泡沫混凝土制品的概念辨析

1非蒸壓化學混凝土制品的應用根據國家標準委員會第53條，2010年《墻材料應用統一規范》的強制性規定，不僅“不應使用非蒸壓硅酸鹽磚（塊）”，還明確規定，“不應使用非蒸壓混凝土產品”。為什么不允許在墻體中采用非蒸壓加氣混凝土制品?要解讀這一規定,有必要了解什么是非蒸壓加氣混凝土,它的性能和用途,非蒸壓加氣混凝土制品主要有哪些及其存在的問題等。本文擬從相關產品標準入手展開討論。2多孔混凝土的定義通常所說的加氣混凝土屬于多孔混凝土中的一種。同屬于多孔混凝土的還有泡沫混凝土。兩者之間的結構和性能基本相同,差別只在于氣孔形狀和加氣方法不同。加氣混凝土氣孔一般成橢圓球形,而泡沫混凝土受毛細孔的影響,產生變形,形成多面體。加氣混凝土是通過化學反應,由內部產生氣體而形成氣孔的多孔硅酸鹽混凝土;泡沫混凝土則是通過物理方法,先將發泡劑制成泡沫,然后再將泡沫及所含氣體加入到水泥、硅-鈣質(菱鎂、石膏)料漿中,拌合后形成泡沫漿體,經養護硬化得到的多孔混凝土,應分別稱作泡沫水泥混凝土、泡沫硅酸鹽混凝土(泡沫菱鎂混凝土、泡沫石膏混凝土)等。由上看出,無論是加氣混凝土還是泡沫混凝土,都是向混凝土中加入了氣體,在混凝土中形成氣泡或孔隙。因此,“墻體不應采用非蒸壓加氣混凝土制品”中所說的“加氣混凝土”,泛指加入氣體的混凝土,是采用化學方法和物理方法加入氣體的混凝土的總稱,即通常所說的加氣混凝土和泡沫混凝土的總稱。“非蒸壓加氣混凝土制品”即泛指非高壓蒸汽養護的“化學法加氣混凝土制品”和“物理法加氣混凝土制品———泡沫混凝土制品”的總稱。采用化學方法加氣的混凝土制品,即化學法加氣混凝土制品,在國家現行標準GB/T11968《蒸壓加氣混凝土砌塊》和GB15762《蒸壓加氣混凝土板》中均已明確是采用高壓蒸汽養護工藝制得的。依據GB/T18968《墻體材料術語》關于硅酸鹽砌塊和板的術語和定義可知,蒸壓加氣混凝土砌塊和蒸壓加氣混凝土板,是蒸壓養護制成的多孔硅酸鹽混凝土制品。也就是說,目前采用化學方法加氣的混凝土制品,均是采用高壓蒸汽養護工藝制得的。而采用物理方法加入氣體的加氣混凝土制品,即泡沫混凝土制品,大都采用非高壓蒸汽養護工藝制得。因此,GB50574《墻體材料應用統一技術規范》中的“非蒸壓加氣混凝土制品”,是專指非高壓蒸汽養護即免蒸壓的采用物理法加氣的加氣混凝土制品,即泡沫混凝土制品。另外,一些資料和互聯網上常將免蒸壓泡沫混凝土砌塊稱作免蒸壓加氣混凝土砌塊,對于自然養護的則稱免蒸加氣混凝土砌塊或稱免蒸加氣塊。3關于泡沫混凝土的物理方法3.1發泡劑和泡沫混凝土泡沫混凝土在我國應用已有幾十年的歷史,但用其生產墻材制品卻是近些年的事情,所以大家不免會對其感到生疏。工程上常用的泡沫混凝土是用機械攪拌的方法,將大量細密的氣-液相泡沫與硅質材料(粉煤灰、礦渣粉和砂等)、鈣質材料(水泥、石灰等)、水及附加劑混合在一起,注模成型、養護而成的多孔混凝土。由于具有多孔(氣孔體積約占總體積的85%)、質輕、保溫隔熱效果好、注塑成型容易等特點,適用于冷庫壁體、熱工管道以及建筑物的屋面和地面的保溫隔熱。泡沫劑是生產泡沫混凝土的關鍵。對泡沫劑的要求是:泡沫穩定,不致在同漿料混合時被破壞;對硅質、鈣質膠凝材料的水化硬化無有害影響。生產泡沫混凝土對其他原材料的要求是:水泥,一般采用硅酸鹽系列水泥,也可采用硫鋁酸鹽水泥、高鋁水泥,但采用蒸汽養護時不能用高鋁水泥;石灰,當采用蒸汽養護時,可用一定量的石灰代替水泥作為鈣質材料;摻合料,可采用粉煤灰、礦渣粉、浮石粉、石英粉等;氣泡劑要求同加氣混凝土。工程常用的泡沫混凝土有:水泥泡沫混凝土,以水泥、砂、水與泡沫劑配制而成;粉煤灰泡沫混凝土,以粉煤灰、水泥、生石灰、石膏粉、水與泡沫劑配制而成;爐渣泡沫混凝土,以爐渣、水泥、生石灰、石膏粉、水與松香鈉發泡劑配制而成。泡沫混凝土的生產工藝:分別制得泡沫稀釋液和水泥漿,混合攪拌,成型,自然養護或蒸養或水養。3.2泡沫混凝土現澆概述目前,我國泡沫混凝土相關企業近1000家,其中,現澆企業約占60%,制品企業約占20%,設備加工企業約占10%,發泡劑生產企業約占10%。截至2009年,我國泡沫混凝土年產量已突破600萬m3。其中,用于地暖保溫約300萬m3、屋面保溫約150萬m3、地面墊層約50萬m3、各類回填約20萬m3、特種功能應用30萬m3、制品類約50萬m3。現澆約占總產量的80%以上,其它約占20%。從應用領域來看,我國泡沫混凝土主要用于建筑保溫,約占總產量的85%,用于巖土工程約占8%,用于油田應用約占2%,其它應用約占5%。泡沫混凝土現澆在我國發展迅速,施工量已居世界首位。特別值得一提的是泡沫混凝土墻體現澆,是我國擁有自主知識產權的創新技術,包括承重泡沫混凝土現澆墻體、鋼結構現澆墻體、框架結構泡沫混凝土墻體、磚混結構夾芯泡沫混凝土墻體等。目前,河南省頒布實施了《現澆泡沫混凝土墻體技術規程》地方標準,并進行了大量的工程應用。建筑標準設計研究院編制的《鋼結構住宅(二)》也采用了泡沫混凝土灌芯現澆墻體。杭蕭鋼構利用這一圖集,采用泡沫混凝土現澆,在武漢承建了世紀家園小區幾十棟高層住宅。可以說,在泡沫混凝土現澆墻體的研發、推廣與應用方面,我國處于世界領先地位。但是,在泡沫混凝土制品方面,與國外相比,我國生產企業整體規模偏小,技術水平不高,沒有大宗應用的主導產品,大部分泡沫混凝土為自然養護,產品質量差,實際應用不多。特別是泡沫混凝土砌塊,雖然已出臺了行業標準,但至今沒有規模化生產應用的產品。昆明、南昌等地曾先后建設了一批大型泡沫混凝土砌塊生產線,但由于制品后期干縮大,墻體裂縫,現都已倒閉。目前,一些小企業手工作坊式生產泡沫混凝土砌塊,均采用非高壓蒸汽養護工藝,產品質量得不到保證,耐久性能和后期干縮難以解決,應引起有關方面關注。圖1為堆存一年后的免蒸加氣混凝土砌塊。3.2標準物質：jc和t062-2007年泡沫混凝土砌塊該標準是目前正式發布實施的唯一一個泡沫混凝土制品產品標準。3.2.1多孔混凝土斑塊的技術指標JC/T1062-2007《泡沫混凝土砌塊》給出的泡沫混凝土砌塊的定義是:“用物理方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫,再將泡沫加入到水泥基膠凝材料、集料、摻合料、外加劑和水等制成的料漿中,經混合攪拌、澆注成型、自然或蒸汽養護而成的輕質多孔混凝土砌塊,也稱發泡混凝土砌塊。”標準所規定的主要技術指標如表1～表4所示。此外,碳化系數應不小于0.8。3.3.2材料的密度等級從JC/T1062-2007標準所規定的泡沫混凝土砌塊的定義來看,由于明確所采用的膠凝材料為“水泥基”,泡沫混凝土砌塊指的就是水泥混凝土制品,既可采用自然養護,又可采用常壓或高壓蒸汽養護。其實不然,標準所定義的泡沫混凝土砌塊并非水泥混凝土制品,而是硅酸鹽混凝土制品,采用自然養護或常壓蒸汽養護,與高壓蒸汽養護相比,產品性能有顯著差異(將在后面做進一步說明)。為了滿足自然養護的泡沫(硅酸鹽)混凝土砌塊生產的需要,JC/T1062-2007標準所規定的性能指標不僅低于GB11968《蒸壓加氣混凝土砌塊》,亦明顯低于GB50574-2010《墻體材料統一技術規范》,尤以強度等級和密度等級指標的規定最為突出。下面僅就這兩項規定進行討論。(1)在密度等級相同時,JC/T1062所定義的砌塊強度顯著低于GB11968。后者對于砌塊的強度級別(等級)、密度級別(等級)和兩者之間的對應關系分別作了規定,見表5、表6和表7。不難看出,GB11968對砌塊強度級別和密度級別以及兩者之間的對應關系作出了明確規定。如果砌塊的其它各項性能指標為優等品,那么,當密度級別為B06(優等品)時,若強度級別為A5.0或大于A5.0,則為優等品;若強度級別為A3.5,則為合格品;若強度級別小于A3.5,則判定為不合格。如果強度級別為A3.5,若密度級別不大于B05且為優等品時,則為優等品;若密度級別為B06,則為合格品;若密度級別大于B06,則為不合格品。JC/T1062沒有規定強度等級與密度等級的對應關系,只要強度等級不低于A0.5,密度等級不大于B10,就判定為合格品,這就導致了產品粗制亂造,質量得不到保證。JC/T1062對砌塊的強度等級規定了7個級別,對密度等級規定了8個級別,若將其從最高強度等級和密度等級一一對應,那么,當密度等級為B08時,其強度等級應達到A3.5。然而在GB11968中,密度等級為B08的砌塊,強度等級可達到A10。因此,根據JC/T1062與GB11968的定義,砌塊具有相同的密度等級(級別)時,前者的強度等級明顯低于后者。(2)JC/T1062砌塊強度不能滿足建筑工程應用的需要。從JC/T1062對砌塊干燥收縮值和導熱系數(表3)可以看出,密度等級為B06及其以下的砌塊主要用于保溫隔熱,其強度等級應不超過A1.5。由于JC/T1062對密度等級和強度等級的對應關系沒有作出規定,用于墻體砌筑的砌塊密度等級和強度等級應有如下對應關系,見表8。由表8可知,當強度等級為A2.5、密度等級為B10時,干表觀密度達到1030kg/m3,亦可確定砌塊強度等級為A2.5時合格。GB50574《墻體材料應用統一技術規范》以強制性條文對塊體材料的最低強度等級作出了規定,要求用于自承重墻的蒸壓加氣混凝土砌塊最低強度等級為A2.5,用于承重墻的為A5.0。按GB11968規定,A2.5砌塊的密度等級為B05,即干表觀密度不大于525kg/m3。然而,JC/T1062規定砌塊強度等級為A2.5,密度等級可達到B10,顯著低于GB50574和GB11968的規定,不能滿足建筑工程的需要。為了適應砌體發展自承重墻技術的需要,根據中國工程建設標準化協會建標協字81號文件批復,編制的中國建設工程協會標準《砌體自承重墻技術規程》報批稿,根據GB50574強制性條文的規定,對用于自承重內隔墻和外墻的蒸壓加氣混凝土砌塊最低強度等級和最大干表觀密度作了進一步規定:用于內隔墻的最低強度等級為A2.5,最大干表觀密度為600kg/m3;用于外墻的分別為A5.0和800kg/m3。顯然,依據JC/T1062生產的砌塊難以滿足這一要求。因此,即使泡沫混凝土砌塊采用高壓蒸汽養護,強度等級和干表觀密度也難以滿足建筑工程的要求。另外,根據JC/T1062,泡沫混凝土砌塊不僅強度等級和密度等級的技術指標明顯偏低,其它性能指標亦存在不容忽視的問題,如劈壓比等均不符合GB50574的如下規定:(1)蒸壓加氣混凝土砌塊不應有未切割面,其切割面不應有切割附著屑(強制性條文);(2)蒸壓加氣混凝土劈壓比不應小于表9的要求(強制性條文);(3)碳化系數不應小于0.85;(4)軟化系數不應小于0.85。4非蒸壓聚合物磚斑塊泡沫硅酸鹽(混凝土)砌塊(磚)應采用高壓蒸汽養護工藝,以提高砌塊(磚)的強度和耐久性能,降低干燥收縮值。采用非蒸壓養護生產的砌塊(磚),不僅是“非蒸壓加氣混凝土制品”,亦屬于“非蒸壓硅酸鹽磚(砌塊)”,均為國家標準GB50574《墻體材料應用統一技術規范》強制性條文“墻體不應采用非蒸壓硅酸鹽磚(砌塊)及非蒸壓加氣混凝土制品。”所規定的墻體不應采用的塊體材料。目前,生產泡沫混凝土制品大量利用粉煤灰、礦渣粉等工業廢渣,并為降低成本摻加石灰取代部分水泥。在行業標準JC/T1062《泡沫混凝土砌塊》和國家標準《蒸壓泡沫混凝土磚》送審稿關于原材料的規定中,盡管將石灰定義為摻合料,但并不能改變其同水泥一樣作為鈣質材料并具有相同作用的本質,而生成以水化硅酸鈣為主的水化產物。因此,均屬硅酸鹽混凝土制品。4.1泡沫混凝土的結構生產泡沫混凝土制品的泡沫混凝土是一種多孔硅酸鹽混凝土,其各種物理力學性能取決于養護后的混凝土結構,包括孔結構和孔壁的組成。與一般硅酸鹽混凝土一樣,泡沫混凝土的孔壁組成是由硅質材料與鈣質材料在自然或人工水熱合成條件下反應生成的一系列水化產物和數量決定的,這也是泡沫混凝土具有一定物理力學性能的成因。泡沫混凝土的孔結構,不僅有一般硅酸鹽混凝土的微孔結構,還有泡沫在料漿中形成的氣孔,這對泡沫混凝土的物理力學性能有著極大的影響。4.1.1泡沫混凝土結構(1)硅系混凝土的主要性能孔間壁是泡沫混凝土的基本材料在水的作用下,經養護后形成的人造石。其組成為:水化產物、未水化的材料顆粒和混合水形成的孔隙。(1)水化產物。泡沫混凝土的水化產物和一般硅酸鹽混凝土相似,隨著養護制度的不同,膠凝材料的水化產物和結晶度有明顯不同,致使其性能出現顯著差異,亦即泡沫混凝土的性能與水化產物和結晶度密切相關。總的來說,硅酸鹽混凝土的水化產物是以低堿度的水化硅酸鈣系列產物為主,還有水化鋁酸鈣(C3AH6)、水石榴石(C3ASnH6-2n)、鈣礬石即三硫型水化硫鋁酸鈣(3CaO·Al2O3·3CaSO4·32H2O)和單硫型水化硫鋁酸鈣(3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O)等水化產物。(2)未反應的材料顆粒。以一定數量的未反應顆粒構成骨架,水化產物作為膠結料,包裹在未反應顆粒表面并填充其空隙構成混凝土整體。(3)孔間壁內的孔隙。孔間壁內的孔隙結構主要與配料的水料比和水化反應程度有關。一般來說,按孔隙的大小可以概括地分為水化產物內的膠凝孔、毛細孔以及介于兩者之間的過渡孔。孔間壁內的孔隙對強度的影響不如氣孔結構對強度的影響大。(2)保持氣孔率泡沫混凝土的強度受氣孔結構及形狀的影響較大。按孔隙率理論,氣孔率越大,體積密度越小,強度也就越低。如果保持氣孔率不變,改變氣孔的大小,也可以改變泡沫混凝土的強度。混合料中的細孔分布越均勻、尺寸越小,泡沫混凝土的強度越高。4.1.2材料顆粒與孔隙泡沫混凝土的結構由氣孔和孔間壁組成,而孔間壁是由水化產物、未水化的材料顆粒和孔隙組成的。因此,為了對“墻體不應采用非蒸壓加氣混凝土制品”有所理解,就必須首先了解在不同養護制度下的硅酸鹽混凝土的水化產物組成及其物理力學性,這直接影響到泡沫混凝土及其制品的物理力學性能。(1)蒸汽養護制度硅酸鹽混凝土的養護制度包括自然養護、常壓蒸汽養護和高壓蒸汽養護。養護制度不同,膠凝材料的水化產物和結晶度明顯不同。以粉煤灰作為硅質材料的水泥-粉煤灰-石灰硅酸鹽混凝土為例,討論泡沫混凝土在不同養護制度下的水化產物。(1)復合水化產物在水泥-粉煤灰-石灰泡沫混凝土中,摻加石灰是為了降低產品成本,減少水泥的摻量,用石灰補充水泥摻量的不足,參與二次水化反應,并保持一定的堿度,以利于水化物的生成。由于在原料體系中摻有較大比例的水泥,可與以水泥為鈣質材料的粉煤灰免燒磚一樣,實現自然養護。加水后,水泥首先進行水化反應,生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等凝膠,并形成Ca(OH)2晶體。凝膠能夠膠結分散的粉煤灰顆粒和集料等,形成不可逆膠化和硬化,從而使泡沫硅酸鹽混凝土具有早期強度,這是泡沫硅酸鹽混凝土及其制品實現自然養護———免蒸的基礎。由于大量粉煤灰的摻入,使最終的水化產物中水泥結石穩定、混凝土耐久的物質基礎和標志性礦物———Ca(OH)2不復存在,高堿水化硅酸鈣轉化為低堿水化硅酸鈣,而需要由石灰水化生成的Ca(OH)2,參與二次水化反應,增加水化產物———膠凝材料數量,提高泡沫混凝土的強度和其它性能。最終泡沫混凝土的主要水化生成物是結晶差的CSH(Ⅰ)等水化硅酸鈣膠體,還有水化鋁酸鹽、鈣礬石、單硫型水化硫鋁酸鈣等。(2)熱穩定性條件下合成托勃莫來石由于水化硅酸鈣系列產物中的多勃莫來石晶體需要在較高的溫度下生成,如石灰和硅膠或石灰和磨細石英砂需在130℃～175℃濕熱條件才能順利合成,在蒸養條件下,無論是提高混凝土的堿度,還是延長蒸養時間,都難以生成結晶良好的托勃莫來石,制品的主要生成物是結晶差的CSH(Ⅰ)和C-S-H凝膠等水化硅酸鈣膠體。因此,蒸養粉煤灰制品隨著水熱養護過程的延長,平衡產物有:水化硅酸鈣CSH(Ⅰ)、鈣礬石、單硫型水化硫鋁酸鈣和結晶度極差的水化石榴子石等。(3)利用水化反應粉煤灰硅酸鹽混凝土———粉煤灰泡沫混凝土在高壓飽和蒸汽養護條件下,不僅粉煤灰中的活性氧化硅和活性氧化鋁可與石灰充分地進行水化反應,而且以石英硅和莫來石狀態存在的氧化硅都不同程度地被高溫高壓條件所激發,發揮了活性,可以很快地與鈣質材料結合進行水化反應,可提高水化產物的數量。晶態硅-莫來石可以直接水化成CaO-SiO2-Al2O3-H2O系列水化產物,如結晶良好的水化石榴子石。在石灰摻量合理的范圍內,蒸壓處理之后不存在游離CaO,水化反應非常充分,可以提高水化硅酸鈣的結晶度,進而促進抗碳化性能良好的水化石榴子石形成。當具有合理的配料和蒸壓養護制度時,蒸壓粉煤灰制品的水化產物將處于多相平衡狀態,托勃莫來石、CSH(Ⅰ)及單硫型水化硫鋁酸鈣、水化石榴子石等同時并具有合適的比例平衡存在。(2)護制度水化產物的物理力學性能如上所述,硅酸鹽混凝土的膠凝材料在不同的養護制度下有不同的水化產物,不同的水化產物具有不同的物理力學性能。因此,不同的養護制度對泡沫硅酸鹽混凝土及其制品的性能有著重要影響。(1)托勃莫來石的晶體結構硅酸鹽混凝土及其制品水化生成的低堿水化硅酸鈣凝膠主要是結晶度較差的呈纖維狀的Ⅰ型水硅酸鈣CSH(Ⅰ),具有較高的抗壓強度,是硅酸鹽混凝土中最主要的水化產物之一,也是對強度貢獻最大的水化產物。在合理的蒸壓制度條件下,結晶度較差的CSH(Ⅰ)可以逐漸轉變為結晶良好的托勃莫來石C5S6H5,這也是硅酸鹽混凝土最主要的水化產物,其強度比CSH(Ⅰ)低。但當托勃莫來石晶體具有合理的比例,在結晶差的CSH(Ⅰ)中穿插一些托勃莫來石,其強度比單一CSH(Ⅰ)試件高出約1倍。另外,硬硅鈣石收縮小、抗折強度高。因此,從上述不同養護制度下的水化產物可以看出,蒸壓制品與蒸養和自養制品相比,具有較高的抗壓和抗折強度。表3對硅酸鹽磚的試驗數據可對此作出證明。(2)水石榴石組成n暴露于大氣中的硅酸鹽材料受到空氣中碳酸氣、濕氣的作用(即碳化作用),其結構和物理力學性質將發生變化。試驗研究表明,托勃莫來石碳化6個月強度提高40%,CSH(Ⅰ)碳化6個月強度下降20%。顯然,托勃莫來石的抗碳化性能明顯好于Ⅰ型水化硅酸鈣。水石榴石的組成是可變的,其通用式是C3ASnH6-2n,它是C3AH6中的H2O部分的被SiO2取代而形成的,其中一個SiO2可取代兩個H2O。水石榴石的組成與水熱處理溫度有關,溫度越高,其組成中含有SiO2的程度越高,抗碳化性能也隨之增高。在蒸壓條件下,n>2,可形成抗碳化性能良好、碳化速度極慢、組成為C3ASH4-C3AS2H2系列的水石榴石晶體。在蒸養條件下,n<2,生成水化石榴石的抗碳化性能遠不如蒸壓條件下的。在自養條件下,水石榴石的結晶度極差。三硫型水化硫鋁酸鈣的抗碳化性能較差,碳化速度較快,碳化后密實度減小,強度急劇降低。單硫型水化硫鋁酸鈣則相反,碳化后密實度增加,強度大幅度提高。另外,科學研究和實踐表明:高堿性水化硅酸鈣的碳化穩定性比低堿性的高;單硫型水化硫鋁酸鈣(含12個結晶水)的碳化穩定性比三硫型水化硫鋁酸鈣(含32個結晶水)的高;相同堿度的水化物,蒸壓的碳化穩定性比蒸養的高,蒸養的比自然養護的高。由此可知,自然養護的泡沫硅酸鹽制品的抗碳化性能不如蒸養硅酸鹽制品,更不如蒸壓硅酸鹽制品。(3)抗凍性能要求硅酸鹽制品的抗凍性能不僅與成型設備的選擇、原料的選用及配合比有關,還與水化產物的組成密切相關,亦可以說與養護制度有關。科學研究表明,混凝土中膠凝材料結石中各種水化產物的抗凍性能不盡相同,就礦物成分而言,其抗凍性的大小按以下順序排列:水化硅酸二鈣[CSH(B)]>水化硅酸二鈣[CSH(C)]>硬硅鈣石>托勃莫來石(C5S6H5)>Ⅰ型水化硅酸鈣[CSH(Ⅰ)]>水化硅酸鈣凝膠(C-S-H)>水化鋁酸鈣(C3AH6)。因此,根據行標JC/T1062-2007《泡沫混凝土砌塊》對強度等級的規定,自養硅酸鹽制品的抗凍性能不如蒸養制品,更不如蒸壓制品。工程實踐表明:墻體材料的抗凍性能低劣是導致砌體劣化的主要原因,甚至直接威脅建筑的安全。為了強化墻體材料的抗凍性能要求,以適應我國寒冷及嚴寒地區的工程應用,GB50574-2010《墻體材料應用統一技術規范》對不同地區墻體材料的抗凍性能指標作出明確規定:夏熱冬暖地區為F15、夏熱冬冷地區為F25、寒冷地區為F35、嚴寒地區為F50。材料抗凍性指標的高低,不僅能評價材料的應用,尤其是在寒冷及嚴寒地區的應用效果,還可表征材料的最終水化生成物的反應水平及其內在質量的優劣。即使采用高壓蒸汽養護,如果養護制度不到位,生產過程中的水化反應不徹底,也將導致塊體材料的抗凍性能降低。(4)煤灰磚的養護水化產物的組成硅酸鹽混凝土及其制品的干燥收縮不僅與混凝土的密實度有關,亦與硅酸鹽混凝土的膠凝材料結石———硅酸鹽石的礦物組成即水化產物組成密切相關。硅酸鹽混凝土及其塊體材料的水化產物有晶體、半晶體和膠體之分。其中,晶體不受干燥條件的影響,水化產物的結晶度越高,抵抗干縮能力就越好。有關研究表明,在充分水化的蒸壓粉煤灰制品的硅酸鹽石和水化硅酸鈣系列產物中,結晶良好的托勃莫來石、硬硅鈣石和水石榴石晶體約占40%,使蒸壓粉煤灰磚具有較高的結晶度。而水化充分的自然養護和常壓蒸汽養護的膠凝材料,水化生成的水化硅酸鈣系列產物由于反應溫度低,沒有結晶良好的托勃莫來石、硬硅鈣石,而是以水化硅酸鈣凝膠膠體為主。在水化硅酸鈣凝膠膠體所占據的空間中,有約占凝膠體積28%的凝膠孔,孔中吸附有大量的水,這種水分干燥時極易失去,當這些凝膠脫水時,會引起體積縮小,制品收縮,是導致墻體干縮變形和產生裂紋的主要原因之一。因此,根據蒸壓、蒸養和自養粉煤灰硅酸鹽制品的水化產物組成可知,自然養護制品抵抗干燥收縮變形的能力不如蒸養制品,更不如蒸壓制品。表10給出了高壓蒸汽養護和常壓蒸汽養護以及高壓蒸汽養護的養護時間相同、壓力不同時,對硅酸鹽磚的力學性能及干燥收縮的試驗結果。從表10可以看出,采用高壓蒸汽養護的硅酸鹽磚的物理力學性能和干燥收縮性能要明顯好于常壓蒸汽養護的制品;采用高壓蒸汽養護,在相同的養護時間條件下,隨著養護壓力的提高,磚的抗壓、抗折強度隨之提高,干燥收縮值隨之降低。由此可證明,硅酸鹽制品(包括泡沫硅酸鹽混凝土砌塊)的養護制度對其物理力學性能和干燥收縮性能有重要影響。4.2水熱合成反應綜上所述,隨著泡沫硅酸鹽混凝土及其制品養護制度的不同,水化產物的礦物組成有明顯的不同,使得硅酸鹽蒸壓制品與非蒸壓制品相比,有許多獨特的優點,特別是在綜合