烏干達(dá)麥克雷雷大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)自基索羅區(qū)布豐比拉火山場(chǎng)的火山浮石（scoria）可作為粗骨料用于結(jié)構(gòu)輕質(zhì)混凝土。該材料制成的輕質(zhì)混凝土干密度在1725.9至2007.8千克/立方米之間，較花崗巖基準(zhǔn)混凝土平均降低21%，28天抗壓強(qiáng)度達(dá)到基準(zhǔn)混凝土的71%。所有配比均滿足ASTM C330與Eurocode 2對(duì)輕質(zhì)混凝土的Zui低強(qiáng)度要求，適用于以減輕結(jié)構(gòu)自重為首要目標(biāo)的低層至中層建筑及輕中度荷載結(jié)構(gòu)。

研究指出，火山浮石的物性受地質(zhì)起源、礦物成分和冷卻歷史影響顯著，不同產(chǎn)地的數(shù)據(jù)不可直接套用。本次測(cè)試的火山浮石經(jīng)破碎篩分后粒徑為4.75至20毫米，表觀相對(duì)密度為1.73，堆積密度727.2千克/立方米，平均吸水率7.14%，符合輕質(zhì)骨料標(biāo)準(zhǔn)。但其骨料壓碎值為56.1%，超過BS 812對(duì)普通骨料的45%限值。作者說明，現(xiàn)行規(guī)范尚未針對(duì)輕質(zhì)骨料設(shè)定獨(dú)立的壓碎值合格標(biāo)準(zhǔn)，該數(shù)值僅作為定性參考，但高壓碎值意味著該輕質(zhì)混凝土不適用于對(duì)抗壓阻力要求極高的工程場(chǎng)景。

團(tuán)隊(duì)采用ACI 211.2-98重量法、體積法以及專為低密度高孔隙輕質(zhì)骨料設(shè)計(jì)的Chandra和Brooke法進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，目標(biāo)強(qiáng)度等級(jí)為烏干達(dá)建筑業(yè)常用的C25級(jí)。測(cè)試顯示，Chandra和Brooke法表現(xiàn)Zui優(yōu)，配制出的混凝土28天抗壓強(qiáng)度達(dá)35.92兆帕，密度為1909.4千克/立方米，強(qiáng)度與密度比值Zui高，且表觀孔隙率和吸水率在各類別中Zui低。由于各配比水泥用量相同，孔隙率差異主要反映骨料與膠凝材料比例的影響。

早期強(qiáng)度發(fā)展方面，輕質(zhì)混凝土在7天內(nèi)即可達(dá)到28天強(qiáng)度的75%至83%，14天內(nèi)達(dá)91%至95%，進(jìn)度優(yōu)于普通混凝土。研究人員認(rèn)為這得益于火山浮石多孔結(jié)構(gòu)保留的水分產(chǎn)生的自養(yǎng)護(hù)效應(yīng)，但該機(jī)制未經(jīng)微觀結(jié)構(gòu)分析直接驗(yàn)證。耐久性評(píng)估部分，作者公開說明測(cè)試樣本系從已壓碎的強(qiáng)度試塊中截取的代表性碎片，雖符合ASTM C642-97測(cè)量條件，但仍需進(jìn)一步驗(yàn)證。此外，本研究未進(jìn)行詳細(xì)的成本或生命周期核算，盡管此前文獻(xiàn)指出結(jié)構(gòu)減重約20%可降低約9.2%的整體建筑成本，但具體經(jīng)濟(jì)賬仍需后續(xù)測(cè)算。

綜合來(lái)看，布豐比拉火山浮石除壓碎值和吸水率偏高外，基本滿足ASTM與Eurocode對(duì)輕質(zhì)粗骨料的核心要求。研究團(tuán)隊(duì)建議采用Chandra和Brooke法進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，并將該材料定位為優(yōu)先用于對(duì)自重敏感的低層至中等高度建筑。若后續(xù)成本與耐久性研究能印證實(shí)驗(yàn)室結(jié)果，這種長(zhǎng)期覆蓋于基索羅丘陵的火山資源有望在烏干達(dá)及周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)型建設(shè)中發(fā)揮新作用。

資料來(lái)源：bioengineer.org；原文發(fā)布日期：2026-10-29。本文為資料編譯。