山西地區(qū)蒸壓加氣混凝土砌塊質(zhì)量分析研究

桑穎慧

(山西省建筑科學(xué)研究院，山西 太原 030001)

在“十二五”期間，國家科技支撐計劃項目對綠色建筑、建筑節(jié)能和循環(huán)經(jīng)濟(jì)方面的研究更加重視。如何利用好固體廢棄物資源，節(jié)省現(xiàn)有自然資源，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，是山西省轉(zhuǎn)型跨越發(fā)展成功的關(guān)鍵;山西省作為煤炭大省，火力發(fā)電廠隨處可見，相應(yīng)排放的粉煤灰數(shù)量也很大，如何利用好這一廢棄資源，已成為制約當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。隨著環(huán)保節(jié)能輕質(zhì)墻體材料的出現(xiàn)，各科研、生產(chǎn)單位加大了這方面的投入，把輕質(zhì)墻體材料的研究應(yīng)用推向了高峰。利用粉煤灰等材料生產(chǎn)蒸壓加氣混凝土砌塊就是有效利用固體廢棄物資源的主要途徑之一，蒸壓加氣混凝土砌塊是我國已廣泛使用并仍在大力發(fā)展的一種輕質(zhì)多功能環(huán)保型建筑材料。本文對山西不同地區(qū)密度等級為B06級有代表性廠家的蒸壓加氣混凝土砌塊的主要性能進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究分析，對山西地區(qū)蒸壓加氣混凝土砌塊的生產(chǎn)應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。

1 分析用產(chǎn)品及方法

1)分析用產(chǎn)品。五個蒸壓加氣混凝土砌塊生產(chǎn)廠家及產(chǎn)品規(guī)格:長治地區(qū)某廠生產(chǎn)的蒸壓加氣混凝土砌塊，產(chǎn)品規(guī)格:(600×300×200)mm;晉城地區(qū)某廠生產(chǎn)的蒸壓加氣混凝土砌塊，產(chǎn)品規(guī)格:(600×200×200)mm;大同地區(qū)某廠生產(chǎn)的蒸壓加氣混凝土砌塊，產(chǎn)品規(guī)格:(600×300×200)mm;運(yùn)城地區(qū)某廠生產(chǎn)的蒸壓加氣混凝土砌塊，產(chǎn)品規(guī)格:(600×200×200)mm;臨汾地區(qū)某廠生產(chǎn)的蒸壓加氣混凝土砌塊，產(chǎn)品規(guī)格:(600×250×200)mm。2)分析方法。依據(jù)GB/T 11969-2008加氣混凝土性能試驗方法，GB 11968-2006蒸壓加氣混凝土砌塊，GB/T 10294-2008絕熱材料穩(wěn)態(tài)熱阻及有關(guān)特性的測定 防護(hù)熱板法進(jìn)行試樣制備和性能檢測。

2 研究方案

對五個生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品進(jìn)行抗壓強(qiáng)度、體積密度和導(dǎo)熱系數(shù)分析研究。采用1.2的方法制得試件尺寸為(100×100×100)mm的立方體試塊，進(jìn)行抗壓強(qiáng)度和體積密度分析;采用試件尺寸為(300×300×28)mm長方體試塊進(jìn)行導(dǎo)熱系數(shù)分析。

3 結(jié)果及分析

1)不同地區(qū)蒸壓加氣混凝土砌塊的抗壓強(qiáng)度、干體積密度和導(dǎo)熱系數(shù)結(jié)果分析。選用五個地區(qū)有代表性的蒸壓加氣混凝土砌塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度、干體積密度和導(dǎo)熱系數(shù)結(jié)果分析，分析結(jié)果如表1所示。由表1和圖1可以看出，晉城地區(qū)的蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強(qiáng)度值最高，大同地區(qū)次之，臨汾地區(qū)、運(yùn)城地區(qū)和長治地區(qū)的較低。晉城地區(qū)蒸壓加氣混凝土砌塊的抗壓強(qiáng)度偏高，不同地區(qū)的原材料不同，不同廠家的原料配比也不同。蒸壓加氣混凝土砌塊的各項性能取決于原材料中各種成分相互反應(yīng)產(chǎn)生的水化硅酸鈣礦物的組成和數(shù)量。晉城地區(qū)礦產(chǎn)資源豐富，電廠生產(chǎn)的粉煤灰顆粒細(xì)小，易于水化;生石灰摻量較合理，且顆粒較細(xì)，這些因素都有利于提高砌塊的強(qiáng)度。由于分析的蒸壓加氣混凝土砌塊干體積密度都是B06級，其導(dǎo)熱系數(shù)變化相對較小，在相同密度等級的情況下，強(qiáng)度較高時，密度略大一些，導(dǎo)熱系數(shù)相對較大，這可能與產(chǎn)品的配方、生產(chǎn)工藝、原材料的品質(zhì)有關(guān)。不同地區(qū)不同密度的蒸壓加氣混凝土砌塊導(dǎo)熱系數(shù)各不相同，導(dǎo)熱系數(shù)隨著密度的增大而增大。這是因為材料的導(dǎo)熱系數(shù)是材料的固體骨架的導(dǎo)熱系數(shù)和材料氣孔中空氣的導(dǎo)熱系數(shù)的平均值，由于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)很低，當(dāng)其在靜態(tài)狀況下0℃的導(dǎo)熱系數(shù)為0.026 W/(m·K)，與材料的固體骨架的導(dǎo)熱系數(shù)相比差別懸殊(無機(jī)材料的導(dǎo)熱系數(shù)3.26 W/(m·K))。因此，密度小的材料導(dǎo)熱系數(shù)小，即空氣的導(dǎo)熱系數(shù)起著重要作用。

表1 不同地區(qū)蒸壓加氣混凝土砌塊的分析結(jié)果

圖1 不同地區(qū)蒸壓加氣混凝土砌塊的抗壓強(qiáng)度值

2)不同地區(qū)蒸壓加氣混凝土砌塊烘干前后導(dǎo)熱系數(shù)結(jié)果分析。對五個地區(qū)的蒸壓加氣混凝土砌塊烘干前后導(dǎo)熱系數(shù)結(jié)果進(jìn)行了比較，為指導(dǎo)工程應(yīng)用提供技術(shù)依據(jù)。比較結(jié)果如表2所示。由表2和圖2可以看出，晉城地區(qū)、運(yùn)城地區(qū)和臨汾地區(qū)的蒸壓加氣混凝土砌塊烘干前導(dǎo)熱系數(shù)值較小，因為當(dāng)?shù)販囟容^高，生產(chǎn)出的砌塊含水率較低，而長治地區(qū)和大同地區(qū)的蒸壓加氣混凝土砌塊烘干前導(dǎo)熱系數(shù)值較大。蒸壓加氣混凝土砌塊烘干后的導(dǎo)熱系數(shù)比烘干前的導(dǎo)熱系數(shù)小，說明材料受潮后，導(dǎo)熱系數(shù)會變大。這是因為蒸壓加氣混凝土砌塊受潮后，其空隙中有了水分，而水的導(dǎo)熱系數(shù)為0.581 W/(m·K)，比靜態(tài)空氣的導(dǎo)熱系數(shù)0.0256 W/(m·K)大20多倍，必然使蒸壓加氣混凝土砌塊的導(dǎo)熱系數(shù)增大。

表2 不同地區(qū)蒸壓加氣混凝土砌塊烘干前后導(dǎo)熱系數(shù)結(jié)果分析W/(m·K)

圖2 不同地區(qū)蒸壓加氣混凝土砌塊烘干前后導(dǎo)熱系數(shù)結(jié)果

3)不同地區(qū)蒸壓加氣混凝土砌塊質(zhì)量綜合分析。目前山西地區(qū)的蒸壓加氣混凝土砌塊質(zhì)量良莠不齊，還需相關(guān)部門加大執(zhí)法力度和研發(fā)推廣深度。蒸壓加氣混凝土砌塊的質(zhì)量好壞直接影響到建筑物的整體質(zhì)量，尤其是建筑物的保溫、隔熱、吸聲隔音、抗震性能。通過對蒸壓加氣混凝土砌塊的生產(chǎn)原材料、配方、生產(chǎn)工藝進(jìn)行綜合調(diào)控，使其達(dá)到設(shè)計要求抗壓強(qiáng)度的同時，實(shí)現(xiàn)體積密度最小化，導(dǎo)熱系數(shù)最低化，固廢利用最大化，真正實(shí)現(xiàn)輕質(zhì)、保溫、隔熱、吸聲隔音、抗震性能最優(yōu)化，成為墻體材料的首選產(chǎn)品。

4 結(jié)論與建議

1)五個地區(qū)蒸壓加氣混凝土砌塊的質(zhì)量有所差異，在相同密度等級的前提下，晉城地區(qū)的蒸壓加氣混凝土砌塊抗壓強(qiáng)度值最高，大同地區(qū)次之，臨汾地區(qū)、運(yùn)城地區(qū)和長治地區(qū)的較低;強(qiáng)度較高時，密度略大一些，導(dǎo)熱系數(shù)相對較大，這可能與產(chǎn)品的配方、生產(chǎn)工藝、原材料的品質(zhì)有關(guān)。2)晉城地區(qū)、運(yùn)城地區(qū)和臨汾地區(qū)的蒸壓加氣混凝土砌塊烘干前導(dǎo)熱系數(shù)值較小，因為當(dāng)?shù)販囟容^高，生產(chǎn)出的砌塊含水率較低，而長治地區(qū)和大同地區(qū)的蒸壓加氣混凝土砌塊烘干前導(dǎo)熱系數(shù)值較大。蒸壓加氣混凝土砌塊烘干后的導(dǎo)熱系數(shù)比烘干前的導(dǎo)熱系數(shù)小，說明材料受潮后，導(dǎo)熱系數(shù)會變大。3)相關(guān)部門要加大管理力度，通過政策鼓勵和支持蒸壓加氣混凝土砌塊研發(fā)生產(chǎn)，使該產(chǎn)品達(dá)到設(shè)計要求抗壓強(qiáng)度的同時，實(shí)現(xiàn)體積密度最小化，導(dǎo)熱系數(shù)最低化，固廢利用最大化。

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