轻质混凝土是一种利用多孔轻质骨料（如页岩、粘土或火山材料）来减轻其总重量同时保持结构强度的混凝土。该研究调查了通过使用轻质骨料和辅助胶凝材料（如矿渣和粉煤灰）来提高混凝土强度，同时优先考虑可持续性。主要目的是尽量减少与混凝土生产相关的碳足迹。轻质骨料，特别是页岩材料，被用于七种不同的混合设计中，改变了矿渣、粉煤灰和波特兰水泥的比例。对所得混凝土圆柱体的抗压强度测试表明，含有 50% 矿渣和 50% 波特兰水泥的混合物在 7500 PSI 时表现出最高平均抗压强度。相反，包含粉煤灰和波特兰水泥的混合物表现出最低的强度。这项研究强调了矿渣不仅能增强混凝土强度，而且与传统波特兰水泥相比还能减少总体碳足迹的潜力。

　　大家好，今天我带来了我们在SUNY Canton的研究。我们研究了不同百分比的矿渣和粉煤灰对轻质混凝土抗压强度和碳足迹的影响。我们的目标是希望未来的混凝土更加绿色和清洁。

　　轻质混凝土是一种更加多孔且重量较轻的混凝土，因此更易于操作。由于重量较轻，运输成本大大降低，从而减少了车辆排放的碳排放。除了使用轻质骨料，我们还补充了其他火山灰材料，在我们的研究中使用了矿渣和粉煤灰。

　　我们的目标是找到一种混合料，不会降低强度，并保持相同的强度。正如之前提到的，这对减少排放更有利。通过之前的研究，我们发现普通混凝土和轻质混凝土之间的差异在于臭氧、酸化和水对废水的影响较慢。此外，由于重量较轻，每平方英寸的成本更具成本效益。因为它更轻，更容易操作，所以更多的人可以参与并做得更好。

　　轻质混凝土可以减少巨大的死荷载，使其更容易移动和运输。通常建造一层楼需要大约10天，而使用轻质混凝土可以将时间缩短近一半。另一个大问题是随着地震活动和地震的增加，普通混凝土在地震中会造成大量损坏，而轻质混凝土由于重量较轻，震动的影响较小。此外，轻质骨料的热绝缘性能更好，因为多孔结构使空气能够通过并保持导电性。

　　这里有两个使用轻质混凝土的例子：乔治亚州有一栋55层的建筑，芝加哥伊利诺伊州有一栋54层的摩天大楼。在美国银行大楼，他们甚至考虑使用更薄的板，但测试结果使他们选择了更厚的板，尽管如此，与普通混凝土混合料相比，成本仍然便宜了超过一百万美元，死荷载减少了约13,000磅。芝加哥建筑的团队认为使用轻质混凝土非常容易。

　　这是我们材料的示例。矿渣是钢铁市场的副产品，而粉煤灰则来自煤炭市场。我们从杰斐逊县附近的钢厂获取矿渣，粉煤灰则来自纽约北部的一个采石场。

　　我们在三个月的过程中制作了七种混合设计，首先是没有火山灰材料的基线，然后改变配比，C代表水泥，F代表粉煤灰，S代表矿渣。在测试过程中，我们制作了三个圆柱体以获得平均值，因为我们不想只测试一个圆柱体。我们使用了硅砂作为细骨料，通常在轻质混凝土中，细骨料是轻质的，但我们保持粗骨料为普通重量，以便更好地体现补充材料的效果。

　　以下是我们对所有七种混合料的测试结果，所有样品在28天后进行了测试，平均密度为每立方英尺130磅，而普通混凝土通常在150到155磅之间。最佳混合料的组成是50%的普通水泥，10%的粉煤灰和10%的矿渣，总水泥材料始终为20%，水灰比为0.45。结果显示，混合料3的抗压强度最佳，超过7,000 psi，而普通混凝土仅刚刚超过6,000 psi。

　　总之，这是一种新兴的市场，减少的排放将大大提高空气质量和整体可持续性。显然，矿渣在我们的研究中比粉煤灰的效果更好。然而，我们仍然希望未来能继续研究这些产品。目前，我们正在进行更多关于普通混凝土和轻质混凝土的测试，我们准备了四个梁样品，回来后将进行破坏测试以查看结果。

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