送过程中，主要存在三方面问题：①局部泥浆中含有的水分在泵压的影响下会向轻骨料中进行渗透，进而影响到混凝土的整体性能；②水分在进入轻骨料中时，混凝土总体积会出现变化，基于泵送模式的轻骨料混凝土会表现出塑性或可压缩性；③在适当提高泵送压力后，混凝土中含有的空气会被较强的压力推送至轻骨料中，这也会使轻骨料表现出可压缩性。但是，在泵压逐渐减小直至消失后，被推送至轻骨料中的气体还会将水分向外侧挤出。进而可能会引发堵塞等不良情况，影响泵送的顺利进行。
3.针对轻骨料混凝土施工的相关规范还没有得到进一步的证实和发布，使得公路桥梁施工中不能得到规范和约束。
4.关于轻骨料混凝土施工设计方面的计算机软件还有待于开发，作为提供推广平台的重要环节，可用于实际应用的资源较少，虽然在施工中得到利用，但轻骨料混凝土所具备的特点并不能完全发挥，所收获的社会与经济效益并不是十分明显。
三、轻骨料混凝土在公路桥梁中的应用
在公路桥梁施工中，轻骨料混凝土的实际应用需要从下层基础开始进行整体考虑，充分利用结构自重这一显著优势，虽然轻骨料混凝土的应用造价略高于常规混凝土，但所带来的实际效益是二者差价所不能弥补的，并且，该混凝土材料在当前大多使用在整体铺装以及防撞墩等部位中。昌九高速公路中正是合理运用了轻骨料混凝土制成的防撞墙，在不改变防撞性能的基础上，大幅降低了桥身所受到的载荷，进一步提高了桥身稳定性。
人工陶粒混凝土大多在桥面铺装施工中使用，可以降低铺装层所受到的荷载，具有广泛的应用前景。陶粒的表面存在纹理，可间接提高集料在其表面的摩擦系数，还能有效阻止顺粒之前发生的运动，最终提升混合料的实际强度。从外观特点上进行分类，可将陶粒分为两种形式：一是圆球状；二是块状。从具体使用性能角度分析，块状陶粒更适合公路桥梁施工选用。通过对陶粒和花岗岩的对比分析发现，与花岗岩相比，陶粒的密度较小，强度几乎相同，但其耐磨性较为突出。对两种材料样品分别进行车辙试验与马歇尔试验，结果显示：陶粒所对应的稳定系数和各项技术指标均可满足设计要求，验证了由此构成的混凝土材料具有良好的稳定性与抗车辙能力。与以往常用的石料相比，在性能上，陶粒与花岗岩混凝土不存在明显的差异。
（1）中国工程建设标准化协会主持编制的《轻骨料混凝土桥梁技术规程》，交通部有关单位应组织进行轻骨料混凝土桥梁的研究。通过试验研究工作，积累工程经验，逐步完善技术规范，使从事轻骨料混凝土桥梁的设计人员，技术上有所遵循。
（2）在强地震区和软弱地基区，修建轻骨料混凝土桥甚为有利。因桥梁自重轻，基础工程的抗震设计相对较简易。在较弱地基情况下，基桩数量可以减少，桩的长度也可以减短，因而造价可降低。
（3）我国要发展轻骨料混凝土桥梁，首先应发展轻骨料生产。今后应大量生产破碎型页岩陶粒，以制成高强轻骨料混凝土。因破碎型陶粒与水泥砂浆粘结性好，抗上浮能力强，在高流动性混凝土拌和物中不易离析。
结束语
轻骨料混凝土的轻质、耐久性、高强、抗震性能等特点以及对天然骨料的开采减少了，保护了环境，符合了我国的可持续发展要求。在实际的工程中，可以通过某些措施改善高强轻骨料混凝土的工程性能，并且对桥梁本身不会产生大的影响。我国建造轻骨料混凝土桥还在开始阶段，需要材料制造、设计、施工和科研各部门共同努力，才能迅速发展。
参考文献：
[1]杜君。轻骨料混凝土在公路桥梁施工中的应用[J].交通世界（工程技术），2015，10：74-75.
[2]傅程辉，何杨闽。试论轻骨料混凝土在公路桥梁施工中的应用[J].科技创新与应用，2013，11：179.
论文作者:吴将
论文发表刊物:《基层建设》2016年6期
论文发表时间:2016/7/4
标签：骨料论文; 混凝土论文; 桥梁论文; 陶粒论文; 性能论文; 弹性模量论文; 公路论文; 《基层建设》2016年6期论文;