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摘要：耐久性是影响工程结构物使用寿命的重要因素。轻质混凝土作为一种新型的建筑材料，近些年凭借其优良的特性在岩土工程中取得了广泛应用。然而在实际工程应用中，轻质混凝土除要受到各种荷载的作用外，还会受到环境中各种自然因素的影响，在恶劣环境条件下可能会因耐久性不良而造成损伤甚至破坏。如果缺乏对轻质混凝土耐久性的认识，就会使很多工程在建设时就埋下隐患，在后期使用过程中造成不必要的经济损失，但目前关于轻质混凝土耐久性方面的研究尚少，因此有必要对轻质混凝土的耐久性能进行系统研究。
关键词：轻质混凝土；耐久性；冻融循环；渗透性；干燥收缩；玻璃纤维
引言
本文针对轻质混凝土在使用过程中可能出现的耐久性问题，通过室内试验的手段，采用物理发泡技术预制泡沫制各轻质混凝土试样，开展一系列耐久性试验，如改进的抗渗性试验、干燥收缩试验和冻融循环试验等，对不同密度等级轻质混凝土的耐久性能进行了详细研究，并用玻璃纤维、粉煤灰和硅粉等外加剂等量替代部分水泥，探讨玻璃纤维、粉煤灰和硅粉对轻质混凝土耐久性能的改善效果和影响机理，主要研究结论如下。
1轻质混凝土的定义
轻质混凝土是由水泥、水及可选组份集料、掺和料和外加剂按照一定的配合比混合搅拌均匀制成料浆，然后再与由发泡剂水溶液经物理发泡方式制成的细小泡沫充分混合均匀，在施工现场或工厂浇筑成型，并在一定的条件下进行养护，硬化后含有大量微小气泡的多孔混凝土材料。
2轻质混凝土的特性
2.1轻质性
在轻质混凝土生产过程中，大量的空气泡沫被引入水泥浆内，凝结硬化后内部含有大量的独立且闭合气孔，因此轻质混凝土具有密度小质量轻的特点。在工程中常用的轻质混凝土密度范围在一般小于1000kg/m3，可见，其密度要比常规土建材料小很多，如果用这种材料代替常规填土材料进行换填处理，能显著降低地基附加应力，达到有效控制工后沉降的目标。
2.2固化后的自立性
轻质混凝土以水泥为胶凝材料，凝结硬化后具有自立性，这一特性使得轻质混凝土可垂直填筑，施工作业面小，可避免或减少拆迁量。另外用于支挡结构物的背后填筑时，其自立的特性使得支挡结构物几乎不受侧压力，确保结构物的安全，尤其是在桥台台背回填中，使用轻质土不仅侧压力小，还能有效避免常规填料的锥坡放坡问题。
2.3隔音耐火性能好
轻质混凝土生产过程中引入了大量泡沫，凝结硬化后这些泡沫就形成了大量的封闭孔，能够有效隔离外界噪音。另外从材料组分上讲，生产轻质混凝土所用的原材料，如水泥、粉煤灰等都是不可燃烧的无机材料，具有良好的阻燃性。这一特性使得轻质混凝土在建筑保温隔热领域具有很大优势，不仅能隔音保温，而且具有良好的耐火性能。
3原材料、设备和试验方法
3.1水泥
水泥是生产轻质混凝土的主要胶凝材料，具有很强的胶结作用，由于轻质混凝土生产工艺的特殊性，对水泥的质量要求较高，并不是所有混凝土用水泥都可以用来生产轻质混凝土的，目前在轻质混凝土中应用比较多的主要有硅酸盐系列水泥、硫铝酸盐水泥和镁水泥。硅酸盐系列水泥来源广泛，容易购买且价格相对便宜，质量稳定，在轻质混凝土生产中应用最为广泛，但低标号硅酸盐水泥的凝结硬化速度慢，轻质混凝土作为一种大水灰比高流动性的混凝土，为防止出现泌水和沉降，宜采用凝结硬化速度快的高标号硅酸盐水泥。硫铝酸盐水泥的凝结硬化速度较快，早期强度高，因此，在制备轻质混凝土时使用硫铝酸盐水泥，水泥对泡沫的固定速度快，泡沫在水泥浆体中不易消失，不易出现泌水塌膜现象，浆体稳定性好，所以国内很多企业选用硫铝酸盐水泥制备低密度等级的轻质混凝土，但利用硫铝水泥制备的轻质混凝土及制品后期强度偏低，易出现粉化现象，另外，硫铝酸盐水泥的生产工艺较为复杂，市场销售的价格比普通硅酸盐水泥高出很多，而且采用这种水泥制备的轻质混凝土及制品易出现粉化现象，这也限制了其在工程中的应用。
3.2粉煤灰
粉煤灰是火力发电厂燃烧煤炭时排出的细粉末状物质，表面光滑，颗粒多呈球形。由于粒度和含碳量的不同，粉煤灰的表观颜色不同，颗粒越细小，碳的含量越高则粉煤灰的颜色越深。粉煤灰的密度在1.9}-2.9g/cm3，松散堆积密度为0.531一1.261g/cm3，粒径一般在0.5300um之间，可见粉煤灰的颗粒的粒径比水泥颗粒要细。根据相应的技术指标，一般可把混凝土用粉煤灰分为三个等级：I级、II级、III级。在混凝土生产过程中用粉煤灰取代部分水泥熟料，不但可以减少水泥用量而降低成本，而且粉煤灰独特的性质能够有效改善混凝土的很多物理力学性能，是当前应用最广的矿物掺和料。
3.3纤维
随着轻质混凝土应用范围的不断扩展，对其性能（如抗拉强度和抗裂性）也提出了更高的要求，在轻质混凝土中掺加纤维能有效提高其抗拉强度，改善多种性能。纤维的种类有多种，随着轻质混凝土生产技术的不断发展，在其制备过程中掺加较多的纤维主要有：聚丙烯纤维、耐碱玻璃纤维和聚乙烯醇纤维。聚丙烯纤维的具有质量轻、弹性好、耐腐蚀性好等特点，且与水泥石之间的粘结力大，价格便宜，是目前应用较为广泛的一种低弹模化学纤维，但是其耐热及耐老化性能较差。聚乙烯醇纤维是一种高弹模合成纤维，不仅强度高、伸长率低、耐腐蚀能力强，而且具有良好的机械性能，但价格相对较高。
结语
总的来说，轻质混凝土的耐久性能随着自身密度的增大而提高，玻璃纤维能显著提升轻质混凝土的耐久性能，尤其是对干缩的抑制和抗冻性能的改善，粉煤灰和硅粉作为工业废料，应用到轻质混凝土中，不仅减轻了环境负荷，而且能在一定程度上有效改善轻质混凝土的性能，本论文的研究成果在工程应用中具有一定的现实意义。
参考文献：
[1]唐明，徐立新.泡沫混凝土材料与工程应用「M].北京：中国建筑工业出版社，2013.
[2]张巨松.泡沫混凝土「M].哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2016.
[3]于水军，王玉龙，周俊伟，等.复合型动植物蛋白发泡剂的制备及其性能研究[[J].河南理工大学学报：自然科学版，2011，30（3）：331-335.