蒸压力口号混凝土自保温砌块的生产及应用.pdf

全 国中文核心期刊 新 勉 建巍 中 国 科 技 核 心 期 刊 蒸压加号混凝土自保温l iI ! ! I 硇 生产及应用 江嘉运， 王立艳 ， 陈立军， 盖广清 ， 赵广宇 ( 吉林建筑 工程学 院 材料科学与工程学院， 吉林 长春1 3 0 1 1 8 ) 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6 5 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。自保温砌块的施工技术基本成熟， 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。 关键词 ： 蒸压加气混凝土； 自保温砌块； 生产工艺； 应用 中图分类号： T U 5 2 2 3 + 2 文献标识码： A 文章编号： 1 0 0 1 7 0 2 X( 2 0 1 2 ) 0 3 0 0 2 4 0 4 P r o du c ti o n a n d a p p fi c a fi o n o f a u t o c l a v e d a e r a t e d c o n c r e t e t h e r ma l s e l f - i n s a fio n b l o c k J I A N G J i a y u n ， WAN G L i y a n ， C HE N L ij u n ， G A I G u a n g q i n g ， Z H A 0 G u a n g y u ( S c h o o l o f Ma t e r i a l S c i e n c e a n d En g i n e e r i n g , J i l i n Ar c h i t e c t u r a l a n d C i v i l En g i n e e r i n g I n s t i t u t e， Ch a n g c h u n 1 3 0 1 1 8， J i l i n， Ch i n a ) 0 前言 吉林省石羽加气混凝土有限公司( 原吉林省加气混凝土 厂) 始建于1 9 7 4 年， 企业初期拥有 1 条年生产能力为l 0 万m 的加气混凝土生产线， 厂区占地面积为1 2 2 万i n 。 2 0 0 8 年底 企业投资1 2 亿元人民币， 在改造原有 2 条生产线的同时， 又 引进德国的先进生产工艺和设备，在吉林省德惠市的新厂区 新建了第3 条生产线， 使企业年生产能力达到6 0万m s ， 是目 前吉林省乃至东北地区最大的加气混凝土制品专业生产企 业， 同时也是该地区最大的新型墙体材料生产基地， 主要产品 为加气混凝土砌块、加气混凝土板材和加气混凝土专用节能 保温砂浆等。 蒸压加气混凝土自保温砌块( 简称为加气混凝土 砌块) 综合性能突出， 单一材料即可满足严寒地区第三阶段围 护结构建筑节能6 5 的要求。 l 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 收稿 日期 ： 2 0 1 1 - 0 4 1 1 作者简介 ： 江嘉运， 男， 1 9 6 4年生， 吉林 长春人 ， 副教授。地址： 长春市 净 月区新城 大街 5 0 8 8号 ， 电话 ： [phone] ， E ma i l ： b l u e 1 9 6 4 1 6 3 c o n。 2 4 新型建筑材料 2 0 1 2 3 处理后符合要求的粉煤灰掺量为7 0 以上。对粉煤灰的质量 要求为， S i 0 2 含量大于4 0 ， A 1 2 0 3 含量 1 5 一 3 5 ， F e 2 0 含量 小于1 5 ， 烧失量小于1 0 ， 细度： 0 0 4 5 m m方孔筛筛余2 0 以下， 0 0 8 0 m i l l 方孔筛筛余 1 0 左右。 如果粉煤灰0 0 4 5 m m方孔筛筛余超过2 0 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 1 _； 当筛余超过3 5 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 响圜 为： 细度： 0 0 4 5 r i n筛筛余2 0 以下， 料浆密度 1 4 0 1 4 7 g c m 。 ， 料浆稠度2 7 2 8 c a ， 浇注稠度 1 9 2 0 c m， 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6 5 ， 氧化 镁含量小于6 。要求宜采用中速石灰， 消解温度高于8 0 ， 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 C a ( 0 H ) ， 提高了 料浆碱度， 提供铝粉的发 气条件。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 江嘉运， 等： 蒸压加气混凝土自 保温砌块的生产及应用 1 1 3 水 泥 宜采用4 2 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S O ， 含量应为3 5 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9 8 、 活性铝含量为8 2 8 5 ， 细 度为0 0 8 0 m m方孔筛筛余1 0 以下， 比表面积为5 0 0 0 6 0 0 0 c m 2 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3 1 见表1 。 表 1 加气混凝土的配合比和主要物料消耗量 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 个阶段闱 ， 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， 稠化速率也快嘲 ， 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( 4 0 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4 0 5 0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I6 ， 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。 加气混凝土料浆可近似用宾汉姆流 体来描述， 在一定的实验条件下f7 】 ， 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I8 -9 ， 建议蒸压养护制度如表2 所示。 N E W B UI L D I NG MA T E R l AL S 2 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 江嘉运， 等： 蒸压加气混凝土自 保温砌块的生产及应用 表 2 建议的加气混凝土砌块蒸压养护制度 表 4 严寒 C区建筑节能6 5 的自保温砌块墙体热工参数 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 4 2 1 4 6 g c m ； 浇注时坍落度( 2 0 0 + 2 0 ) m m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5 0次冻融循环的方法； 砌块B 0 5 级 和 B 0 6 级适用于非承重的框架填充墙体， 砌块B 0 7 级或B 0 8 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。 表 3 蒸压加气混凝土自保温砌块的物理力学性能指标 项目 B 0 5 B 0 6 B 0 7 B 0 8 抗压强度 MP a 2 5 3 5 5 0 7 5 绝干密度 ( k g m 3 )4 2 5 5 2 5 5 2 5 6 2 5 6 2 5 7 2 5 7 2 5 8 2 5 绝干 导热系数 W ( m K ) 1 0 1 4 O 1 6 0 1 8 O 2 0 抗冻质量损失， 5 0 5 0 5 0 5 0 冻后强度， M P a 2 0 12 8 4 0 6 0 标准法 O 5 0 5 0 5 0 5 干燥 收缩， ( mn l r n ) 快速法 O 8 0 8 O 8 0 8 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6 5 和5 0 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S c 0 3 时， 建筑节能6 5 和5 0 的外墙主体部位传热系数限值 分别为 0 4 5和 0 5 0 W ( m 2 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， 亦可达到相应的外墙传热系数限值的要求。 2 6 新型建筑材料 2 0 1 2 3 表5 严寒 B区建筑节能5 0 的自保温砌块墙体热工参数 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 6 0 m m厚的阻燃型E P S 板， 再包覆砌筑 1 0 0 m m厚 ( 或者 1 5 0 m m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( 3 0 0 4 5 0 m m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 3 0 m l n 厚聚氨酯硬泡或 2 5 m m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。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 江嘉运， 等： 蒸压加气混凝土自 保温砌块的生产及应用 自保温砌块砌筑时， 其含水率应小于3 0 ， 砌块砌体灰 缝尺寸应为 1 0 i n m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3 4 1 5 0 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E V A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 0 0 。如果采用普通的砌筑砂浆时，灰缝影响系数取 1 2 5 ， 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、 E V A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 。 表 6 3 种 配套使用 的专用干粉保温砂浆的性能指标 4 2 自保温砌快墙体的直接造价分析 满足长春地区节能6 5 的外墙传热系数限值要求的自 保温砌块墙体、 其它品种砌块复合的E P S 外保温墙体的直接 造价测算结果见表7 ， 计算的依据为 吉林省建筑、 装饰工程 计价定额 2 0 0 9 ) ， 具体价格亦可参照市场价格波动作适当调 整。 在表7中， B 0 5级和B 0 6 级自 保温砌块墙体造价分别比 其 它4种类别砌块外保温墙体造价的平均值( 1 5 4 3元 m 2 ) 降低 2 7 4 5 元， m 2 和 1 4 0 5 元 m 2 。 表 7 自保温砌块墙体与其它外保温墙体的造价对比 5 结语 ( 1 ) 蒸压加气混凝土白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6 5 和5 0 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。 参考文献 ： 1 刘会军 粉煤 灰加气混凝土 生产 的浇注稳定性 J 墙材革新 与建 筑节能 ， 2 0 0 9( 5 ) ： 2 5 2 7 2 】 刘会 军 浅谈 粉煤 灰加气 混凝土 的生产工 艺【 J 砖瓦 ， 2 0 0 9( 6 ) ： 3 4 - 3 6 【 3 陈胜利 加气混凝土的生产及应用【 J J 砖瓦， 2 0 0 7( 7 ) ： 5 0 - 5 2 4 】 阳劲辉 计算机 在加气混凝土生产 过程控制 中的应用 J 中国建 材装备 ， 2 0 0 2 ( 2 ) ： 3 2 3 3 5 刘会军 粉煤 灰加气混凝土 生产 的工艺调整 J 墙材革新与建 筑 节能 , 2 0 0 9 ( 3 ) ： 3 6 3 8 6 张智杰 采用混磨工艺提高粉煤灰加气混凝土的浇注稳定性研 究 J 】 新 型建筑材料 ， 2 0 0 9 ( 6 ) ： 3 3 - 3 5 【 7 闫加旺 ， 韦江雄 ， 庄梓豪 ， 等 加气混凝土 料浆 的流变 性能及 其与 发气和稠化速率的关系【 J 混凝土， 2 0 0 9( 1 1 ) ： 2 7 3 0 8 何水清 粉煤灰加 气混凝 土砌块 生产工 艺及应用 J 】 福 建建材 ， 2 0 0 3， 7 9( 1 ) ： 2 6 2 9 【 9 1 府坤荣 蒸压加气混凝土养护制度 的探讨【 J J _ 新型建筑材料， 2 0 0 6 ( 1 2 ) ： 7 2 7 4 A N E W BUI L Dl NG M ATE RI AL S 2 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m