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需要鋁粉發(fā)氣試驗(yàn)用氣量管,、石灰消解特性試驗(yàn)儀、板材結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)儀,、《實(shí)驗(yàn)方法手冊(cè)》可于本微信平臺(tái)留言,。

B05級(jí)輕質(zhì)粉煤灰加氣混凝土板材試驗(yàn)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(hù)和可持續(xù)發(fā)展越來越成為當(dāng)今建筑業(yè)的熱點(diǎn)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(hù)而成的實(shí)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(xì)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(qiáng)、保溫隔熱,、質(zhì)輕,、可加工性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)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(fèi)用,。其尺寸高精度,，表面可以直接做膩?zhàn)樱瑴p少表面粉刷所用材料和人工,。在達(dá)到同樣的建筑結(jié)構(gòu)效用時(shí),，加氣混凝土產(chǎn)品的使用厚度相對(duì)較小，從而提高建筑利用系數(shù),，增加使用面積,。同時(shí)由于其保溫性能好，可大大降低建筑物運(yùn)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(shì)更加明顯。

國(guó)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(huì)越來越多地在更多城市推廣應(yīng)用。加氣混凝土板材按照干密度可分為B04,、B05,、B06、B07級(jí)等品種,。在保證強(qiáng)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(jí)加氣混凝土產(chǎn)品,。通過實(shí)驗(yàn)不同配比,、不同澆注溫度、不同擴(kuò)展度及不同靜養(yǎng)制度,，進(jìn)而測(cè)試所制得試塊的發(fā)氣穩(wěn)定性及強(qiáng)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(jí)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(shí)驗(yàn)

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(jí)灰，成都明翔粉煤灰開發(fā)有限公司I級(jí)灰,，成都大邑電廠濕排Ⅱ級(jí)灰,，細(xì)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(kuò)展度35 cm,，密度1.35g/ml,。硅灰：成都東藍(lán)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(zhǎng)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(xué)成分見表1,。

1.2實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備

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

1.3實(shí)驗(yàn)工藝流程及主要工藝參數(shù)

按照配合比設(shè)計(jì)稱取粉煤灰,，加入部分水?dāng)嚢杈鶆?，邊攪拌邊按次序加入石?/span>(硅灰)、水泥,、生石灰及外加劑,，加入水至擴(kuò)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(hù)3～4h后脫模,，放入蒸壓釜蒸壓養(yǎng)護(hù)6～10h。實(shí)驗(yàn)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(cè)試方法

1.5.1擴(kuò)展度測(cè)試方法

取料漿倒入擴(kuò)展度板上的擴(kuò)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(cè)試料漿擴(kuò)展度,。

1.5.2試塊性能測(cè)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(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試，力學(xué)性能按照GB 15762—2008《蒸壓加氣混凝土板》進(jìn)行測(cè)試,。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1基礎(chǔ)密度調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)

2.1.1干料總量設(shè)計(jì)

由之前本公司生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)可知,，加氣混凝土成品絕干時(shí)反應(yīng)水大致在原料干料總量的l％～5％,，實(shí)驗(yàn)用模具規(guī)格為30cm×30 cm×40 cm時(shí)，以490～525 kg/m3的密度范圍計(jì)算可知,，干粉料應(yīng)為17.64～18.9 kg,，除去反應(yīng)水，設(shè)計(jì)干料應(yīng)為16.8～18.7 kg,，考慮到加氣混凝土試塊由于自身反應(yīng)發(fā)氣實(shí)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(shí)要去皮和底,，為保證實(shí)驗(yàn)制品滿足GB15762-2008要求，制備B05級(jí)加氣混凝土?xí)r干料用量范圍為17.3～18.2 kg,。

2.1.2鋁粉膏用量計(jì)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(dá)1倍或l倍以上,。而鋁在堿性環(huán)境中，可以不斷與水反應(yīng),，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(yīng)可以寫成：

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

鋁的密度為2.7g/cm3,，在標(biāo)準(zhǔn)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(huì)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(jì)算可知，實(shí)驗(yàn)室制備B05級(jí)加氣混凝土?xí)r鋁粉膏用量為16.0～18.5 g,。

2.1.3 B05級(jí)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(gè)料漿反應(yīng)稠化硬化與鋁粉氣體發(fā)氣填充漿體同時(shí)進(jìn)行的過程,，要想得到密度合適，強(qiáng)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(yàn)可知，在干料總量為17.3～18.2 kg時(shí),，鋁粉膏摻量在17 g以內(nèi)時(shí),，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(shè)計(jì)鋁粉膏用量為17.5～18.0 g,；相同條件下,，隨著料漿擴(kuò)展度增大時(shí)，密度隨之下降,，且擴(kuò)展度在24～28 cm時(shí),，每增加2 cm，密度降低10 kg/m3左右,。但擴(kuò)展度太低,，料漿稠度過大，容易憋氣,，導(dǎo)致密度偏大,；擴(kuò)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(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn),，知道鋁粉發(fā)氣溫度為40℃左右時(shí)，可以保證其有均勻合適的發(fā)氣速率,，溫度過高,，導(dǎo)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(yàn),，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后得出,，最終B05級(jí)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(kuò)展度(26±2)cm,，發(fā)氣溫度(40±2)℃。

2.2 B05級(jí)加氣混凝土板材配合比調(diào)整

由生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)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(shè)計(jì)以下實(shí)驗(yàn)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——