蒸压加气混凝土砌块的生产及应用分析

刘 欢，刘 涛，陈小楼

(新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院，新疆 乌鲁木齐 830011)

0 前 言

蒸压加气混凝土砌块的生产和使用始于1889年。霍夫曼利用碳酸钠的化学反应来产生气体，制备加气气混凝土，促成了加气混凝土砌块生产与应用的快速发展。可以说，它是新型墙体材料中的“明星”。其干密度仅为黏土砖干密度的1/3，具有良好的抗震性和隔热性能。而我国则是在1965年引入了瑞典的West Polex技术，到目前为止，已经进行了50多年的研究。蒸压加气混凝土可用于房屋建造的方方面面，比如钢筋混凝土外墙、房屋面板、楼板等。此外，通过一定的生产加工，还可以将其制成其他材料或产品。混凝土砌块作为节能环保材料，不仅具有较好的隔热性能，并且相比一般的砌块来说，强度、硬度方面都比较可靠，大大的提高了建筑效率。此外，生产能源消耗低，铺设墙壁管道，强度高，原材料可靠。作为自保温外墙，蒸压加气混凝土砌块在严寒地区可达到65%的节能效果，是当代建筑领域的新兴材料，被广泛用于建筑工程。

1 蒸压加气混凝土块的生产

1.1 蒸压加气混凝土砌块的性能

1.1.1 轻质性

从蒸压加气混凝土砌块的容重上来说，其具有轻质性的特点，蒸压加气混凝土砌块的容重仅在400～700 kg/m3，对比之下，蒸压加气还凝土的容重只占到了中空黏土砖的1/3，也低于普通轻质骨料的混凝土堆积重。因此，使用高压灭菌的加气混凝土砌块作为墙体材料，可以显著减轻建筑物的重量，节省建筑材料和工程成本。

1.1.2 保温性

加气混凝土砌块从质感上来说存有大量的气泡和微孔，这就为该材质提供了良好的隔热性能。此外，加气混凝土的导热系数为0.09～0.17W/(m·k)，是普通混凝土砌块隔热的3～4。

1.1.3 抗压性

不同级别的混凝土其抗压性也会有所不同，一般来说，一块蒸压混凝土砌块的抗压性相当于10块黏土砖的抗压性，使用强度高，强度系数0.7～0.8，而黏土砖的强度系数只有0.2～0.3。

1.1.4 耐火性

从防火性能上来说，蒸压混凝土相比一般混凝土传热系数低，导热很慢，可以有效预防火灾，保证房屋的防护结构不受影响。蒸压混凝土耐火温度可达700℃，属于一级耐火材料。此外，蒸压混凝土砌块也属于无机不燃材料，即使在高温的情况下也不会产生有害气体，属于消防级的安全产品。

1.1.5 吸声性

蒸压加气混凝土还具有一般材料难以具备的吸声性，因其球状封闭的多孔结构，使之具有一定的声学性能。蒸压加气混凝土的吸声系数可达0.2～0.3，大大优于普通混凝土，适用于特殊建筑物的建设。

1.1.6 抗渗水性

蒸压加气混凝土具有封闭的独立球形结构，因而具有很强的抗渗水性，水分传导速度也较为缓慢。可对砌块进行喷水测试，将其分别喷向蒸压加气混凝土墙和黏土砖墙。对比效果来看，蒸压加气混凝土砌块具有很高的抗渗水性。对于对于地区来说，这种建筑材料非常适合。

1.1.7 易加工性

蒸压加气混凝土砌块还具有易加工性，加气混凝土砌块可以根据用户的需要制造各种规格，也可以执行锯、刨、钻、钉等操作。

1.2 蒸压加气混凝土砌块的种类

加气混凝土可根据材料的不同进行分类，其中包括水泥-砂蒸压加气混凝土、石灰-砂蒸压加气混凝土、石灰-粉煤灰加气混凝土及石灰-凝灰岩蒸压加气混凝土；也可根据加气混凝土砌块成品用途的不同进行分类，分为保温块、非承重砌块、承重砌块、墙板及屋面板。

1.3 蒸压加气混凝土砌块的生产

加气混凝土块由水泥(部分可由水，生石灰中淬火的炉渣部分替代)和含硅材料(如砂、粉煤灰、尾矿等)制成，并用引气剂(如铝粉)压碎。配料，然后通过浇铸悬浮液，气体形成，静态硬化，切割胚芽和蒸汽固化(蒸压或蒸汽固化)，由轻质多孔结构材料制成。加气混凝土成套设备主要根据其工艺流程，由贮藏、搅拌、浇筑、成型、切割、蒸养、吊夹、运输等设备组成。

1.3.1 原料储存和供料

粉煤灰(或砂、石屑)集中在原料仓库中，而袋装或散装的水泥则存储在水泥仓库中。使用时，将其传送到料斗。化学品，铝粉等分别置于化学品仓库和铝粉仓库中，使用时应分别送至生产车间。

1.3.2 原材料处理

用电磁振动给料机，将倒入的砂、石屑等石灰一同送至污泥罐，并用粉煤灰泵进行储存。此外，借用传输带可将粉煤灰泵送到破碎机进行捣碎，再将其送至石灰储罐，最后使用螺旋输送机将其输送至球磨机。化学品按一定比例经人工计量后，制成一定浓度的溶液，送入储罐内储存。铝粉由铝粉库运至生产车间，用电葫芦提升到配料楼二楼倒入搅拌机中定量加水，搅拌成铝粉悬浮液。

1.3.3 配料、搅拌、浇筑

在材料混合这一环节中，需要用到计量秤这一物件对其螺旋输送机输送的物料进行测量，以便在生产工艺上更加精确。将粉煤灰(或砂，岩粉)和废浆液放入量筒中进行测量。在测量各种材料后安装模具后，可以进行悬浮混合。如果温度不够，则在水箱中加热蒸汽以测量悬浮液，在填充材料之前，需要先添加铝粉悬浮液1 min左右。

1.3.4 初养和切割

所有物料在进行配料、搅拌、浇注后还需要进行初养，温度保持在50℃～70℃，时间一般维持在0.5～2 h。初步固化后，用负压吊具将模具架和胚盒挂在切割台上，提前将水壶底板安装在切割台上。拆下模架。

切割机在胚体上进行横向、纵向切片和碾磨，然后将模架抬回到模架上以进行手动清洁和脱脂，然后将其悬挂在成型机上以形成下一个铸件。切割时产生的坯体边角废料，经螺旋输送机送到切割机旁的废浆搅袢机中，加水制成废料浆，为之后的配料工作做准备。

1.3.5 蒸压及成品

坯体在釜前停车线上编组完成后，用吊装机准备好高压釜进入高压釜。制成的成品用桥式起重机吊到成品仓库，再用叉车运到成品场。将空釜吊至回线上，进行清洗工作。

2 蒸压加气混凝土块的应用

2.1 工程概况

某项目采用自承重蒸压加气混凝土砌块，项目总建筑面积为330.12 m2，基地面积为115.92 m2，本次工程中墙体将使用砖混结构的形式，其抗震防裂度设为六级、抗火等级为二级。所有设计均根据《公共建筑节能设计标准》(GB 50189—2015)来进行。除了墙体使用性能优良的蒸压加气混凝土块以外，在窗户选用上，还会根据其抗风性能来考虑，玻璃厚度为6+12A+6、抗风压为3级的窗户为佳。

2.2 施工技术

在建造施工过程中，主要以《砌体结构工程施工规范》(GB 50924—2014)为基准，以及当地制定的《蒸压加气混凝土自保温墙体农房技术标准》(DBJ41T213—2019)的要求进行施工，具体标准要求如下：①因目前蒸压加气混凝土砌块砌体冬期施工的经验尚少，为慎重起见，暂规定蒸压加气混凝土砌块砌体承重墙体不宜进行冬季施工；②使用不同墙体材料混砌会造成开裂变形，甚至局部脱落，也不利于保温计算；③加气加气混凝土砌块施工中，搭接缝是增强砌体完整性，确保砌体强度的重要措施；④加气混凝土砌块的墙灰缝的完整性是良好的墙体完整性的先决条件，采用特殊的解决方案可以确保墙体的完整性；⑤自支撑墙必须具有带内部填料的结构柱，结构柱的横截面尺寸应至少为200 mm×200 mm，纵向钢棒应至少为4(直径10 mm)，箍筋之间的距离不应超过200 mm，并且结构元件的尺寸应适当，其内缩尺寸减小至少应为50 mm；⑥整体房屋所建造的环形梁和结构柱中应用到的混凝土强度要达到C20，首先要建造墙壁，首先要淹没柱子，并且应该保留墙壁和柱子交界处的砌体，预留马牙槎。梁下加气混凝土砌块墙的高压灭菌段必须配备刚性混凝土梁；如果提供环形梁，则必须将其与环形梁一起浇铸；⑦屋顶采用蒸压加气混凝土墙板、太阳能光伏发电板和太阳能热水器，用于屋面节能保温、太阳能发电和太阳能热水，采用自然资源来降低建筑物能耗。

2.3 防治措施

首先，为了解决蒸压中加气混凝土的自隔离系统未得到充分应用的问题，改变了传统的砌筑工艺。加气混凝土砌体分为薄层砌体和厚层砌体。通常，薄层砌体用于自绝缘系统。薄层灰砌体的厚度应为2～4 mm。厚砌体中灰色水平和垂直接缝的厚度不应超过15 mm。当使用薄层砌体砂浆时，要注意砌块的干燥。当使用普通砂浆砌筑时，在砌筑当天，应对砌块砌体的表面进行浇水和润湿，其湿度应维持在40%～50%。其次，为了避免墙的灰泥层开裂和坑洞的问题，应采取以下措施。

1)在抹灰之前，先清洁砌块表面的砂，然后在墙壁表面上涂上一层特殊的交配剂。界面剂以水泥和砂为主要原料，并添加了保水剂和其他添加剂，其作用是改善界面和过度效果，并且还具有防水功能。

2)在砌体与梁，柱或混凝土墙的交界处，在墙的石膏层上添加500 mm玻璃纤维布或热镀锌铁丝网。

3)对于安装在房屋墙体内的各种箱(柜)、暗敷电气管道等物件，要在抹灰前涂刷界面剂，墙体铺设的边设不能小于100 mm的玻纤网格或者网片。

4)抹底层灰。施用界面剂后，立即施用较低的灰分。较低的灰烬应分两次通过。第一次通过的厚度应控制在5～7 mm的水平。涂抹后，表面应被刷毛或擦成麻木的表面。再次擦拭灰烬的底层。厚度基于平标。用木抹子搓毛。防裂剂的第一次喷涂是确保加气混凝土墙表面没有空隙和裂缝的关键措施。底灰完成后，使用喷枪将抗裂剂直接喷到雾中下部的灰分上。2～3 h以内请勿搓动，以免损坏抗裂剂的表面。加强养护，12 h后在室温下喷水使水泥砂浆养护。

2.4 性能检验

借助Design Builder软件对本次设计工程进行模拟检验，并与相同建筑中“红砖”建造的结构墙体进行模拟对比，对HVAC进行控制，关闭供暖、制冷、采光和热水等机械设备，仅开启自然通风，结果表明：使用B06蒸压加气混凝土与使用“红砖”的农房相比，前者保温效果更好、更节能，节能率可达41%，可满足居住建筑节能65%的要求。

3 总 结

随着建筑领域的高速发展，建材的生产应用也相应的提高了要求。本文针对蒸压加气混凝土砌体进行了研究，其在性能、种类、生产工艺上都具有超高的优势。并且，通过对蒸压加气混凝土砌体的实践应用，更加确定了该建筑材料的良好特性，极大的满足建筑需求。

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