1、無加氣混凝土澆注質量不穩定現象和對策2008 年 09 月 05 日打印該頁返回前頁加氣混凝土澆注質量不穩定現象和對策加氣混凝土澆注質量不穩定現象和對策加氣混凝土生產過程主要由原料制備、配料、澆注、靜養、切割、蒸壓養護六大工序組成，其中澆注工序是加氣混凝土區別于其它各種混凝土的獨具特色的生產工序之一。澆注工序把配料工序配制好的物料，按工藝順序加入攪拌機中，攪拌成均勻合格的料漿混合物，然后澆注到模具中。混合料漿在模具中進行發氣等一系列的化學反應，最后形成加氣混凝土坯體。澆注工序是加氣混凝土“加氣”成功與否，即是加氣混凝土能否形成良好氣孔結構的重要工序。它與配料工序一道構成加氣混凝土生產工藝過程的

2、核心環節。加氣混凝土澆注過程中質量穩定性問題是一種比較復雜多變的現象。一、常見不穩定現象及原因分析l、發氣結束前后，料漿表面局部少量冒泡。這是以石灰為主要鈣質材料的加氣混凝土較常見的一種不穩定現象。由于冒泡程度輕微，所以一般不會對澆主過程和制品性能造成明顯的危害。輕微冒泡的基本原因是料漿溫度偏高而鋁粉發氣時問偏長。由于料漿溫度高促成料漿稠化早，對氣泡膨脹形成阻礙，氣泡內壓力過大，以至穿破氣泡壁，氣泡合并，最后中出料漿表面層而破裂。2、發氣中后期大面積冒泡。這是料漿在澆注中表現出的嚴重質量問題。其結果是一方面損失大量的氣泡；另一方面料漿和坯體內部將形成大量合并氣孔。造成孔徑過大，分別不均，模框四

3、個角還可能出現局部塌陷，對坯體強度和成模率都產生嚴重影響。大面積冒泡的主要原因是料漿稠化速度和鋁粉發氣速度嚴重不協調所致。通常都表現為冒泡早，冒泡快，面積大，數量多，冒泡點連續冒泡時問長，往往還伴隨著使坯體產生收縮或下沉。3、早期塌模。原因是在發氣初期，由于料漿稀初期粘度和稠化速度不協調，極限應力增長太慢，發氣膨脹又快，料漿的支承力不夠，使料漿不能很好地保持氣泡，造成沸騰塌模。4、后期塌模。此現象一般是在發氣基本結束、料漿已經膨脹滿模階段。原因在于水泥與石灰比例不當，一般為水泥用量不夠，造成料漿不能保持穩定氣泡自下而上破裂合并沖出料漿表面形成沸騰塌模。無5、不夠高。即發氣定型后，料漿沒有脹滿模

4、框坯體高度達不到規定尺寸。其原因除操作和計量失誤之外，在工藝上主要有兩種類型：一是鋁粉質量波動；二是料漿稠化過快。前者是由于鋁粉發氣量不足引起，后者是由于鋁粉發氣膨脹不充分造成。另外，料漿溫度對二者都有影響，因而也是重要因素之一。6、收縮下沉。收縮下沉可能因冒泡引起，也有不冒泡而發生收縮下沉的現象。原因之一是料漿后期稠化慢，料漿不能很好地承受自身的重量；原因之二是因為鋁粉發氣時間太長或料漿后期升溫過高，造成氣泡內氣壓大于初凝后漿料氣泡壁強度。氣泡孔，氣體泄，因而坯體收縮。7、龜裂。料漿初凝后的坯體表面發生無規則裂紋的情況多發生在石灰久存經雨或含較多過燒灰顆粒的時候。坯體初凝之后還有一些石灰在消

5、化發熱膨脹，因此坯體表面因內部溫度上升、壓力增大而脹裂。8、泌水和矩形裂紋。原因在于料漿保水性能差，粉煤灰過粗，而石灰中生灰成分增多(即末分解的 CaCO，較多)，造成料漿溫度低，升溫慢，坯體硬化慢，常常是料漿發滿模后稠化跟不上，粗料下沉，模邊泌水，進而形成周邊較軟，中部較硬，并沿模邊方向出現裂紋。二、提高澆注穩定性的主要措施造成澆注質量問題的主要原因從上述分析中可以看出有二大方面：一是原料質量；二是工藝方法。因此，在生產中必須采取以下措施：l、選定水泥。不同水泥對料漿稠化時間的影響不同，從實驗數據看：當水泥與石灰的比例為 1：5 時，稠化時間分別為：用 325#硅酸鹽水泥為 15 分鐘，用

6、325#礦渣水泥為 11 分鐘，用火山灰硅酸鹽水泥為 10 分鐘，稠化時問相差達 25。由于非普通硅酸鹽水泥的混合材品種繁多，性能不一，而且各批量間性能波動較大，直接影響澆注穩定性。因此一般選用普通硅酸鹽水泥。2、控制生石灰的質量。生石灰的質量主要指它的消解特性和有效鈣含量。在生石灰應選擇消解時間在 1520 分鐘，消解溫度 8090，有效鈣含量為 70以上的產品。如受當地材料限制只有快速灰的情況下，可以采取噴水助磨、加 35加氣碎碴助磨等措施降低消解溫度延長消解時間，使發氣時間與稠化時間相協調。還可以采取加入少量調節劑。無3、控制鋁粉細度。鋁粉細度與發氣速度，因此，采用細度高的鋁粉是有利于提

7、定性的，它可以使鋁粉發氣速度和料漿稠化速度相適應，并有利于形成良好的氣孔結構。鋁粉顆粒細度應控制在 6575um 之間。4、調節石膏用量。石膏對石灰消化有一定抑制作用，但石膏過多將使加氣混凝土料漿澆注穩定性變差。隨著石膏量增加，料漿溫度上升緩慢，最高溫度到達的時間可能延長至 2530 分鐘，這對具有正常發氣速度的料漿十分不利，可能會發生氣泡不穩定、冒泡和收縮下沉。所以，根據生產經驗，石膏用量都在 3以下。5、控制水料比和澆注溫度。水料比和澆注溫度隨石灰用量和消化特性等因素的變化而變化，為了獲得適當的料漿稠度和發氣速度，一般情況下，水料比小，料漿稠化快；澆注溫度高，料漿發氣快，稠化也快。澆注溫度

8、低于 36C，發氣太慢，高于 42C，料漿溫升加速，可能引起料漿提前稠化，導致冒泡和收縮。實際生產中，料漿塌落度控制在 260280mm 之間，澆注溫度控制在 3640C 之間。6、充分利用廢漿。加氣混凝土在切割工序時會產生一些廢碴，把這些廢碴加水打成廢漿，用泥漿泵送至粉煤灰磨機中與粉煤灰一起磨制料漿，可以大大提高澆注穩定性，提高制品強度，即利用了廢碴，又有利于生產。使用加氣混凝土應注意的幾個問題中國混凝土與水泥制品網2005-6-9加氣混凝土作為使用最廣泛的新型墻體材料，由于其輕質、保溫、外觀尺寸準確、砌筑和運輸方便、結構均質、生產規模容易保證而受到建筑界的歡迎，其發展歷程達半個多世紀。隨著

9、墻材革新和建筑節能工作的深入進行，其制品在很長一段時期內仍將占據建筑市場的主要份額，但在使用中必須注意其主要技術指標的相關特點。甘肅省建材科研設計院受甘肅省墻改領導小組辦公室委托及資助，組織人員對加氣混凝土主要技術指標相關性進行研究，為蘭州地區正確使用加氣混凝土提供了技術依據。本文就研究情況及結論作如下介紹。1 制品容重與強度的關系首先，蒸壓加氣混凝土的強度與原材料性能、工藝條件、控制過程有直接關系。但是，在相同生產條件下生產的制品，既使工藝過程控制處于最佳狀態，強度與容重的關系仍然具有一定的規律性。蒸壓加氣混凝土的抗壓強度與固體孔隙體積比成線性關系。即密度越大，強度越高，因為引入大量空隙，降

10、低了密度，必然地也降低了加氣混凝土的強度。含濕狀態對加氣混凝土強度的影響比普通混凝土更加顯著。絕干時，加氣混凝土抗壓強度最高，隨著制品吸水，強度開始急劇下降，當含水率超過 15%時，隨含水率增大而下降的趨勢減緩，當含水率超過 25% 以上，強度趨于穩定。所以，對于加氣混凝土，所謂強度是相對于一定含水狀態而言的。我國蒸壓加氣混凝土砌塊的部頒標準中則采用 25%45%為基準含水率。本文所指的加氣混凝土強度均指該基準含水率時的強度值。加氣混凝土其他強度與抗壓強度的關系大約如下：抗拉強度 R 拉=(0.080.12)R 壓無抗折強度 R 折=(0.150.22)R 壓抗剪強度 R 剪=(0.180.2

11、1)R 壓理論上認為， 一般加氣混凝土絕干密度變化 1OOkg/m3， 抗壓強度變化 1.01.5MPa， 但生產實際情況是 40Okg/m3以下加氣混凝土強度下降幅度很大，生產過程控制難度也很大，由于孔隙率高，發泡穩泡困難，成型過程塌模嚴重，生產廠家大都以生產 06、07 兩個級別的居多。表 l 列舉了蘭州市 3 個生產廠家調整容重測得的強度值。從表 1 的實驗數據看出，04、05 兩個級別 3 個生產廠產品均達不到行業標準要求，而這 3 個廠家從生產經驗和實力在國內同行業均屬領先地位，蘭州地區 2000 年加氣混凝土用量達到 45 萬 m3，95% 來自這 3 個廠家。這一實驗結論應該說比

12、較真實地反映了加氣混凝土行業的現狀。2 制品容重與含水率的關系加氣混凝土的容重(即密度) 與材料的含水率有關，即含水率越高，密度越大；同時空氣相對濕度的變化也會引起制品含濕率的波動，加氣混凝土的平衡含濕率與空氣相對濕度的關系如圖 1 所示。利用圖 l 我們可以求出任何相對濕度下加氣混凝土的密度值。例如，在空氣相對濕度為 70%時，加氣混凝土制品的密度為: = 絕干密度(550)1 十含濕率(4%7.5%)=590630kg/m3。以上情況表明，加氣混凝土的計算密度既要考慮制品本身超重因素，又要考慮含水率變化而影響實際密度的情況。根據國家標準，500kg/m3 容重的加氣混凝土，其容重允許誤差為

13、 50kg/m3。若上墻時含水率為 30%，則材料容重為:=絕干容重(500+50)l 十含濕率(30%)=715無kg/m3。制品容重超重會給房屋安全帶來不利影響，因此在研究加氣混凝土制品的受力狀況時，其密度偏差是一個不可忽視的因素。3 制品容重與制品飽和吸水率的關系將加氣混凝土絕干狀態下的試樣 100mm100mm100mm，在 20恒溫水槽浸泡 72h，視同試樣飽和吸水，將表面擦干，稱取重量求得“飽和吸水率”，實驗結果見表 2。從表 2 可以看出，隨著容重增強，空隙減少，飽和吸水率降低。但應該注意，加氣混凝土的吸水率很高，在制品運輸、貯存過程中，人們往往忽視了雨水等外界水對制品的浸濕，致

14、使上墻制品砌筑時的實際含水率無法穩定掌握，導致墻體抹灰后多余水分的蒸發逸出而造成墻體干縮裂縫和抹灰層空鼓開裂。作為多孔混凝土一種的泡沫混凝土，其飽和吸水率隨成泡方式的不同，制品微孔結構形式不同，比如甘肅省建材科研設計院研制的空壓制泡、穩泡加氣工藝制作而成的微孔混凝土，由于泡沫相互封閉，基材為水泥，形成的微水氣孔相互封閉，制品飽和吸水率僅為 28.5%。4 導熱系數與制品容重和制品含水率的關系4.1 導熱系數與制品容重的關系作為輕質多孔材料，加氣混凝土具有良好的保溫性能，應用加氣混凝土可以提高建筑物的保溫效果，降低能耗，節省建筑材料。如表 3 所示，隨著容重的增加，其隔熱保溫性能呈下降趨勢。4.

15、2 導熱系數與制品含水率的關系加氣混凝土是較好的保溫隔熱材料，建筑設計對加氣混凝土導熱系數的選用，均指其氣干狀態(含水率 8%10%)，而加氣混凝土導熱系數隨含水率的不同數值差別很大，含水率與導熱系數成正比關系。實驗數據如表 4 所示。含水率每增加 6%，導熱系數增加 0.040.06。無4.3 實現低導熱系數實際有很多困難導熱系數大小決定于制品容量和含水率。 當容重降低到 05 級以下時,由于傳統的加氣混凝土生產工藝主要靠金屬鋁粉在堿環境中與水反應產生氫氣實現發泡，發泡量的大小和穩泡情況與原材料細度、活性、材料的品位、料漿的制備、溫度、攪拌時間、水料比等有直接關系，生產工藝控制難度大，所以

16、04 、05 級以下的產品生產僅僅是理論而言，實際生產的廠家很少。主要原因是隨容重下降，強度損失太大，成品率低，破損高。所以，加氣混凝土要真正實現低容重、低導熱，實現輕質中強，必須徹底改變傳統的加氣混凝土生產工藝。只有通過物理發泡，解決穩泡問題，才有可能實現加氣混凝土實質性突破。另外，由于加氣混凝土脫水干燥的周期較長，必須有 30 天以上的存放期，但由于生產成本和流動資金的影響，真正達到上墻要求含水率的情況較少。這一問題已越來越引起人們的重視。5 加氣混凝土施工時實際含水率直接影響保溫隔熱性能控制施工時的含水率是減少收縮裂縫、保證隔熱保溫指標與設計一致的一項有效措施。為此，JGJ17-84蒸壓

17、加氣混凝土應用技術規程第 2.0.5 條:“加氣混凝土制品施工時的含水率一般宜小于 15%”。而 GB/T11968-1997蒸壓加氣混凝土砌塊第 7.2 條規定:“砌塊應存放 5 天以上方可出廠.”。問題在于，大量資料介紹和實驗證明，加氣混凝土至少在 56 個月后才能達到含水率小于 15% 的標準，西北地區氣候干燥，也至少需要 23 個月。加氣混凝土出釜含水率一般為 36%42%，在室外放置 30 天，含水率在 22% 左右；放置 1015 天，含水率在 30% 左右，以蘭州地區為例上墻的加氣混凝土制品含水率實際在 30% 左右。 根據表 4 實驗分析， 06 級制品其導熱系數在 0.4W/

18、mK 左右。如果外墻設計為 30Omm 厚，則墻體傳熱系數達到 1.33W/m2K，而蘭州地區對于體形系數小于 0.3，采用傳熱系數為 4.70 的單層塑料窗外墻，第二步建筑節能目標對其平均傳熱系數的限值為 0.85W/m2K，而外墻主體傳熱系數的限值則為 0.66W/m2K 左右。就是說，如果墻體為 300mm 厚，其導熱系數應小于 0.196W/mK。所以，加氣混凝土實際含水率與施工要求含水率相差較大，這一問題應得到設計、施工、生產單位和有關部門的重視。6 加氣混凝土保溫性能良好，而隔熱性能則略好于黏土磚保溫與隔熱實質上是同樣的問題。由于對保溫往往按穩定傳熱來簡化計算，而夏季隔熱卻是一個不

19、穩定傳熱問題。因此，應將保溫與隔熱分別加以分析。所謂“隔熱”，指利用自然及建筑措施來創造一個夏季涼爽舒適的環境。如果不考慮建筑因素，表示材料隔熱性能的指標是導溫系數(a)和表面蓄熱系數(s)。導溫系數表示材料在受熱或冷卻時，以什么樣的速度由一面向另一面進行散熱的能力。a 值愈小，溫度變化愈慢，熱惰性愈好。加氣混凝土導溫系數 a 約為 lO lO-4m/h。表面蓄熱系數表示材料層一側受到熱波作用時，表面抵抗溫度波動的能力，即對足夠厚度的材料，當表面溫度波動 1時，每 1m2 材料吸收或放出的熱量，材料蓄熱系數越大，表面溫度波動越小，加氣混凝土蓄熱系數 s 約為無2.3W/m2K。加氣混凝土導熱系

20、數( ) 、導溫系數(a)都較小，所以加氣混凝土隔熱性能的特點是材料層阻止熱流和溫度波透過的能力強，通過圍護結構的熱流量大為減少，衰減倍數延遲時間較大。與傳統材料相比，在相當厚度條件下，加氣混凝土內表面平衡溫度和波動溫度較小，而另一方面，由于蓄熱系數(s)也較小，表面層抵抗溫度波動能力較差。在同樣室外熱波作用下，加氣混凝土外表面溫度較高，溫度振幅較大，內表面溫度也易受室內溫度波動的影響，表面層熱穩定性較差。但是，從夏季隔熱來看，前者是主要的。因此，加氣混凝土的隔熱性能在相同厚度下比黏土磚及混凝土等材料略好一些。由于加氣混凝土保溫性能比傳統材料好得多，而隔熱性能與傳統材料相比優勢不明顯，應用時如

21、果只考慮保溫性能而減薄厚度，則可能造成隔熱性能不足。應該同時考慮這兩方面的需要合理利用。7 結論(1)絕干狀態的加氣混凝土，容重越大，制品強度越高。當容重小于 400kg/m3 時，強度隨容重急劇降低。(2)一定容重的加氣混凝土制品，隨含水率增加，容重急劇增加。(3)不同容重級別的制品，飽和吸水率不同。容重越低，飽和吸水率越高。在多孔混凝土中加氣混凝土吸水率屬于最高的。(4)制品容重越低，導熱系數越低，保溫性能越好。(5)制品含水率每增加 6%，導熱系數增加 0.040.06(W/mK)。(6)工程實際中，所用加氣混凝土含水率超過 15%，這是造成加氣混凝土墻體開裂、抹灰空鼓的主要原因。(7)

22、加氣混凝土保溫性能優勢明顯，隔熱性能優勢一般。所以，設置外墻厚度不宜僅用導熱系數來衡量。粉煤灰加氣砼澆注穩定性粉煤灰加氣砼澆注穩定性無水泥粉煤灰加氣砼的生產，和其它加氣砼一樣，同樣存在一個澆注穩定性的問題。眾所周知，所謂澆注穩定性，就是在料漿澆注到模具以后，料漿膨脹和稠化的整個過程，也就是料漿的稠化速度和鋁粉發氣速度，同步進行相互匹配的過程。在料漿澆注到模具后，料漿中的固體顆粒被大量的水所分開，料漿較稀，極限剪應力較小，而鋁粉在氧化鈣與水反應后，生成氫氧化鈣，與其反應后產生的氫氣氣泡不斷長大，推動料漿膨脹。此時只要料漿有一定粘度，并且稠化速度跟的上鋁粉的發氣速度，料漿就會順利膨脹，整個料漿體系

23、就處于一個穩定狀態。反之，料漿稠化太慢，料漿中固體粒子下沉速度過快，將使料漿出現嚴重泌水，此時料漿上部極限剪應力不但不上升，反而徘徊下降，此時氣泡大量合并上浮，從而引起整個料漿體系的不穩定，導致沸騰塌模。導致澆注不穩定的因素有很多，筆者試圖從石灰、粉煤灰等原材料的特性找出原因及改進措施，供生產企業參考。1、石灰的影響根據石灰在料漿中所發生的物理化學反應，主要起兩個作用，一是使料漿稠化和鋁粉發氣膨脹，并促進制品坯體強度的形成。二是在濕熱處理階段，與二氧化硅等，在水熱合成條件下生成加氣砼所需的強度組份。以澆注穩定性的角度分析，影響加氣砼生產過程中澆注穩定性的是在澆注的初期階段，即料漿澆注入模后，生

24、石灰與水作用生成氫氧化鈣，并放出大量水化熱，使整個料漿系統溫度升高，堿性增大，為料漿的稠化和鋁粉發氣提供了一個必要的條件，特別值得注意的是生石灰的消解溫度、消解時間、氧化鈣的含量，對整個料漿系統的溫度增長速度和稠化速度起著決定性的影響。如所采用的生石灰消解時間太短，生石灰過快消解，使料漿稠化速度加快，此時如料漿中鋁粉反應尚未結束，料漿已經稠化或過于稠化，而使整個料漿膨脹系統處于不穩定狀態，即產生憋氣，局部冒泡，以及裂縫等缺陷；反之如生石灰消解時間太長，在料漿尚未達到維持氣孔結構的稠度之前鋁粉已反應完畢，氣泡合并上浮，即造成沸騰塌摸。在料漿膨脹的后期，石灰的凝聚結構基本形成，料漿變稠，極限剪應力

25、增大，此時由于料漿溫度的升高氣泡內壓力也隨之增大，但又不足以推動料漿膨脹，這時氣泡的壓力很可能超過料漿無的抗拉極限，料漿就會出現局部冒泡沉陷，憋氣開裂等不良現象。這是發氣膨脹后期澆注不穩定的主要表現。分析可見，料漿膨脹初期澆注的不穩定，主要是料漿稠化快慢所引起的，而料漿稠化的快慢在其它因素不變的前提下，主要與石灰的質量有關。總之，料漿稠化的快慢，以及整個料漿體系是否能順利膨脹和穩定，正確認識和運用石灰的消解時間、消解溫度和發熱量，是保證澆注穩定性的關鍵之一。2、粉煤灰的影響生產實踐證明，在粉煤灰加氣砼的生產過程中，粉煤灰最重要的使用特性是需水量。因為它決定著加氣砼料漿的用水量，直接影響到澆注的

26、工藝參數，以及制品的各項性能指標。通過河南建筑工程材料研究所，對全國 25 種粉煤灰的物理性質分析統計結果可以看出，同樣比重相差不多的粉煤灰，其需水量相差很大。如比重為 1.81 的粉煤灰，其需水量為 43.5 %，而比重為 1.88 的粉煤灰，需水量則為 87.5%。在生產配料過程中如不了解所用粉煤灰需水量的變化，而采用固定的水料比進行配料澆注，勢必會造成所澆注的料漿稀稠不均，影響整個料漿體系的稠化與發氣的同步，也就是說需水量大的粉煤灰料漿太稠，在整個料漿膨脹過程中，由于料漿太稠而使膨脹系統產生憋氣等不良后果，反之需水量小的粉煤灰料漿太稀，將造成料漿稠化太慢，造成沸騰塌摸等不良現象。因此，在

27、粉煤灰加氣砼生產中，靈活運用粉煤灰的需水量，及時調整料漿的澆注稠度料漿的水料比，將有效控制澆注穩定性。.粉煤灰細度的影響加氣砼料漿是一粗分散相懸浮體，在發氣膨脹過程中整個料漿系統是否穩定，在其它條件和因素相同的情況下，決定于料漿中物料粒子下沉速度，當粒子下沉速度過大，料漿出現嚴重沁水，此時最容易出現料漿沸騰塌摸。粉煤灰細度對澆注穩定性的影響如下表：表 粉煤灰細度對澆注穩定性的影響細度 0.08mm 篩余（%） 料漿密度（Kg/L） 澆注料漿稠度（cm） 穩定狀態15 以下1.29-1.31 31-34 良好15-201.39-1.40 19-25 38%塌模30 以上1.31-1.3521-23稠度小憋氣大塌模表表明 0.08mm 方孔篩余量 15%以下時，澆注穩定性良好，篩余量 20%時，澆注穩定性開始惡化，當篩余