蒸壓加氣混凝土砌塊的生產及應用分析

劉 歡，劉 濤，陳小樓

(新疆維吾爾自治區(qū)產品質量監(jiān)督檢驗研究院，新疆 烏魯木齊 830011)

0 前 言

蒸壓加氣混凝土砌塊的生產和使用始于1889年。霍夫曼利用碳酸鈉的化學反應來產生氣體，制備加氣氣混凝土，促成了加氣混凝土砌塊生產與應用的快速發(fā)展。可以說，它是新型墻體材料中的“明星”。其干密度僅為黏土磚干密度的1/3，具有良好的抗震性和隔熱性能。而我國則是在1965年引入了瑞典的West Polex技術，到目前為止，已經進行了50多年的研究。蒸壓加氣混凝土可用于房屋建造的方方面面，比如鋼筋混凝土外墻、房屋面板、樓板等。此外，通過一定的生產加工，還可以將其制成其他材料或產品。混凝土砌塊作為節(jié)能環(huán)保材料，不僅具有較好的隔熱性能，并且相比一般的砌塊來說，強度、硬度方面都比較可靠，大大的提高了建筑效率。此外，生產能源消耗低，鋪設墻壁管道，強度高，原材料可靠。作為自保溫外墻，蒸壓加氣混凝土砌塊在嚴寒地區(qū)可達到65%的節(jié)能效果，是當代建筑領域的新興材料，被廣泛用于建筑工程。

1 蒸壓加氣混凝土塊的生產

1.1 蒸壓加氣混凝土砌塊的性能

1.1.1 輕質性

從蒸壓加氣混凝土砌塊的容重上來說，其具有輕質性的特點，蒸壓加氣混凝土砌塊的容重僅在400～700 kg/m3，對比之下，蒸壓加氣還凝土的容重只占到了中空黏土磚的1/3，也低于普通輕質骨料的混凝土堆積重。因此，使用高壓滅菌的加氣混凝土砌塊作為墻體材料，可以顯著減輕建筑物的重量，節(jié)省建筑材料和工程成本。

1.1.2 保溫性

加氣混凝土砌塊從質感上來說存有大量的氣泡和微孔，這就為該材質提供了良好的隔熱性能。此外，加氣混凝土的導熱系數(shù)為0.09～0.17W/(m·k)，是普通混凝土砌塊隔熱的3～4。

1.1.3 抗壓性

不同級別的混凝土其抗壓性也會有所不同，一般來說，一塊蒸壓混凝土砌塊的抗壓性相當于10塊黏土磚的抗壓性，使用強度高，強度系數(shù)0.7～0.8，而黏土磚的強度系數(shù)只有0.2～0.3。

1.1.4 耐火性

從防火性能上來說，蒸壓混凝土相比一般混凝土傳熱系數(shù)低，導熱很慢，可以有效預防火災，保證房屋的防護結構不受影響。蒸壓混凝土耐火溫度可達700℃，屬于一級耐火材料。此外，蒸壓混凝土砌塊也屬于無機不燃材料，即使在高溫的情況下也不會產生有害氣體，屬于消防級的安全產品。

1.1.5 吸聲性

蒸壓加氣混凝土還具有一般材料難以具備的吸聲性，因其球狀封閉的多孔結構，使之具有一定的聲學性能。蒸壓加氣混凝土的吸聲系數(shù)可達0.2～0.3，大大優(yōu)于普通混凝土，適用于特殊建筑物的建設。

1.1.6 抗?jié)B水性

蒸壓加氣混凝土具有封閉的獨立球形結構，因而具有很強的抗?jié)B水性，水分傳導速度也較為緩慢。可對砌塊進行噴水測試，將其分別噴向蒸壓加氣混凝土墻和黏土磚墻。對比效果來看，蒸壓加氣混凝土砌塊具有很高的抗?jié)B水性。對于對于地區(qū)來說，這種建筑材料非常適合。

1.1.7 易加工性

蒸壓加氣混凝土砌塊還具有易加工性，加氣混凝土砌塊可以根據(jù)用戶的需要制造各種規(guī)格，也可以執(zhí)行鋸、刨、鉆、釘?shù)炔僮鳌?/p>

1.2 蒸壓加氣混凝土砌塊的種類

加氣混凝土可根據(jù)材料的不同進行分類，其中包括水泥-砂蒸壓加氣混凝土、石灰-砂蒸壓加氣混凝土、石灰-粉煤灰加氣混凝土及石灰-凝灰?guī)r蒸壓加氣混凝土；也可根據(jù)加氣混凝土砌塊成品用途的不同進行分類，分為保溫塊、非承重砌塊、承重砌塊、墻板及屋面板。

1.3 蒸壓加氣混凝土砌塊的生產

加氣混凝土塊由水泥(部分可由水，生石灰中淬火的爐渣部分替代)和含硅材料(如砂、粉煤灰、尾礦等)制成，并用引氣劑(如鋁粉)壓碎。配料，然后通過澆鑄懸浮液，氣體形成，靜態(tài)硬化，切割胚芽和蒸汽固化(蒸壓或蒸汽固化)，由輕質多孔結構材料制成。加氣混凝土成套設備主要根據(jù)其工藝流程，由貯藏、攪拌、澆筑、成型、切割、蒸養(yǎng)、吊夾、運輸?shù)仍O備組成。

1.3.1 原料儲存和供料

粉煤灰(或砂、石屑)集中在原料倉庫中，而袋裝或散裝的水泥則存儲在水泥倉庫中。使用時，將其傳送到料斗。化學品，鋁粉等分別置于化學品倉庫和鋁粉倉庫中，使用時應分別送至生產車間。

1.3.2 原材料處理

用電磁振動給料機，將倒入的砂、石屑等石灰一同送至污泥罐，并用粉煤灰泵進行儲存。此外，借用傳輸帶可將粉煤灰泵送到破碎機進行搗碎，再將其送至石灰儲罐，最后使用螺旋輸送機將其輸送至球磨機。化學品按一定比例經人工計量后，制成一定濃度的溶液，送入儲罐內儲存。鋁粉由鋁粉庫運至生產車間，用電葫蘆提升到配料樓二樓倒入攪拌機中定量加水，攪拌成鋁粉懸浮液。

1.3.3 配料、攪拌、澆筑

在材料混合這一環(huán)節(jié)中，需要用到計量秤這一物件對其螺旋輸送機輸送的物料進行測量，以便在生產工藝上更加精確。將粉煤灰(或砂，巖粉)和廢漿液放入量筒中進行測量。在測量各種材料后安裝模具后，可以進行懸浮混合。如果溫度不夠，則在水箱中加熱蒸汽以測量懸浮液，在填充材料之前，需要先添加鋁粉懸浮液1 min左右。

1.3.4 初養(yǎng)和切割

所有物料在進行配料、攪拌、澆注后還需要進行初養(yǎng)，溫度保持在50℃～70℃，時間一般維持在0.5～2 h。初步固化后，用負壓吊具將模具架和胚盒掛在切割臺上，提前將水壺底板安裝在切割臺上。拆下模架。

切割機在胚體上進行橫向、縱向切片和碾磨，然后將模架抬回到模架上以進行手動清潔和脫脂，然后將其懸掛在成型機上以形成下一個鑄件。切割時產生的坯體邊角廢料，經螺旋輸送機送到切割機旁的廢漿攪袢機中，加水制成廢料漿，為之后的配料工作做準備。

1.3.5 蒸壓及成品

坯體在釜前停車線上編組完成后，用吊裝機準備好高壓釜進入高壓釜。制成的成品用橋式起重機吊到成品倉庫，再用叉車運到成品場。將空釜吊至回線上，進行清洗工作。

2 蒸壓加氣混凝土塊的應用

2.1 工程概況

某項目采用自承重蒸壓加氣混凝土砌塊，項目總建筑面積為330.12 m2，基地面積為115.92 m2，本次工程中墻體將使用磚混結構的形式，其抗震防裂度設為六級、抗火等級為二級。所有設計均根據(jù)《公共建筑節(jié)能設計標準》(GB 50189—2015)來進行。除了墻體使用性能優(yōu)良的蒸壓加氣混凝土塊以外，在窗戶選用上，還會根據(jù)其抗風性能來考慮，玻璃厚度為6+12A+6、抗風壓為3級的窗戶為佳。

2.2 施工技術

在建造施工過程中，主要以《砌體結構工程施工規(guī)范》(GB 50924—2014)為基準，以及當?shù)刂贫ǖ摹墩魤杭託饣炷磷员貕w農房技術標準》(DBJ41T213—2019)的要求進行施工，具體標準要求如下：①因目前蒸壓加氣混凝土砌塊砌體冬期施工的經驗尚少，為慎重起見，暫規(guī)定蒸壓加氣混凝土砌塊砌體承重墻體不宜進行冬季施工；②使用不同墻體材料混砌會造成開裂變形，甚至局部脫落，也不利于保溫計算；③加氣加氣混凝土砌塊施工中，搭接縫是增強砌體完整性，確保砌體強度的重要措施；④加氣混凝土砌塊的墻灰縫的完整性是良好的墻體完整性的先決條件，采用特殊的解決方案可以確保墻體的完整性；⑤自支撐墻必須具有帶內部填料的結構柱，結構柱的橫截面尺寸應至少為200 mm×200 mm，縱向鋼棒應至少為4(直徑10 mm)，箍筋之間的距離不應超過200 mm，并且結構元件的尺寸應適當，其內縮尺寸減小至少應為50 mm；⑥整體房屋所建造的環(huán)形梁和結構柱中應用到的混凝土強度要達到C20，首先要建造墻壁，首先要淹沒柱子，并且應該保留墻壁和柱子交界處的砌體，預留馬牙槎。梁下加氣混凝土砌塊墻的高壓滅菌段必須配備剛性混凝土梁；如果提供環(huán)形梁，則必須將其與環(huán)形梁一起澆鑄；⑦屋頂采用蒸壓加氣混凝土墻板、太陽能光伏發(fā)電板和太陽能熱水器，用于屋面節(jié)能保溫、太陽能發(fā)電和太陽能熱水，采用自然資源來降低建筑物能耗。

2.3 防治措施

首先，為了解決蒸壓中加氣混凝土的自隔離系統(tǒng)未得到充分應用的問題，改變了傳統(tǒng)的砌筑工藝。加氣混凝土砌體分為薄層砌體和厚層砌體。通常，薄層砌體用于自絕緣系統(tǒng)。薄層灰砌體的厚度應為2～4 mm。厚砌體中灰色水平和垂直接縫的厚度不應超過15 mm。當使用薄層砌體砂漿時，要注意砌塊的干燥。當使用普通砂漿砌筑時，在砌筑當天，應對砌塊砌體的表面進行澆水和潤濕，其濕度應維持在40%～50%。其次，為了避免墻的灰泥層開裂和坑洞的問題，應采取以下措施。

1)在抹灰之前，先清潔砌塊表面的砂，然后在墻壁表面上涂上一層特殊的交配劑。界面劑以水泥和砂為主要原料，并添加了保水劑和其他添加劑，其作用是改善界面和過度效果，并且還具有防水功能。

2)在砌體與梁，柱或混凝土墻的交界處，在墻的石膏層上添加500 mm玻璃纖維布或熱鍍鋅鐵絲網。

3)對于安裝在房屋墻體內的各種箱(柜)、暗敷電氣管道等物件，要在抹灰前涂刷界面劑，墻體鋪設的邊設不能小于100 mm的玻纖網格或者網片。

4)抹底層灰。施用界面劑后，立即施用較低的灰分。較低的灰燼應分兩次通過。第一次通過的厚度應控制在5～7 mm的水平。涂抹后，表面應被刷毛或擦成麻木的表面。再次擦拭灰燼的底層。厚度基于平標。用木抹子搓毛。防裂劑的第一次噴涂是確保加氣混凝土墻表面沒有空隙和裂縫的關鍵措施。底灰完成后，使用噴槍將抗裂劑直接噴到霧中下部的灰分上。2～3 h以內請勿搓動，以免損壞抗裂劑的表面。加強養(yǎng)護，12 h后在室溫下噴水使水泥砂漿養(yǎng)護。

2.4 性能檢驗

借助Design Builder軟件對本次設計工程進行模擬檢驗，并與相同建筑中“紅磚”建造的結構墻體進行模擬對比，對HVAC進行控制，關閉供暖、制冷、采光和熱水等機械設備，僅開啟自然通風，結果表明：使用B06蒸壓加氣混凝土與使用“紅磚”的農房相比，前者保溫效果更好、更節(jié)能，節(jié)能率可達41%，可滿足居住建筑節(jié)能65%的要求。

3 總 結

隨著建筑領域的高速發(fā)展，建材的生產應用也相應的提高了要求。本文針對蒸壓加氣混凝土砌體進行了研究，其在性能、種類、生產工藝上都具有超高的優(yōu)勢。并且，通過對蒸壓加氣混凝土砌體的實踐應用，更加確定了該建筑材料的良好特性，極大的滿足建筑需求。

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