微波蒸压技术快速养护加气混凝土砌块试验研究.pdf

赵政 ， 田安国， 蒋德稳 ， 等微波蒸压技术快速养护加气混凝土砌块试验研究 微波加热时间： 第二步在选定最佳微波加热时间的 基础上 ， 保持升温和降温时间不变 ， 筛选合适 的恒 温时 间 。 1 3 试件编号 针对加气混凝 土砌块 快速养护制度共进行 了 l 2批次试验 ，每批次 四个试件 ，编号从 A 1 1至 A1 2 4，其中 A1 1到 A 2 4为第一批立方体试模 ， A 3 1至 A 7 4用 于 测 试 最 佳 微 波 时 间 A8 1至 A1 2 4用于筛选合适的恒温时间。 2结果 与讨论 2 1 筛选最佳微波加热时间 通过选取不 同的两批加气混凝土砌 块试 样进 行试验 ， 确定合适 的加气混凝土砌块试样 ： 另外通 过微波加热时间变化 的四组试验 ， 筛选出最佳微波 加热 时 间为 2 0 mi n 。 第一批选取 2 0 0 mm 2 0 0 m m 2 0 0 ra m 四只立方 体试模进行试 验 ， 测定加气混凝土性能 ， 结果见表 1 ， 发现蒸压养护后表面干裂脱壳。虽然强度接近厂 家质量控制强度 3 0 MP a 。但是出釜的体积密度过 大 ， 已经 达 到 B 0 7级范 围。试 样 在浇 筑 时难 以把 握 发气效果 ，无法保证加气混凝土试件的体积密度 同时在静停养护过程 中，试件 内部温度冷却过快 ， 导致加气混凝土砌块脱壳干裂 。 表 1 采用边 长 2 0 0 m m试件的发气 、 蒸压结果 第二批试验直接在工厂进釜 的养 护车上选取 试样 ， 尺寸为 2 0 0 mm 2 0 0 mm 6 0 0 m m的试件一块和 尺寸为 1 0 0 m mx 2 0 0 m mx 6 0 0 mm的试 件三块一 同放 置微波蒸压釜。 养护制度按照 1 5 m i n到 2 0 mi n升温 、 排气 、排冷凝 水至压力 为 0 2 5 MP a ，快 速升温 至 1 8 0 C 和 1 9 0 2 之 间 、压力 控 制在 1 O M P a到 1 2 MP a 之 间 ，并 同步开启 全 部微 波 时间分 别 为 1 5 m i n 、 2 0 m i n 、 2 5 mi n 、 3 0 m i n ，恒 温 温 度 控 制 在 1 8 0 c I= 到 1 9 0 C 之间 ， 恒 温时间 2 5 h ， 降温 1 h ， 测定加气混凝 土性 能 ， 结 果见 表 2 。 结果分析发现 ， 表 2中所进行试验 的试块体积 密度在 7 5 2 k g m 和 7 8 0 k g m 之间波动 主要 由于生 表 2改进后的试验结果 注 ： 表 中体 积密度 和强度 的数值均 为平均值 。 产厂家使用原料有波动 ，原 材料 配合 比按 经验调 整 ， 从而各批次生产的加气混凝土体积密度波动较 大。为 了便 于比较 ， 建立微波加热时间和强度关系 以及微波加热时间与强度密度 比关系 画试验结果 曲线如图 2所示。由图可见 ， 开启全部微波时间为 2 0 m i n 、 2 5 ra i n 、 3 0 mi n 对于 强度 和强度 密度 比变 化不 大 ， 因此 ， 选 定最 佳微 波 时间 为 2 0 m i n 。 山 窒 鼎 羞 粒 癌 微波时间 rai n ( a ) 强度一 微波时间 微 波 时 l司， mi n ( b ) 强度密度比一 微波时间 图 2 微波时间试验结果 2 2 筛选最佳恒温时间 养护制度按 照 2 0 m i n内升温、 排气及排冷凝水 至压力 为 0 2 5 M P a 。快 速升温至 1 8 0 到 1 9 0 之 间 、 压 力 在 1 0 MP a到 1 2 MP a之 间 ， 并 同 步 开 启 全 部微波时间为 2 0 m i n ( 中间过程适当排气并保持排 冷凝水 ) ， 恒温温度控制在 1 8 0 1 9 0 C， 恒 温时间分 别为 2 5 h 、 3 5 h 、 4 5 h ， 降温时 间 1 h ， 测定加气混凝土 性能 ， 结果见表 3和图 3 。 由此可 以得 出试验釜最佳 恒 温 时间为 ： 4 4 5 h 。 2 3 微波蒸压加气混凝土砌块建议工作制度 由以上各项试验结果分析 ， 建议在其他各项生 一 6 3 2 0 1 5年第 5期 混凝土与水泥制 品 总第 2 2 9期 表 3强度随恒温试件变化 的关 系 善 越 鳗 丑 船 骥 恒 温 时 间 rai n ( a ) 强度一 恒温时 间 恒 温 时 I 司 mi n ( b ) 强度 密度 比一 恒温时间 图 3 试件强度随恒温试件变化的关系 产工艺条件不变的前提下 ， 在现有蒸压釜上增设 适 当功率和数量 的微波发射装置 ， 可大大缩短蒸压釜 蒸 压 养护 时 间 ， 提 出如下 蒸 压养 护 制度 ： 升 温过 程 ， 充人蒸汽 、 同时微波全功率开启 2 0 m i n ， 使釜内温度 稳 定在 1 8 5 o C 到 1 9 0 C 之 间 ， 压 力控 制 在 1 1 5 MP a到 1 2 5 MP a之间，恒温过程控制在 4 4 5 h ，关机降温 1 h左右打开釜门。 2 4 微 波 加热机 理研 究 传统加热方式是根据热传导 、 对流和辐射原理 使热量从外部传至物料 内部 ， 热量总是由表及里传 递 ， 物料中不可避免地存在温度梯度 ， 故加热的物 料不均匀 ， 致使物料 出现局部过热 、 温度应力大等 问题 。微波加热技术是通过被加热体内部偶极分子 高频往复运动 ， 产生“ 内摩擦热” 而使被加热物料温 度升高 ， 不须任何热传导过程 ， 就能使物料 内外部 同时加热 、 同时升温 ， 加热速度快且均匀 ， 仅需传统 加 热 方 式 能 耗 的几 分 之 一 或 几 十 分 之 一 就 可 达 到 加热 目的。微波加热具有穿透能力强 、 加热均匀 、 速 度快 、 控制及时 、 反应灵敏等显著优点 ， 使其在水泥 混凝土制品养护领域具有 良好 的发展优势 6 4 粉煤灰 ( 砂 ) 加 气混凝 土砌 块的水化反应及硅 钙 反应 均 为化 学 反应 ( C a O S i O ： 一 H ： 0) 且有 大 量 ( 极 性 ) 水分子参与 ， 通过微波可对物料进行高效加热 。 水化反应及硅钙反应速率与温度的关系服从于阿 伦 尼 乌斯 ( A r r h e n i u s ) 通 用 定律 ： 温度 从 2 0 c C 上 升 至 6 0 时反应速率将增加 6 2 4 。温度进一步升高到 1 5 0 (2 ， 反应速率将增大 1 5 5 8倍 。粉煤灰 ( 砂 ) 化学 活性低 ， 与石灰的硅钙反应及水化反应在常温下反 应速率太低 ， 高温环境不可或缺 。采用微波蒸压养 护方案对混凝土制 品、 粉煤灰墙材进行快速升温养 护效果 良好 ， 升温速度快且加热 内外均匀 。 3结论 ( 1 ) 微波时间是影响加气混凝 土砌块强度的主 要 因素 。 微波时间从 1 0 mi n提高到 2 0 m i n ， 加气混凝 土砌块强度显著提升 ： 微波时 间在 2 0 min后 ， 加气 混凝土砌块强度提高幅度不大。 ( 2 ) 试验釜内恒温恒压养护时间是影响加气混 凝土砌块强度的另一个 主要 因素 ， 恒温恒压时间从 2 5 h提高至 4 h ，加气混凝土砌块强度大幅度提高 ； 4 h以后 ， 强度提高幅度不大。 ( 3 ) 微波蒸 压釜养护工作制度 ： 升温过程 中充 入蒸汽 、同时微波全功率开启 2 0 min 。时间不超过 0 5 h ， 使釜 内温度稳定在 1 8 5 o C 到 1 9 0 o C 之间 ， 压力控 制在 1 1 5 MP a到 1 2 5 MP a 。恒温时 间控 制在4 h到 4 5 h ， 微波全部关闭， 关机降温 1 h左右打开釜门。 ( 4 )采 用 微 波 蒸 压 技 术 后 ，升 温 时 间 可 节 省 1 5 h ， 恒温恒压养护时间可缩短 2 h ， 累计可缩短养 护周期 3 5 h左右 ， 按 时间等 比例折算 ， 微波蒸压技 术可 节能 4 0 左 右 。 参 考 文 献 ： 1 吴庵敖 发展加气混凝土 的经济效果研究( 二) J 新型建筑 材料 1 9 9 5 ( 8 ) ： 1 6 1 9 【 2 】 朱 国梁， 周小强， 张国峰 蒸 压加气混凝 土砌块 的应 用 J 新 型建筑材料， 1 9 9 6 ( 4 ) ： 3 4 3 6 3 】 牟群英， 李贤军 微波加热技术 的应用 与研究进 展 J 物 理 ， 2 0 o 4 ( 6 ) ： 4 3 8 4 4 2 f 4 田安 国一种混凝 土构 件 的快速养 护方法 ：中国专利 ， 2 0 1 0 1 0 1 3 1 7 6 2 7 P 】 ， 2 0 1 l 一 0 8 2 4 5 5 中华人 民共和 国国家质量监督检验检疫总局， 中国国家标 准化管理委员会 G B T 1 1 9 6 9 2 0 0 8蒸压加气混凝 土性能试 验方法 S 】 北京 ： 中国标准出版社， 2 0 0 8 收 稿 日期 ： 2 01 5 0 2 2 5 作者简 介 ： 赵政( 1 9 9 1 一 ) ， 男 ， 硕士研究生 。 通 讯地址 ： 江苏省连云港市新浦 区苍 梧路 5 9号 联 系电话 ： 1 8 3 5 2 8 1 8 8 2 0 E- mai l ： z h a o z h e n g 5 9 1 6 3 c om