愿具有共同使命和責任的6000多名微友和同仁，共同為AAC行業(yè)努力。同時歡迎大家來稿！

需要鋁粉發(fā)氣試驗用氣量管、石灰消解特性試驗儀、板材結(jié)構(gòu)性能試驗儀、《實驗方法手冊》可于本微信平臺留言。

B05級輕質(zhì)粉煤灰加氣混凝土板材試驗研究

劉登賢，吳鑫，張旭，袁澤洋，麻鵬飛，桂根生

(四川華西綠舍建材有限公司)

0 前言

隨著環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展越來越成為當今建筑業(yè)的熱點問題，加氣混凝土作為-種輕質(zhì)墻體材料再-次受到人們的關(guān)注。加氣混凝土砌塊由水泥、粉煤灰、石灰、石膏、鋁粉等為主要原料，加入發(fā)氣劑，經(jīng)攪拌成型、養(yǎng)護而成的實心砌體。其表面空隙率大，質(zhì)輕，多孔結(jié)構(gòu)，小氣泡均勻分布，材料毛細管為封閉和半封閉狀，是-種性能優(yōu)越的新型墻體材料。

集高強、保溫隔熱、質(zhì)輕、可加工性強等優(yōu)點為-體的加氣混凝土，使得建筑過程更為有效、節(jié)能、環(huán)保。在用做框架結(jié)構(gòu)外墻中，加氣混凝土砌塊的成本比常用的燒結(jié)多孔磚減少約40元／㎡。并且由于加氣混凝土產(chǎn)品輕質(zhì)，能減輕建筑物自重，可大大降低基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)處理的費用。其尺寸高精度，表面可以直接做膩子，減少表面粉刷所用材料和人工。在達到同樣的建筑結(jié)構(gòu)效用時，加氣混凝土產(chǎn)品的使用厚度相對較小，從而提高建筑利用系數(shù)，增加使用面積。同時由于其保溫性能好，可大大降低建筑物運行成本。特別是現(xiàn)在城市市區(qū)必須使用干混砂漿，則加氣混凝土砌塊使用專用砂漿后的總成本優(yōu)勢更加明顯。

國家將住宅建筑工業(yè)化作為未來建材行業(yè)的重要發(fā)展方向之一，加氣混凝土板材作為建筑部品化的重要組成部分，將會越來越多地在更多城市推廣應用。加氣混凝土板材按照干密度可分為B04、B05、B06、B07級等品種。在保證強度的情況下，加氣混凝土密度越小，節(jié)能效果越好、成本越低，更適用于建筑外墻和屋面。

本文基于在現(xiàn)有工藝條件，以粉煤灰、生石灰、水泥為主要原料，再加入磷石膏、硅灰及外加劑(穩(wěn)泡劑、玄武巖纖維)等為原料穩(wěn)定生產(chǎn)B05級加氣混凝土產(chǎn)品。通過實驗不同配比、不同澆注溫度、不同擴展度及不同靜養(yǎng)制度，進而測試所制得試塊的發(fā)氣穩(wěn)定性及強度，篩選出最優(yōu)配合比方案及澆注靜養(yǎng)制度，并通過生產(chǎn)中試取得可用于工業(yè)生產(chǎn)的B05級加氣混凝土板材，從而得到密度更小、性能較好的生產(chǎn)方案。

1 實驗

1.1原材料

水泥：西南P·042.5R水泥。粉煤灰：火山灰活性指數(shù)70％～85％。成都博磊粉煤灰綜合開發(fā)有限公司I級灰，成都明翔粉煤灰開發(fā)有限公司I級灰，成都大邑電廠濕排Ⅱ級灰，細度(80mm篩篩余)分別為2.8％、2.5％、15％。生石灰：活性CaO含量90％以上、消化速度中速、消化溫度高的新鮮生石灰。石膏：生產(chǎn)磷酸廢渣磷石膏。廢漿：自配，80mm篩篩余20％，固含量55％左右，擴展度35 cm，密度1.35g/ml。硅灰：成都東藍星科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)，比表面積15 ㎡／g，球形，平均粒徑O.1～0.2μm。玄武巖纖維：鹽城市愛麗維纖維制品有限公司制備的玄武巖短切纖維，長度1～2 cm。添加劑：加氣鋁粉膏(有效鋁80％～85％)，重慶嘉乾工貿(mào)有限公司；GT-717型加氣混凝土專用穩(wěn)泡劑，江山市天順生物化工廠；聚羧酸減水劑：自制，固含量12.5％，減水率15％～24％。水泥和粉煤灰的主要化學成分見表1。

1.2實驗儀器設備

TYA-300C型電液式抗折抗壓試驗機，無錫新路達儀器設備有限公司；3MSM01—5050型試驗磨，Φ500×L500mm，浙江省上虞市肖金化驗設備廠；QJ-345T型加氣磚試塊切割機，濟南納斯諾工業(yè)測試系統(tǒng)有限公司；Q1U—FF02-160型東成手持式攪拌機，空載轉(zhuǎn)速780 r／min，佛山市順德區(qū)力合五金機電有限公司；SKl01—2型電熱(鼓風)干燥箱，上海圣科儀器設備有限公司。

1.3實驗工藝流程及主要工藝參數(shù)

按照配合比設計稱取粉煤灰，加入部分水攪拌均勻，邊攪拌邊按次序加入石膏(硅灰)、水泥、生石灰及外加劑，加入水至擴展度到24～25 cm，通入蒸汽至漿料溫度為38～40℃，加入鋁粉，攪拌60 s后倒入模具，放入蒸養(yǎng)靜停室(溫度50～60℃)，靜停養(yǎng)護3～4h后脫模，放入蒸壓釜蒸壓養(yǎng)護6～10h。實驗用模具尺寸為30 cm×30 cm×40 cm，生產(chǎn)用廢漿用量1.38～1.46 kg／m3。原材料攪拌制度：粉煤

灰料漿、石灰、水泥、石膏混凝土攪拌4 min；加鋁粉膏后攪拌1 min。

1.4蒸壓釜蒸壓制度

加氣磚入釜后抽真空25～30 min，真空度為-O.06～0 MPa，升溫3 h至190～195℃(1.1～1.3 MPa)，壓力-0.06～1.O MPa，保持恒溫恒壓8～12 h，降溫降壓排氣2.5 h，出釜后靜置至常溫。

1.5測試方法

1.5.1擴展度測試方法

取料漿倒入擴展度板上的擴展度筒(Φ5 cm×10 cm)內(nèi)，倒?jié)M提起高度至10 cm以上，待料漿完全鋪開后測試料漿擴展度。

1.5.2試塊性能測試方法

體積密度按照GB/T 1197l-1997《加氣混凝土體積密度晗水率和吸水率試驗方法》進行測試，力學性能按照GB 15762—2008《蒸壓加氣混凝土板》進行測試。

2 實驗結(jié)果與討論

2.1基礎(chǔ)密度調(diào)節(jié)設計

2.1.1干料總量設計

由之前本公司生產(chǎn)經(jīng)驗可知，加氣混凝土成品絕干時反應水大致在原料干料總量的l％～5％，實驗用模具規(guī)格為30cm×30 cm×40 cm時，以490～525 kg/m3的密度范圍計算可知，干粉料應為17.64～18.9 kg，除去反應水，設計干料應為16.8～18.7 kg，考慮到加氣混凝土試塊由于自身反應發(fā)氣實際情況，試塊自身具有非勻質(zhì)性，發(fā)氣底部干密度高于發(fā)氣頂部干密度，而工業(yè)生產(chǎn)時要去皮和底，為保證實驗制品滿足GB15762-2008要求，制備B05級加氣混凝土時干料用量范圍為17.3～18.2 kg。

2.1.2鋁粉膏用量計算

加氣混凝土的基本組成材料的密度-般都在1.8～3.1g/cm3左右，而加氣混凝土制品的體積密度(絕干)通常為500—700kg/m3，甚至更低。因而，加氣混凝土必須有較大的孔隙率，-般在料漿的發(fā)氣膨脹階段要求料漿的體積膨脹量達1倍或l倍以上。而鋁在堿性環(huán)境中，可以不斷與水反應，生成氫氣，直到金屬鋁消耗盡為止。在加氣混凝土料漿中，堿性物質(zhì)是Ca(OH)2，因此，鋁粉與水的反應可以寫成：

2Al+3Ca(0H)2+6H20=3Ca0·A1203·6H2O+3H2 ↑

鋁的密度為2.7g/cm3，在標準狀態(tài)下，每1 g鋁產(chǎn)生氫氣1.24 L；考慮到鋁粉發(fā)氣過程會有部分氣體溢出試塊之內(nèi)，且鋁粉膏中鋁粉有效量為80％～85％，通過計算可知，實驗室制備B05級加氣混凝土時鋁粉膏用量為16.0～18.5 g。

2.1.3 B05級加氣混凝土板材基礎(chǔ)密度調(diào)整

由于加氣混凝土的發(fā)氣硬化過程是-個料漿反應稠化硬化與鋁粉氣體發(fā)氣填充漿體同時進行的過程，要想得到密度合適，強度較好的加氣混凝土砌塊，就必須保證鋁粉發(fā)氣和漿體稠化的同步性。通過試驗可知，在干料總量為17.3～18.2 kg時，鋁粉膏摻量在17 g以內(nèi)時，加氣混凝土板材密度偏高，摻量大于18.5 g以后，由于發(fā)氣速度過快，氣體量過多，容易塌模，因此設計鋁粉膏用量為17.5～18.0 g；相同條件下，隨著料漿擴展度增大時，密度隨之下降，且擴展度在24～28 cm時，每增加2 cm，密度降低10 kg/m3左右。但擴展度太低，料漿稠度過大，容易憋氣，導致密度偏大；擴展度過高，料漿稠度太低，發(fā)氣過程太快，容易冒泡，甚至塌模。有實驗經(jīng)驗，知道鋁粉發(fā)氣溫度為40℃左右時，可以保證其有均勻合適的發(fā)氣速率，溫度過高，導致鋁粉發(fā)起過快，易冒泡甚至塌模：溫度過低，料漿硬化完成后氣體還未完全發(fā)出，易造成憋氣。通過早期大量探索性試驗，分析實驗數(shù)據(jù)后得出，最終B05級加氣混凝土的配制方法為干物料總量控制在(17.9±0.5)kg，鋁粉膏(18±O.2)g，擴展度(26±2)cm，發(fā)氣溫度(40±2)℃。

2.2 B05級加氣混凝土板材配合比調(diào)整

由生產(chǎn)經(jīng)驗可知，影響加氣混凝土穩(wěn)定性及其基本理化性能的主要是原材料中的鈣質(zhì)材料和硅質(zhì)材料的比例、鋁粉的添加量、石膏的摻量、物料總量及水膠比以及加入其中的纖維及穩(wěn)泡劑等各種其它小料。鑒于以上因素，設計以下實驗配合比調(diào)整方案，由此方案制備出的加氣混凝土試件基本性能如表2所示。

——摘自《新型建筑材料》2016——