加氣混凝土性能

加氣混凝土在我國已實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn),其產(chǎn)品門類已發(fā)展到非承重砌塊、承重砌塊、保溫塊、墻板、屋面板、裝飾砌塊與裝飾板以及成套建筑構(gòu)件和部品被廣泛用于工業(yè)與民用建筑,成為一種極富生命力的新型建筑材料,在為社會提供節(jié)能建材的同時,消納了粉煤灰等大量的工業(yè)固體廢棄物,為環(huán)保事業(yè)做出了極大貢獻(xiàn)。

(一)加氣混凝土具有10大特性

1密度低,強(qiáng)度高

加氣混凝土孔隙達(dá)70%-80%,密度一般為400-700kg/m3,相當(dāng)于實(shí)心粘土磚的1/3,普通混凝土的1/5,也低于一般輕骨料混凝土及空心砌塊、空心粘土磚等制品,因而被譽(yù)為:“浮在水面上的混凝土”。采用加氣混凝土作墻體材料可以大大減輕建筑物自重,進(jìn)而可減小建筑物的基礎(chǔ)及梁、柱等結(jié)構(gòu)件的尺寸,可以節(jié)約建筑材料和工程費(fèi)用,此外,輕質(zhì)特點(diǎn)還有益于降低運(yùn)輸成本。能減少基礎(chǔ)和結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)投入,也更便于施工和運(yùn)輸。(墻體重約占總荷載的40%,基礎(chǔ)約總造價的20%-25%。若墻體重減少2/3,則基礎(chǔ)投入可減少26.8%)。

在輕質(zhì)材料中加氣混凝土是一種高強(qiáng)材料,并且由于砌塊尺寸大和使用粘結(jié)劑砌筑,能充分保證砌體的整體承載能力。加氣混凝土砌塊平均抗壓強(qiáng)度為3.6MPa,其砌體平均抗壓強(qiáng)度達(dá)2MPa(B05級),體現(xiàn)出加氣混凝土砌塊的強(qiáng)度利用系數(shù)很高。

2導(dǎo)熱系數(shù)低,保溫隔熱好

加氣混凝土內(nèi)部具有大量的氣孔和微孔,因而有較低的導(dǎo)熱系數(shù)。加氣混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)通常為0.10-0.18W/(m·k),僅為實(shí)心粘土磚的1/4-1/5,普通混凝土的1/5-1/10。通常20cm厚的加氣混凝土墻的保溫隔熱效果,相當(dāng)于49cm厚的普通實(shí)心粘土磚墻,不僅可節(jié)約采暖及制冷能源,而且可大大提高建筑物的平面利用系數(shù)，單一材料即能達(dá)到國家節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的要求。

3抗震性好

根據(jù)牛頓第二定律F=ma,地震效應(yīng)與建筑的重量成正比,重量大,地震效應(yīng)也大。所以,減輕房屋自重,是提高住宅結(jié)構(gòu)抗震能力的有效辦法。我們知道,砌筑240mm厚的墻體,每平方米重量僅為120kg/m2,加氣混凝土砌塊墻是最輕,地震慣性力最小,抗震性也就越好。

4良好的耐火性,不產(chǎn)生有害氣體

加氣混凝土的主要原材料大多為無機(jī)材料,根據(jù)本身又具有保溫隔熱性能,因而,具有良好的耐火性能,并且遇火遇熱不散發(fā)有害氣體;由于對建筑物中的鋼筋具有較好的隔熱作用,當(dāng)加氣混凝土建筑遭遇火災(zāi)時,往往僅在表面造成損傷,對結(jié)構(gòu)性能并不起根本的破壞。加氣混凝土達(dá)到耐火4小時的要求。

5良好的吸聲性和隔聲性

加氣混凝土由于特有的多孔結(jié)構(gòu),因而具有一定的吸聲能力(吸聲系數(shù)02);按同密度材料比較,加氣混凝土具有較好的隔聲性,但也和其它輕質(zhì)材料一樣,加氣混凝土隔聲性能受“質(zhì)量定律”支配,單位面積材料的重量越輕,隔聲能力越差,但完全可以通過建筑措施來解決。

6吸水量大但吸水速度慢

加氣混凝土與粘土磚不一樣,其毛細(xì)孔基本被氣孔阻斷,毛細(xì)管作用較差,形成了吸水緩慢的特性。但是,加氣混凝土的空隙很高,一般達(dá)到70%-80%,必然,所能容納的水量又很大(當(dāng)然,要使水分完全充滿氣泡是很難的)。

7居住的舒適性

兩個溫度不同物體之間,溫度較高者對溫度較低者通過輻射進(jìn)行熱交換(與它們所在空間的空氣溫度無關(guān))。當(dāng)室內(nèi)墻體與空氣間的溫差大于3℃時,人體與墻壁之間的相互輻射現(xiàn)象會引起人們生理不適。

加氣混凝土建造的房屋無論外面氣候條件如何,都能最大限度地消除墻壁與人體間的輻射現(xiàn)象,并獲得和保持室內(nèi)空氣相對濕度的平衡,即既不干燥也不潮濕。

8具有可加工性,施工便捷

加氣混凝土不用粗骨料、具有良好的可加工性,可鋸、刨、鉆、釘,并可用適當(dāng)?shù)恼辰Y(jié)材料粘結(jié),為建筑施工創(chuàng)造了有利的條件。施工時可連續(xù)砌筑,不受一次只可砌1m高度限制。一般傳統(tǒng)黏土磚(10-12m2人·日,而加氣混凝土砌塊(15-25m2/人·日,節(jié)約了1/2的時間,降低了勞動力成本。

9原材料來源廣泛,消納工業(yè)廢棄物

加氣混凝土可以用砂子、礦渣、粉煤灰、尾礦、煤矸石及生石灰、水泥等原料生產(chǎn),可以根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際條件確定品種和生產(chǎn)工藝,并且,可大量消納工業(yè)固體廢棄物。

加氣混凝土除了可以大量利用工業(yè)固體廢棄物,節(jié)省生產(chǎn)和使用能耗以生產(chǎn)中不排放其他廢棄物,而由于生產(chǎn)和使用大量節(jié)約了能源,因此,每生產(chǎn)1萬m3加氣混凝土,節(jié)約生產(chǎn)能源折合標(biāo)煤約257ce,相當(dāng)于減少CO2排放536t,減少SO2排放4t:每1萬m3加氣混凝土用于建筑,每年節(jié)約采暖能耗210tce,減少CO2排放435t,減少SO2排放2.27t。

10節(jié)約能源,環(huán)境友好

加氣混凝土生產(chǎn)能耗一般在346kgce/m3,而普通實(shí)心黏土磚生產(chǎn)能耗般在5857kgce/m3,每1萬m3加氣混凝土比相同產(chǎn)量的實(shí)心黏土磚,節(jié)約生產(chǎn)能耗折合標(biāo)準(zhǔn)煤約257ce

砌筑每平方米墻面(24cm)所用黏土實(shí)心磚所含能耗在1408kgce/m2左右,而砌筑每平方米墻面(24cm)所用加氣混凝土砌塊能耗僅為8.03kgce/m2左右,僅此,加氣混凝土砌墻就比黏土實(shí)心磚砌墻節(jié)約能源6.05kgce/m2,當(dāng)為達(dá)到建筑節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)而增加黏土磚墻厚度時,這一差距還將擴(kuò)大。

目前,北方采暖地區(qū)室內(nèi)設(shè)計溫度為18℃,采暖期為90天,每平方米建筑面積每年采暖能耗在18~20kgce(以煤取暖),而南方地區(qū),如果采用空調(diào)

防寒降溫,每年消耗能源將是北方采暖地區(qū)(以煤取暖),能耗的3倍左右,即30~40kgce。同樣,如果采用同一方式進(jìn)行采暖,以導(dǎo)熱系數(shù)僅為粘土磚1/3的加氣混凝土砌塊代替普通實(shí)心黏土磚作維護(hù)結(jié)構(gòu),則每年每平方米建筑面積采暖能耗大約可節(jié)省16kgce。每1萬m3加氣混凝土可建住宅約5萬m2,每年僅采暖這一項即可節(jié)約能源消耗800tce;按現(xiàn)有建筑材料使用水平,則每年節(jié)約采暖能耗210tce。

加氣混凝土作為一種理想的節(jié)能建材產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于賓館飯店、寫字樓商場、住宅和工業(yè)廠房。在新農(nóng)村建設(shè)進(jìn)程中也有著廣泛的用途,三層和三層以下的低層建筑,可用加氣混凝土制品(砌塊、板材)做承重墻,和非承重墻,坡屋面可采用屋面板。

(二)加氣混凝土的物理力學(xué)性能

加氣混凝土按照不同的用途具有多種規(guī)格,以滿足不同建筑的需要。加氣混凝土的主要規(guī)格和性能列于以下三表,實(shí)際選用請參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的最新版本。

加氣混凝土砌塊的一般規(guī)格   mm

加氣混凝土板的一般規(guī)格      mm

加氣混凝土主要物理力學(xué)性能

需要特別說明的是用于墻體砌筑的砌塊尺寸應(yīng)遵循長度大于高度,高度大于寬度的要求,不論是砌塊還是板材,在應(yīng)用時應(yīng)由產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)提供二次設(shè)計圖(或稱排塊圖或排板圖),以便企業(yè)組織生產(chǎn)時,其規(guī)格有利于發(fā)揮產(chǎn)品性能,避免不合理使用,減少現(xiàn)場加工。

物理力學(xué)性能表中的干燥收縮值,是產(chǎn)品的判定值,并不等于實(shí)際使用過程中的變形量。在實(shí)際使用中,應(yīng)按GB11969-2008(蒸壓加氣混凝土性能試驗(yàn)方法》要求的收縮曲線,確定使用條件下的變形量并用于設(shè)計計算。

(三)常見加氣混凝土認(rèn)識誤區(qū)

關(guān)于齡期。齡期是水泥混凝土的基本概念,反應(yīng)是一個緩慢進(jìn)行的過程，C3S水化后的抗壓強(qiáng)度,假如以180天的抗壓強(qiáng)度為參照,7天僅為50%，28天為80%,談水泥混凝土的強(qiáng)度必須明確齡期。加氣混凝土的強(qiáng)度是CaO+SO2+H2O(加熱)水熱合成反應(yīng)生成C-S-H,CaSH或CSH等,其水熱合成反應(yīng)基本上在蒸壓養(yǎng)護(hù)過程中(1.2MPa飽和蒸汽恒壓6h以上)完成，其特點(diǎn)可描述為合成時存在水化反應(yīng),使用階段無水化反應(yīng);試驗(yàn)表明,加混凝土的抗壓強(qiáng)度和干燥收縮會隨著齡期的增長而變化,但這一變化是由含水率變化引起,齡期延長,加氣混凝土中含水降低,強(qiáng)度增長,干燥收縮降低。如果做一個反向的試驗(yàn),將加氣混凝土在較低溫度下先烘干,然后在95%的濕度環(huán)境下逐步吸濕并進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn),其抗壓強(qiáng)度卻隨著時間延伸和含水砌塊率的提高而逐步降低,結(jié)果更明確地說明,強(qiáng)度和干燥收縮與含水率有關(guān)、和構(gòu)的墻與齡期無關(guān)。

關(guān)于強(qiáng)度。加氣混凝土的質(zhì)量是靠包括外觀和尺寸偏差、抗壓強(qiáng)度、干密度干燥收縮、抗凍性和導(dǎo)熱系數(shù)等指標(biāo)體系控制,這些指標(biāo)不分輕重緩急而同等重要。因此,僅關(guān)注強(qiáng)度指標(biāo)顯然不科學(xué)。片面強(qiáng)調(diào)強(qiáng)度,還有可能導(dǎo)致其他指標(biāo)值下降,從而影響使用。加氣混凝土的優(yōu)勢在于輕質(zhì)保溫,片面強(qiáng)調(diào)強(qiáng)度不僅在生產(chǎn)成本上沒有優(yōu)勢,又會在干密度等方面容易失去控制,從而丟掉輕質(zhì)保溫的優(yōu)勢。

關(guān)于滲水。加氣混凝土的一個特性就是吸水量大但吸水速度慢,試驗(yàn)表明黏土磚在36小時即完成水分遷移240mm,而加氣混凝土14天仍為完成同樣距離的水分遷移。從實(shí)際建筑觀察,大量的墻體滲水,皆因灰縫滲水引起。

關(guān)于連接。墻體側(cè)面及頂面與柱、梁、墻、板以及建筑主體連接部位,采用柔性連接,掌握“剛?cè)嵯酀?jì)”的原則:窗臺板應(yīng)設(shè)有止水槽或止水條,以避免雨水沿窗臺板滲入墻體。

關(guān)于外觀和尺寸偏差。尺寸精確的產(chǎn)品是加氣混凝土薄層砂漿干法施工術(shù)的推廣應(yīng)用基本條件,也是自保溫體系應(yīng)用的基本條件,放棄外觀尺寸的要求,勢必將應(yīng)用停留在普通混合厚層砂漿的濕法施工階段,這也是建筑中常的“正反墻”現(xiàn)象以及墻體滲水的原因,特別是“雙眼皮”現(xiàn)象,將嚴(yán)重危建筑質(zhì)量。

關(guān)于抗凍性。有人認(rèn)為抗凍性是一個區(qū)域性指標(biāo),對于南方地區(qū)沒有控的必要?？箖鲂灾笜?biāo)是一個耐久性指標(biāo),綜合反映了其他性能指標(biāo),不應(yīng)在生產(chǎn)和應(yīng)用中忽視。