B07級高強蒸壓砂加氣混凝土的制備

□文/張 紅 李世香 姚 旭 張亞鑫

蒸壓加氣混凝土產(chǎn)品按用途主要分為非承重產(chǎn)品、承重產(chǎn)品。當(dāng)前，非承重產(chǎn)品的生產(chǎn)和使用最為廣泛，體積密度一般為400～600 kg/m3，因其體積密度小,主要使用在框架結(jié)構(gòu)中的填充墻與隔墻而不承擔(dān)荷載。承重砌塊的體積密度為700～800 kg/m3，在建筑中，經(jīng)特殊結(jié)構(gòu)處理后可承擔(dān)荷載。南通市建設(shè)局早在2006年就研究了A7.5 B07級蒸壓加氣混凝土砌塊用于承重結(jié)構(gòu)，只要結(jié)構(gòu)布置合理、構(gòu)造措施得當(dāng)，A7.5 B07級蒸壓加氣混凝土砌塊就能滿足多層砌體住宅承載力要求。在此基礎(chǔ)上，天津天筑建材有限公司采用引進的德國威翰設(shè)備，研究了B07級蒸壓加氣混凝土工藝控制過程，制備了強度達到7.74 MPa，體積密度在715 kg/m3的B07級蒸壓加氣混凝土。

1 原料及主要參數(shù)

1）硅質(zhì)材料。石英砂和尾礦按一定比例混合、經(jīng)磨細制得，密度 1.6～1.7 t/m3，細度（80μm篩下）在 80%～90%。

2）鈣質(zhì)材料。石灰，有效氧化鈣85%，消解溫度80℃；水泥，42.5硅酸鹽水泥，CaO含量55%。

3）調(diào)節(jié)劑。石膏，SO3含量45%。

4）發(fā)氣劑。鋁粉。

5）氣泡穩(wěn)定劑。可溶油，是由油酸、三乙醇胺和水在常溫下按1∶4∶38的比例配合而成。

6）水。自來水。

2 試驗過程

模具大小一定，干料投料量為4 500 kg。各原料經(jīng)過計量、卸料、澆注、預(yù)養(yǎng)、切割、高壓蒸養(yǎng)，制得成品。卸料順序和攪拌時間依次為砂漿、廢漿和水?dāng)嚢钑r間30 s，水泥攪拌時間40 s，石灰攪拌時間40 s，鋁粉和外加劑攪拌時間50 s。預(yù)養(yǎng)室溫度60℃。

3 試驗結(jié)果與討論

3.1 配合比初步確定

在膠結(jié)料一定的情況下（石灰和水泥各占總投料量的10%和25%），石膏占總投料量的3%，鋁粉占總投料量的0.04%，氣泡穩(wěn)定劑為每模1 kg，石英砂和尾礦約占總投料量的62%，改變石英砂和尾礦的比例，探討不同比例下蒸壓加氣混凝土制品的性能。結(jié)果見表1。

表1 不同石英砂和尾礦比例對蒸壓加氣混凝土制品性能影響

由表1可以看出，隨著石英砂的減少，制品的體積密度和抗壓強度均增大。這是因為隨著尾礦含量的增大，砂漿中的Si O2含量增大，見表2，鈣質(zhì)材料和硅質(zhì)材料可進行充分有效的反應(yīng)，生成的水化產(chǎn)物質(zhì)量和數(shù)量增多。當(dāng)石英砂/尾礦比例為22∶40時，抗壓強度高達7.8 MPa，再增加尾礦的比例，抗壓強度變化不大。所以從制品的性能和成本考慮，選擇石英砂/尾礦比例為22∶40，約為1∶2。

表2 不同石英砂和尾礦比例制備的砂漿中SiO2含量 %

3.2 膠結(jié)料對澆注工序的影響

石灰和水泥統(tǒng)稱為膠結(jié)料，主要是提供鈣質(zhì)材料CaO，使之在水熱條件下與硅質(zhì)材料中的Si O2，Al2O3作用，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，從而使制品獲得強度。石灰和水泥混合使用，可提高澆注過程的穩(wěn)定性。在3.1基礎(chǔ)上，其他不變，石灰和水泥占總投料量35%的情況下，研究了石灰和水泥的變化對澆注工序的影響，見表3。

表3 石灰和水泥的變化對澆注工序的影響

表3可以說明，石灰摻量少于水泥時，坯體發(fā)氣裂縫嚴重，隨著石灰摻量的增加，發(fā)氣裂縫減少，到石灰摻量為20%、水泥摻量為15%時，坯體表面良好。這是因為，鋁粉發(fā)氣速度比料漿稠化速度慢，隨著石灰摻量的增加，石灰水化放出的熱量增多，促使鋁粉反應(yīng)速度加快；再增加石灰量，坯體表面冒泡大，導(dǎo)致坯體表面凹凸不平。石灰和水泥的比例變化，對坯體預(yù)養(yǎng)時間、強度和體積密度影響不大，所以最終選擇編號4。

3.3 鋁粉對澆注工序的影響

對選用的鋁粉規(guī)格進行了試驗。鋁粉的細度不影響其發(fā)氣量，但影響其發(fā)氣速度。鋁粉越細，比表面積越大，與堿溶液接觸的表面積也越大，放氣反應(yīng)越容易進行，因而發(fā)氣開始時間越早，發(fā)氣速度越快，發(fā)氣結(jié)束也早。一般來說，鋁粉的細度都控制在一定的范圍之內(nèi)，既不能太細，也不能太粗，顆粒大小要盡可能均勻。蓋水面積是表征鋁粉細度和形狀的物理指標(biāo)，鋁粉蓋水面積是指每克鋁粉在水面上按顆粒單層連續(xù)排列，在顆粒間無可見空隙時所具有的面積。鋁粉越細，蓋水面積越大，意味著鋁粉反應(yīng)越快。

在不同的蓋水面積下，研究了坯體外觀，見表4。蓋水面積小的鋁粉，化學(xué)反應(yīng)遲鈍，料漿已稠化，造成發(fā)氣膨脹不舒暢，導(dǎo)致出現(xiàn)裂縫。蓋水面積過大的鋁粉，發(fā)氣過早過快，也破壞了正常的氣孔結(jié)構(gòu)。最終選擇蓋水面積為4 190 cm2/g的鋁粉作為發(fā)氣劑。

表4 不同蓋水面積坯體外觀

3.4 成品性能檢測

按石英砂∶尾礦比例為1∶2制得砂漿，占總投料量的62%；石灰占總投料量的20%；水泥占總投料量的15%；石膏占總投料量的3%；鋁粉占總投料量的0.04%；氣泡穩(wěn)定劑為每模1 kg，制得外觀良好，氣孔結(jié)構(gòu)均勻的成品。按照GB/T 11969—2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗方法》制取100mm×100mm×100mm的標(biāo)準試件，對其體積密度進行測定，測得為715 kg/m3并在含水率為8%～12%時，測定其抗壓強度，結(jié)果為7.74 MPa。

4 結(jié)論

石英砂∶尾礦比例為1∶2制得砂漿；石灰占總投料量的20%；水泥占總投料量的15%；選擇蓋水面積為4 190 cm2/g的鋁粉作為發(fā)氣劑，可制得外觀良好的坯體，制得的B07級蒸壓加氣混凝土體積密度為715 kg/m3；抗壓強度為 7.74 MPa。

[1]褚國棟，顧聯(lián)生，袁 峰，等.A7.5 B07蒸壓加氣混凝土砌塊住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].加氣混凝土，2006，（2）：24-26.

[2]張繼能，顧同曾.加氣混凝土生產(chǎn)工藝[M].武漢：武漢工業(yè)大學(xué)出版社，1992.