蒸压加气混凝土自保温砌块的生产及应用

蒸压加气混凝土自保温砌块的生产及应用

    摘要：蒸压加气混凝土自保温砌块具有许多独特的性能，全部采用无机原料制成，安全不燃烧，砌块墙体满足严寒地区现行建筑节能65％的外墙传热系数限值的要求，无需保温层的二次施工，且该墙体造价较低。自保温砌块的旖工技术基本成熟，配套的3种干粉保温

砂浆使用可靠，节能和利废效果明显，具有显著的技术经济效果。

1原材料

1．1原料要求

1．1．1粉煤灰

本砌块的原料粉煤灰来自长春市电厂的湿排灰，经原料处理后符合要求的粉煤灰掺量为70％以上。对粉煤灰的质量要求为，Si0₂：含量大于40％，A1₂0₃含量15％一35％，Fe₂0₃含量．小于15％，烧失量小于10％，细度：0.045 mm方孔筛筛余20％以下，0.080 mm方孔筛筛余10％左右。

如果粉煤灰0.045 mm方孔筛筛余超过20％时，混合料浆浇注稳定性开始变差，料浆变稠，铝粉发气时易产生憋气、模具四角出现塌角现象，表面有少量泌水；当筛余超过35％时，易出现大面积泌水甚至塌模，浇注后期易产生憋气、局部沉陷、气孔结构不好、蒸压前坯体分层裂缝等不良现象。但粉煤灰不应太细，否则会在加气混凝土料浆中产生很大的应力，使制品透气性下降，导致终凝阶段的料浆及蒸压养护后的制品出现收缩裂缝。适宜的粉煤灰细度对浇筑参数的影响嘲为：细度：0.045 mm筛筛余20％以下，料浆密度1.40～1.47g／cm³，料浆稠度27—28 cm，浇注稠度19—20 am，稳定状态良好。

1．1．2生石灰

对生石灰的质量要求为活性氧化钙含量大于65％，氧化镁含量小于6％。要求宜采用中速石灰，消解温度高于80℃，可以保证料浆的浇注稳定性。

生石灰在水化后生成氢氧化钙，遇水消化时放出一定的热量，使温度上升，为坯体中水泥快速水化提供条件，促使坯体硬化，缩短坯体静停时间。另外，生石灰也是铝粉发气的促进剂，铝粉发气需要碱性环境，料浆中生石灰遇水消化成为Ca(OH)₂，提高了料浆碱度，提供铝粉的发气条件。

1．1．3水泥

宜采用42.5级普通硅酸盐水泥。在以生石灰为主的混合钙质材料中，较少水泥用量对料浆的稠化速度不起主导作用，但水泥用量的适当增加，在一定程度上反而延缓料浆稠化，保证料浆浇注稳定性，随后可加速坯体硬化，使其具有初始强度，便于切割和入釜养护，在硬化过程中还能显著提高坯体强度。

1．1．4石膏

石膏中SO₃，含量应为35％以上，二水石膏、半水石膏和硬石膏都可以使用。掺入少量石膏作为调节剂，可以抑制石灰的消化速度，有利于料浆浇注的稳定性。但石膏用量过多时，可能影响气泡的稳定，发生冒泡和收缩下沉、甚至料浆不能稠化而发生不稳定现象。在硅酸盐类制品中，掺入少量的石膏可增加硬化后坯体的强度。

1．1．5铝粉

要求金属铝含量大于98％、活性铝含量为82％一85％，细度为0．080 mm方孔筛筛余1.0％以下，比表面积为5000—6000cm2／g。铝粉在料浆中产生化学反应，放出氢气，使坯体内部形成均匀细小的气泡孔。铝粉具有密度小、产气量大、成本较低、来源广泛的特点。

1．1．6复合辅助材料

用量很少的复合辅助材料主要包括气泡稳定剂和调节剂等。其中，为了使气泡稳定地保持在加气混凝土料浆中，形成良好的气孔结构，通常需要加入气泡稳定剂。气泡稳定剂可采用植物油酸和三乙醇胺适量混合，再加水稀释搅拌而成。另外，为了调节铝粉的发气情况、料浆稠化、坯体硬化和消除制品裂缝、提高制品强度的需要，可根据需求加入各种作用不同的调节剂。调节剂的品种主要包括纯碱、硼砂、水玻璃和菱苦土等。

1．2配合比设计

加气混凝土的配合比和主要物料消耗量圈见表1。

2生产工艺过程及优化

2．1生产工艺流程

加气混凝土的生产工艺过程可分为3个阶段，即原材料准备阶段，包括混合胶结料的制备；产品成型阶段，包括配料、浇注、预养静停、切割等工序；蒸压养护阶段，包括制品在高压釜经高温高压饱和蒸汽的作用，胶凝物质硬化后产生强度，以及出釜、检验和包装等工序。成品出厂前，出蒸压釜后码坯存放不少于5 d。

2．2生产工艺过程的优化

2．2．1 浇注稳定性对加气混凝土砌块性能的影响

浇注工序是生产的核心环节，而浇注稳定性是影响加气混凝土产品质量的关键，可以使加气混凝土内部形成良好的气孔结构，对制品的性能和生产效率有着较大的影响。浇注稳定性实质上就是料浆的稠化与铝粉发气相适应的问题，加气混凝土在浇注发气稠化过程中，铝粉通过发生化学反应产生气体，在料浆中形成大小均匀的气孔结构而固定下来，应使发气更加顺畅，气孔均匀，静停后期料浆稠化迅速，坯体的塑性强度增长较快，缩短制品的静停时间，有效提高生产效率。

除加气混凝土多种原材料的质量和加气混凝土的配合比对浇注稳定性有较大影响外，如果浇注温度过高，则料浆发气快，稠化速率也快，料浆升温加速，引起料浆提前稠化，导致冒泡和收缩。实际生产中，浇注温度宜控制在(40±2)℃，并根据原料和气温条件加以适当调整。静停时，静养室的温度应保持在40～50℃内，静停时间2 h，以消除坯体脱模后由于坯体内外温差过大造成开裂的问题。

加气混凝土在切割时产生的废料与粉煤灰浆一起混磨配制料浆，可大大提高浇注的稳定性，并提高产品内在和外观质量，既利用了废料，又有利于生产。废加气混凝土砌块的掺量以不高于5％为宜，过高反而会降低石灰的性能(降低消化温度和增加消化时间)，造成坯体后期温度降低，影响发气与稠化，不利于浇注稳定性。，在一定的实验条件下，随剪切速率的增大，料浆的剪切应力增大，黏度降低。控制适宜料浆的屈服值和黏度值，可使浆体的流动性能较好，有利于铝粉的发气，使得气泡均匀、稳定地保存在料浆中。

2．2．2养护制度对加气混凝土砌块性能的影响

蒸压养护是加气混凝土砌块获得强度的必要条件和重要工序，坯体成型后，为了加速胶凝材料的水热合成反应，用蒸压釜实现定向高温高压，使其在短时间凝结硬化达到预期的力学强度。在工艺完善情况下，一般需要恒温8 h左右才能达到最高强度，无限延长蒸压养护中的恒压时间对制品也不利。要求制定具体的抽真空度、升压、恒压、降压等4道工序的速度、压力和时间等详细的技术参数和规范，在生产中规定相应的工艺措施，建议蒸压养护制度如表2所示。

另外，加气混凝土砌块的其它主要工艺参数包括：粉煤灰料浆密度1.42-1.46 g／cm；浇注时坍落度(200+20)mm等。

3 加气混凝土砌块的性能

蒸压加气混凝土自保温砌块的物理力学性能指标见表3，其中，抗冻性试验均为50次冻融循环的方法；砌块B05级和B06级适用于非承重的框架填充墙体，砌块B07级或B08级可用于承重墙体的多层混合结构房屋，最高层数一般为6～7层，而采用较高强度等级的烧结普通砖建造的承重墙体的相同结构形式多层房屋，最高层数亦为7层左右。

4蒸压加气混凝土自保温砌块的应用

近年来，蒸压加气混凝土白保温砌块已在长春高速铁路西客站、哈大高速铁路沿线站房、沈阳地铁二期工程、长春卷烟厂办公楼及厂房、内蒙古卷烟厂办公楼、吉林省四平市电厂新扩建项目等近百项大中型工程中应用，技术经济效益和社会效益显著。

4．1 自保温砌块墙体的主要构造特点

目前，长春地区(严寒地区)规定新建住宅和公共建筑应分别满足节能65％和50％的外墙传热系数限值的要求，相应的蒸压加气混凝土自保温砌块墙体的热工参数分别见表4和表5，其中，当体型系数Sc≤0．3时，建筑节能65％和50％的外墙主体部位传热系数限值＆分别为0.45和0.50 W，(mz·K)；经测算，如果改用内外普通的抹灰混合砂浆(保温砌筑砂浆不变)，同时适当调整自保温砌块的密度级别和厚度，亦可达至4相应的外墙传热系数限值的要求。

    自保温砌块墙体中的钢筋混凝土梁和柱等部位的外侧应采取加强保温措施。例如，在框架柱或异型框架柱等热桥处的外侧粘贴60mm厚的阻燃型EPS板，再包覆砌筑100nlm厚(或者150 mm厚)自保温砌块墙体；外墙柱与加气块交接产生通缝处用一布二浆(1层耐碱玻纤网格布、2层聚合物砂浆)加强，外延深入砌块墙体内固定；加强保温部位的砌块墙体应与自保温砌块墙体主体(300-450 mm厚)外部保持外观平整一致。在自保温砌块墙体以上的门窗洞口附近，洞口的上下2个部位的外侧均应为喷涂30 mm厚聚氨酯硬泡或25mm厚聚苯颗粒保温料浆、一布二浆(窗口附加网不必翻包)，并与洞口以下的自保温砌块墙体外部保持外观平整一致；同时，洞口以上的钢筋混凝土窗过梁亦应采用上述框架柱或异型框架柱外侧相同的加强保温措施，且与自保温砌块墙体主体外部保持外观平整一致。

    自保温砌块砌筑时，其含水率应小于30％，砌块砌体灰缝尺寸应为10 mm左右。当自保温砌块墙体长度大于5 m时，应在每层墙体高度的中部设置3Φ4@150的通长钢筋。自保温砌块墙体的外部必须采用适当的饰面防护层，布置构造按建筑单体设计方案进行，即不应采取外墙体为清水墙做法。

自保温砌块墙体内外侧抹灰前，应涂刷界面剂(固含量7％的EVA乳液)进行处理。配制抹灰砂浆的水泥用量不宜过多，否则可能造成抹灰层开裂。如果砌块墙体采用干粉保温砌筑砂浆时(其导热系数小于砌体材料的导热系数)，灰缝影响系数取1.00。如果采用普通的砌筑砂浆时，灰缝影响系数取1.25，从而使砌块材料的导热系数和蓄热系数、砌块墙体的传热系数均增大。配套使用的WB一5型干粉保温砌筑砂浆主要由胶凝材料、轻质细骨料(陶砂和玻化微珠)、细填料、木质纤维、EVA可再分散乳胶粉、纤维素醚等原材料组成，搅拌均匀而制得。干粉状保温专用的砌筑砂浆、内抹砂浆和外抹砂浆的技术指标见表6。

5结语

(1)蒸压加气混凝土自保温砌块具有许多优异特性，主要原料粉煤灰长期供应的来源稳定可靠，全部采用无机原料制成，生产工艺也较为简单。砌块组砌工效较高，无需保温层的二次施工，砌块墙体可分别满足长春地区(严寒地区)现行建筑节能65％和50％的外墙传热系数限值的要求，且该墙体总造价低于其它种类砌块外保温墙体成本。

(2)干粉保温砌筑砂浆导热系数略低于自保温砌块，可有效消除水平及垂直灰缝冷桥产生的隐患，并保留选择使用普通砌筑混合砂浆的替代方案。同时配套的干粉保温内抹砂浆和外抹砂浆使用可靠，消除了抹灰层可能脱落、开裂的困扰。

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