随着现代土木工程的发展,人们对于建筑材料的要求越来越高,而普通混凝土结构自重过大,限制了混凝土结构在超高层建筑、大跨桥梁、采油平台等建筑物中的应用。轻集料混凝土具有轻质高强、抗震性能好、保温隔热、综合经济性好等特点恰恰可以弥补这种缺陷,因此高强轻集料混凝土逐渐被应用在建筑结构中。由于受到我国缺乏高性能轻集料的现状的影响,目前开发研究的高强轻集料混凝土的强度主要集中在LC50以下,而超过LC60的高强轻集料混凝土研究与工程应用很少。本文采用天津产的火山岩质陶粒,针对轻集料混凝土的配制与物理力学性能进行研究:(1)通过研究胶凝材料、水灰比、砂率等对混凝土强度和密度的影响,进行配合比设计,得出基准配合比,然后进行配合比优化,分别配制了强度等级达到LC50、LC60、LC70,密度等级为1700级、1800级的三种高强轻质混凝土。(2)本文分别进行了LC50、LC60、LC70三种高强轻集料混凝土的物理力学性能研究,并与同等级的普通高强混凝土进行对比。结果表明:高强轻集料混凝土比普通高强混凝土的比强度提高40%~60%,利用轻集料混凝土结构可以大大减轻结构的自重,从而减轻地震作用力,提高抗震性能。(3)试验对高强轻集料混凝土与普通高强混凝土的尺寸效应现象进行研究,其中当试件尺寸为100mm立方体试块时,轻集料混凝土的强度等级为LC50-LC70,立方体抗压强度的尺寸换算系数为0.87~0.92,劈裂抗拉强度的尺寸换算系数为0.87~0.88;普通混凝土的强度等级为C50-C70,立方体抗压强度换算系数为0.88~0.92,劈裂抗拉强度的尺寸换算系数0.84~0.86。(4)针对高强轻集料混凝土的脆性,本文提出了两种增韧的方法:用橡胶等体积替换细集料和掺加聚丙烯纤维。通过试验可知,两种方法对轻集料混凝土的韧性有一定提高。在配合比一致的情况下,掺纤维的方法更加有效。