蒸壓加氣混凝土板材（AAC板）裂縫預(yù)防方案研究

邱 軍

（中國建筑科學(xué)研究院有限公司重慶分院，重慶 401135）

蒸壓加氣混凝土板是一種以水泥、石灰、粉煤灰、石膏等為主要原料，根據(jù)結(jié)構(gòu)要求配置和添加經(jīng)防腐處理的鋼筋網(wǎng)片復(fù)合而成的輕質(zhì)綠色環(huán)保建筑材料，為A 級不燃材料，可廣泛應(yīng)用于新建、改建或擴(kuò)建的鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工業(yè)與民用建筑，相比于傳統(tǒng)的粘土磚、混凝土、空心磚墻，蒸壓加氣混凝土板具有更良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效果。

1 生產(chǎn)裂縫的定義、判定

蒸壓加氣混凝土板（AAC 板）是在原來蒸壓加氣混凝土砌塊生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，在坯體硬化之前置入1～2 層按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過防腐處理的鋼筋網(wǎng)片生產(chǎn)而成，通過內(nèi)置鋼筋網(wǎng)片以提高板材的抗折性。由于鋼筋和蒸壓加氣混凝土板的熱膨脹系數(shù)不同，因此在生產(chǎn)過程中蒸壓加氣混凝土板容易產(chǎn)生裂縫問題。

大面上平行于板寬的裂縫定義為橫向裂縫，大面上平行于板長的裂縫定義為縱向裂縫。

按照國家對蒸壓加氣混凝土板質(zhì)量的規(guī)定進(jìn)行判定[1]，見表1。

表1 外觀缺陷值與外觀質(zhì)量

按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，大面上的橫向裂縫屬于不合格產(chǎn)品；但對于縫寬＜0.2mm，數(shù)量不大于3 ≦條，總長 1/10L 的縱向裂縫允許進(jìn)行修補(bǔ)，要求修補(bǔ)顏色、質(zhì)感應(yīng)一致，性能應(yīng)匹配。

2 裂縫產(chǎn)生的原因

鋼筋網(wǎng)片和混凝土熱膨脹系數(shù)不同，經(jīng)查閱資料得知[2]，體積密度為500kg/m3的加氣混凝土熱膨脹系數(shù)為9.46×10-6m/m·℃，而鋼筋的熱膨脹系數(shù)一般在12×10-6m/m·℃左右。由于兩者的熱膨脹系數(shù)不同，如果在生產(chǎn)過程中控制不好，會造成兩者膨脹不同步，從而在預(yù)養(yǎng)切割階段形成縱向裂縫。

此外在蒸壓釜中蒸養(yǎng)時，如果溫度上升或下降過快，板體熱脹冷縮加劇，易成橫向裂縫，出現(xiàn)這種裂縫使板體抗折性能差，易于折斷，導(dǎo)致生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量不合格。

3 裂縫的預(yù)防方案

通過在生產(chǎn)過程的實(shí)際驗(yàn)證，要在生產(chǎn)過程中預(yù)防板材出現(xiàn)裂縫，一是添加消解材料，提高混凝土熱膨脹系數(shù)，縮小和鋼筋網(wǎng)片熱膨脹系數(shù)的差距，二是通過蒸壓釜溫度的控制，避免坯體和鋼筋網(wǎng)片因?yàn)閮?nèi)外溫差的熱脹冷縮加劇而產(chǎn)生裂縫。

3.1 添加消解材料預(yù)防裂縫的產(chǎn)生

常用的消解材料主要是菱苦土和生石灰。通過實(shí)驗(yàn)證明在澆注時加一定數(shù)量的菱苦土和生石灰可以有效解決板材裂縫問題。

（1）菱苦土的摻量

菱苦土的主要成分是氧化鎂，在蒸壓升溫過程中與水作用生成氫氧化鎂，固相體積比原來大約增加120%，可以提高加氣混凝土坯體的膨脹系數(shù)，避免坯體與鋼筋網(wǎng)片不同步膨脹而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力導(dǎo)致板體出現(xiàn)裂紋。但是如果菱苦土用量過大，也會使坯體的膨脹過大造成鋼筋網(wǎng)片與坯體分離，產(chǎn)生裂縫，嚴(yán)重時會導(dǎo)致整體結(jié)構(gòu)破壞，使板體酥松而喪失強(qiáng)度。

菱苦土的摻量試驗(yàn)見表2[3]。

表2 菱苦土摻量試驗(yàn)

通過實(shí)驗(yàn)得知選用B，即煅燒適中的菱苦土，綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較好，在計算菱苦土的摻量時，需要對不同產(chǎn)地、不同批次的菱苦土的氧化鎂含量、燒失量、細(xì)度和消解曲線等性能指標(biāo)進(jìn)行檢測，以便于在實(shí)際應(yīng)用中調(diào)整摻量。

（2）生石灰的摻量

生石灰除在蒸養(yǎng)階段的水熱反應(yīng)中通過氧化鈣與二氧化硅和三氧化二鋁的反應(yīng)生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，使板材產(chǎn)生強(qiáng)度外，產(chǎn)生的氫氧化鈣能夠促使鋁膏進(jìn)行發(fā)氣反應(yīng)，產(chǎn)生的體積膨脹可以縮小坯體和鋼筋網(wǎng)片膨脹的差距，但是，使用過量也會使板體膨脹過大，導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。經(jīng)過試制，生石灰的摻量在14～15%比較合適。

3.2 蒸養(yǎng)階段的溫度控制預(yù)防裂縫的產(chǎn)生

蒸壓加氣混凝土板材的坯體經(jīng)切割成形后在蒸壓釜中蒸養(yǎng)，壓力需達(dá)到1.1-1.3MPa（灰加氣可以偏低，砂加氣要偏高），溫度要達(dá)到190℃左右，才能滿足恒溫蒸養(yǎng)階段的要求。在升溫增壓過程中，速度過快，造成板體內(nèi)外溫度不均勻形成板體的體積變化不均勻，當(dāng)這種不均勻達(dá)到一定程度時，就會使蒸壓加氣混凝土板體形成裂縫。

蒸壓加氣混凝土胚體進(jìn)入蒸壓釜后，首先將蒸壓釜抽真空（冬季胚體進(jìn)入蒸壓釜前還需預(yù)熱），避免蒸汽注入時坯體上部溫度高而升溫快，下部溫度低升溫慢，在升溫時，壓力由0.1MPa 逐步上升到1.1-1.3MPa，這一時間段一般應(yīng)控制在2～3h，壓力變化過大，會使板體外表和內(nèi)部溫差加大使板材相對變形增長較快而產(chǎn)生裂縫。恒溫蒸養(yǎng)階段結(jié)束，板體在泄壓排氣階段開始收縮，如果泄壓排氣過快，也同樣會造成板體變形大而產(chǎn)生裂縫，因此泄壓時要緩慢泄壓，泄壓排氣時間一般應(yīng)控制在2～3h 為宜。

4 結(jié)束語

加氣混凝土板材是我國目前唯一能進(jìn)行現(xiàn)代化大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)的裝配式建筑的輕質(zhì)墻體材料，不但輕質(zhì)高強(qiáng)、防火隔音、施工便捷周期短，而且具有良好的力學(xué)性能，抗折、抗彎強(qiáng)度良好，是今后我國裝配式建筑墻體材料工業(yè)化發(fā)展的方向。因此控制加氣混凝土板的產(chǎn)品質(zhì)量，預(yù)防生產(chǎn)過程中導(dǎo)致不合格產(chǎn)品的裂縫產(chǎn)生，是生產(chǎn)廠家應(yīng)予以重視的重要生產(chǎn)技術(shù)。