B07级高强蒸压砂加气混凝土的制备

2014-07-25李世香张亚鑫

天津建设科技 2014年2期

□文/张红李世香姚旭张亚鑫

蒸压加气混凝土产品按用途主要分为非承重产品、承重产品。当前，非承重产品的生产和使用最为广泛，体积密度一般为400～600 kg/m3，因其体积密度小,主要使用在框架结构中的填充墙与隔墙而不承担荷载。承重砌块的体积密度为700～800 kg/m3，在建筑中，经特殊结构处理后可承担荷载。南通市建设局早在2006年就研究了A7.5 B07级蒸压加气混凝土砌块用于承重结构，只要结构布置合理、构造措施得当，A7.5 B07级蒸压加气混凝土砌块就能满足多层砌体住宅承载力要求。在此基础上，天津天筑建材有限公司采用引进的德国威翰设备，研究了B07级蒸压加气混凝土工艺控制过程，制备了强度达到7.74 MPa，体积密度在715 kg/m3的B07级蒸压加气混凝土。

1 原料及主要参数

1）硅质材料。石英砂和尾矿按一定比例混合、经磨细制得，密度 1.6～1.7 t/m3，细度（80μm筛下）在 80%～90%。

2）钙质材料。石灰，有效氧化钙85%，消解温度80℃；水泥，42.5硅酸盐水泥，CaO含量55%。

3）调节剂。石膏，SO3含量45%。

4）发气剂。铝粉。

5）气泡稳定剂。可溶油，是由油酸、三乙醇胺和水在常温下按1∶4∶38的比例配合而成。

6）水。自来水。

2 试验过程

模具大小一定，干料投料量为4 500 kg。各原料经过计量、卸料、浇注、预养、切割、高压蒸养，制得成品。卸料顺序和搅拌时间依次为砂浆、废浆和水搅拌时间30 s，水泥搅拌时间40 s，石灰搅拌时间40 s，铝粉和外加剂搅拌时间50 s。预养室温度60℃。

3 试验结果与讨论

3.1 配合比初步确定

在胶结料一定的情况下（石灰和水泥各占总投料量的10%和25%），石膏占总投料量的3%，铝粉占总投料量的0.04%，气泡稳定剂为每模1 kg，石英砂和尾矿约占总投料量的62%，改变石英砂和尾矿的比例，探讨不同比例下蒸压加气混凝土制品的性能。结果见表1。

表1 不同石英砂和尾矿比例对蒸压加气混凝土制品性能影响

由表1可以看出，随着石英砂的减少，制品的体积密度和抗压强度均增大。这是因为随着尾矿含量的增大，砂浆中的Si O2含量增大，见表2，钙质材料和硅质材料可进行充分有效的反应，生成的水化产物质量和数量增多。当石英砂/尾矿比例为22∶40时，抗压强度高达7.8 MPa，再增加尾矿的比例，抗压强度变化不大。所以从制品的性能和成本考虑，选择石英砂/尾矿比例为22∶40，约为1∶2。

表2 不同石英砂和尾矿比例制备的砂浆中SiO2含量 %

3.2 胶结料对浇注工序的影响

石灰和水泥统称为胶结料，主要是提供钙质材料CaO，使之在水热条件下与硅质材料中的Si O2，Al2O3作用，生成水化硅酸钙和水化铝酸钙，从而使制品获得强度。石灰和水泥混合使用，可提高浇注过程的稳定性。在3.1基础上，其他不变，石灰和水泥占总投料量35%的情况下，研究了石灰和水泥的变化对浇注工序的影响，见表3。

表3 石灰和水泥的变化对浇注工序的影响

表3可以说明，石灰掺量少于水泥时，坯体发气裂缝严重，随着石灰掺量的增加，发气裂缝减少，到石灰掺量为20%、水泥掺量为15%时，坯体表面良好。这是因为，铝粉发气速度比料浆稠化速度慢，随着石灰掺量的增加，石灰水化放出的热量增多，促使铝粉反应速度加快；再增加石灰量，坯体表面冒泡大，导致坯体表面凹凸不平。石灰和水泥的比例变化，对坯体预养时间、强度和体积密度影响不大，所以最终选择编号4。

3.3 铝粉对浇注工序的影响

对选用的铝粉规格进行了试验。铝粉的细度不影响其发气量，但影响其发气速度。铝粉越细，比表面积越大，与碱溶液接触的表面积也越大，放气反应越容易进行，因而发气开始时间越早，发气速度越快，发气结束也早。一般来说，铝粉的细度都控制在一定的范围之内，既不能太细，也不能太粗，颗粒大小要尽可能均匀。盖水面积是表征铝粉细度和形状的物理指标，铝粉盖水面积是指每克铝粉在水面上按颗粒单层连续排列，在颗粒间无可见空隙时所具有的面积。铝粉越细，盖水面积越大，意味着铝粉反应越快。

在不同的盖水面积下，研究了坯体外观，见表4。盖水面积小的铝粉，化学反应迟钝，料浆已稠化，造成发气膨胀不舒畅，导致出现裂缝。盖水面积过大的铝粉，发气过早过快，也破坏了正常的气孔结构。最终选择盖水面积为4 190 cm2/g的铝粉作为发气剂。

表4 不同盖水面积坯体外观

3.4 成品性能检测

按石英砂∶尾矿比例为1∶2制得砂浆，占总投料量的62%；石灰占总投料量的20%；水泥占总投料量的15%；石膏占总投料量的3%；铝粉占总投料量的0.04%；气泡稳定剂为每模1 kg，制得外观良好，气孔结构均匀的成品。按照GB/T 11969—2008《蒸压加气混凝土性能试验方法》制取100mm×100mm×100mm的标准试件，对其体积密度进行测定，测得为715 kg/m3并在含水率为8%～12%时，测定其抗压强度，结果为7.74 MPa。