Características técnicas e avanços na aplicação do concreto de recolha leve

I. Introdução

Betão de coleta leve é um tipo de coleta leve (densidade menor do que1800kg/m³A coleta porosa) é uma coleta grossa, combinada com materiais de gel, aditivos e preparação de água para novos materiais de concreto. Sua vantagem significativa em comparação com o concreto comum éLigeira, isolante e insonorizadacom boa durabilidade e processabilidade, de acordo com a atual indústria da construção“Economia de energia, proteção ambiental e alto desempenho”As necessidades de desenvolvimento tornaram-se materiais estruturais e funcionais na construção moderna.

Composição e função do material

O desempenho do concreto de coleta leve depende da sinergia de vários componentes, os principais materiais componentes e funções são as seguintes:

1. Coleção leve

O material leve é o componente central que determina as propriedades leves do concreto. Pode ser dividido por fonteColeção natural leve(por exemplo, pedra flutuante, escoria vulcânica, calcário) eColeção artificial leve(por exemplo, grãos de cerâmica, grãos de cinza de carvão em pó). Entre eles,Grãos de cerâmica(especialmente cerâmica de xisto, cerâmica de cinza de carvão em pó) devido a terEstrutura porosa fechada, baixa absorção de água, alta resistência(resistência à pressão5-30MPa), tornando-se estrutura com concreto de recolha leve; A pedra é muito baixa devido à sua densidade (<300kg/m³principalmente para isolamento térmico.

2. Materiais Gel

O cimento (cimento de silicato, cimento de silicato comum) pode ser misturado com cinzas de carvão em pó, pó de resíduos minerais, cinzas de silício e outras misturas. Os efeitos das misturas incluem: (1Substituição parcial de cimento para reduzir custos e emissões de carbono; （2Melhorar a facilidade de concreto recém-misturado (como o efeito bola de cinzas de carvão em pó); （3Aumentar a durabilidade do concreto endurecido (por exemplo, a reação de cinzas vulcânicas em pó de resíduos pode preencher os poros).

3. Aditivos

Os principais aditivos incluemRedutor de água eficiente(como o ácido carboxílico),DesgaseadoreRetenção de água. Um redutor de água eficiente pode reduzir significativamente a proporção de cinza de água (a partir de0.5-0.6Baixar para0.3-0.4Aumentar a resistência e densidade do concreto; O desgasificante pode introduzir pequenas bolhas fechadas para melhorar a resistência ao congelamento (o nível deF100-F200）； Os agentes de retenção de água, como a hidroxipropilmetilcelulose, são usados ​​para inibir a absorção excessiva de água de coletas leves e evitar a perda de queda do concreto recém-misturado.

4. água

A quantidade de água precisa ser estritamente controlada, tanto para atender às necessidades de hidratação do material de gel, como para evitar que a coleta leve flutuasse devido a excesso de água (a densidade da coleta leve é pequena, fácil de separar durante a agitação). Geralmente adotado“Coleta leve pré-úmida”Processo (mergulhar a coleta leve)2-4horas após a secagem da superfície) para reduzir a sua absorção de água misturada.

Principais características de desempenho

1. Características leves

A densidade seca do concreto é geralmente1400-1900kg/m³(O concreto comum é2400kg/m³direita) pode ser reduzido.20%-50%Esta característica pode reduzir significativamente a carga estrutural (por exemplo, as paredes residenciais de piso elevado usam concreto leve, e os requisitos de capacidade de suporte do solo podem ser reduzidos)15%-25%Reduzir os custos de engenharia básica e, ao mesmo tempo, melhorar a resistência sísmica do edifício (o efeito sísmico é proporcional à auto-regeneração da estrutura).

2. Isolamento térmico

A estrutura porosa do coletor leve torna-o com baixo coeficiente de condutividade térmica (0,5-1,5W/O concreto comum é1.8-2.0W/). Por exemplo,200 milímetrosO efeito de isolamento de paredes de concreto de cerâmica espessa é equivalente a400 milímetrosParedes de tijolos comuns espessas podem reduzir significativamente o consumo de energia de aquecimento e refrigeração30%-50%) em conformidade“Quarto passivo”“Edifícios com consumo zero de energia”exigências.

3. Isolamento acústico

A estrutura porosa da coleta leve pode absorver as ondas acústicas de forma eficaz, e o isolamento acústico do ar pode atingir45-55dB(O concreto comum é35-40dB). Quando usado em paredes de divisão ou pisos, o ambiente acústico interior pode ser melhorado significativamente para atender aos requisitos de isolamento acústico de residências, hotéis e outros locais.

4. Durabilidade

（1(Resistência à permeabilidade: a coleta leve de poros fechados, como grãos de cerâmica, pode reduzir o canal de poros internos do concreto, o nível de resistência à permeabilidade pode atingirP6-P10(O concreto comum éP4-P8）；

（2Resistência ao congelamento: pequenas bolhas introduzidas pelo desgasificante podem aliviar a destruição do concreto pelo ciclo de fusão congelada, o nível de resistência ao congelamento pode ser alcançadoF100-F200(Aplicável a áreas frias);

（3Resistência à carbonização: baixa relação de cinza de água e estrutura densa pode retardar o processo de carbonização, a profundidade de carbonização é menor do que o concreto comum30%-50%- É.

IV. Pontos do processo de preparação

1. Design combinado

（1Determinar o nível de densidade: de acordo com a escolha do uso, como a estrutura com o nível de densidade do concreto de coleta leve é1600-1900kg/m³Isolamento utilizado para1400-1600kg/m³；

（2(Design de resistência: ajustando a quantidade de material de gel)300-500kg/m³(em relação à água)0.3-0.45(Controle da resistência, a estrutura pode ser alcançada com o nível de resistência do concreto de coleta leveC20-C40；

（3) e facilidade de ajuste: através de pré-molhado coleta leve, adição de redutores de água e conservantes de água, para garantir a queda do concreto recém-misturado em100-150 milímetros(Requisitos de construção da bomba).

2. Processo de agitação

（1• Coleta leve pré-úmida: mergulhe a coleta leve no estado seco da superfície saturada (sem água livre na superfície), evitando a absorção da água misturada durante a agitação;

（2Ordem de agitação: primeiro misture a coleta leve com uma parte da água1-2minutos e adicionar o cimento, a mistura e o aditivo.2-3minutos, e finalmente ajustar o consumo de água para agitar uniformemente (o tempo total de agitação não excede5minutos);

（3Evitar a separação: Evite agitação excessiva durante a agitação para evitar que a leve flutuação da coleta leve leve leve leve leve leve leve leve leve leve leve leve leve leve leve leve leve leve leve leve leve leve leve leve leve leve leve.

3. Construção e conservação

（1Colgamento: Colgamento em camadas (espessura não superior a cada camada)300 milímetrosvibrador de placa plana ou vibrador de inserção (tempo de vibração mais curto do que o concreto comum)30%）；

（2Conservação: após a construção12Cobertura hidratante (por exemplo, película de plástico, saco) e conservação de água por pulverização dentro de uma hora7-14dia (a absorção de água da coleta leve é forte, a perda de água da superfície deve ser evitada).

V. Área de aplicação

1. Edifício Residencial

de alta residência.parede(por exemplo, paredes de corte, paredes de preenchimento),Placa de piso(como placas superpostas) com concreto de recolha leve, pode reduzir o peso próprio da estrutura (redução do peso próprio da parede por metro quadrado)50-100kgAumento da taxa de construção (1-2camadas). Por exemplo, em projetos residenciais de alto nível em cidades como Pequim e Xangai, a proporção de paredes de concreto cerâmico já atingiu60%acima.

2. Edifício Industrial

da fábrica.Telhado、Vigas de guindasteConcreto leve para reduzir a carga do telhado (redução do peso do telhado por metro quadrado)80-120kgaumentando o intervalo (a partir de6-8 metrosAdicionar para10-12 metros). Por exemplo, na fábrica conjunta de fábricas de automóveis, a taxa de aplicação de placas de teto de concreto80%- É.

3. Edifícios de Economia Energética

Casa passiva, edifícios com consumo zero de energiaIsolamento da parede externa(como parede composta de isolamento externo) com concreto de coleta leve, pode satisfazer“Fator de transferência de calor da parede externa≤0.15W/”exigências. Por exemplo, em um projeto de habitação passiva em Berlim, Alemanha,250 milímetrosAs paredes exteriores espessas de cerâmica de cinzas de carvão em pó atingem o objetivo de não precisar de aquecimento no inverno.

4. Engenharia Municipal

Ponte.Revestimento da ponte、PonteO uso de concreto leve pode reduzir a carga da ponte (redução do peso próprio por metro quadrado de superfície da ponte)100-150kgprolongar a vida útil da ponte (reduzir os danos da fadiga). Por exemplo, o revestimento da ponte da Baía de Hangzhou usa concreto cerâmico, reduzindo a carga geral da ponte.

Tendências de desenvolvimento

1. 高性能化

DesenvolvimentoBetão de alta resistência(grau de força)≥C50), para colunas, vigas e outros componentes de carga de edifícios ultra-altos, para atender às necessidades de grande amplitude e alta carga. Por exemplo, em um edifício ultra-alto em Houston,C60A aplicação da coluna de concreto cerâmico reduz a seção da coluna (a partir de1.2m × 1.2mBaixar para0,8 m × 0,8 m).

2. Verde

利用Resíduos industriais(por exemplo, cinzas de carvão em pó, resíduos de mineração, resíduos de aço) preparar a coleta leve (por exemplo, grãos de cerâmica de cinzas de carvão em pó, grãos de cerâmica de resíduos de mineração), substituir a coleta natural (reduzir a mineração), reduzir o uso de cimento (taxa de substituição de até30%-50%). Por exemplo, a produção anual de carvão5milhões de toneladas, das quais10%Utilizado para a produção de concreto leve, reduzindo as emissões de carbono aproximadamente1milhões de toneladas.

3. Funcionalização

DesenvolvimentoBetão leve contra incêndio(Adicionar fibra à prova de fogo, limite de resistência ao fogo≥3horas),Betão com isolamento acústico leve(Adicionar material de isolamento acústico, isolamento acústico de ar≥60dB), eBetão de recolha leve auto-isolado(camada isolante composta, coeficiente de transferência de calor≤0.1W/atender às necessidades especiais de diferentes locais.

4. Padronização

Desenvolvido perfeitoNormas de concreto leve(Por exemplo, o procedimento técnico de concreto leve)JGJ 51-2019Especificação do desempenho do material, design de combinação, processo de construção e outros aspectos para melhorar a qualidade do projeto (redução de fendas causadas por construção inadequada, resistência inadequada e outros problemas).

VII. Conclusões

Betão leve como umLigeira, econômica e ambientalOs novos materiais têm amplas perspectivas de aplicação no setor da construção. Com o desenvolvimento contínuo da tecnologia de alto desempenho, verde e funcional, o concreto de coleta leve substituirá ainda mais o concreto comum e se tornará o material principal para futuras obras de construção. No futuro, é necessário fortalecer a pesquisa e o desenvolvimento de coletas leves (como coletas leves nanomodificadas), otimizar o processo de preparação (como:3DImprimir concreto de coleta leve), promover a aplicação industrial de concreto de coleta leve e apoiar o desenvolvimento sustentável da indústria da construção.