加气混凝土浇注质量不稳定现象和对策

1、无加气混凝土浇注质量不稳定现象和对策2008 年 09 月 05 日打印该页返回前页加气混凝土浇注质量不稳定现象和对策加气混凝土浇注质量不稳定现象和对策加气混凝土生产过程主要由原料制备、配料、浇注、静养、切割、蒸压养护六大工序组成，其中浇注工序是加气混凝土区别于其它各种混凝土的独具特色的生产工序之一。浇注工序把配料工序配制好的物料，按工艺顺序加入搅拌机中，搅拌成均匀合格的料浆混合物，然后浇注到模具中。混合料浆在模具中进行发气等一系列的化学反应，最后形成加气混凝土坯体。浇注工序是加气混凝土“加气”成功与否，即是加气混凝土能否形成良好气孔结构的重要工序。它与配料工序一道构成加气混凝土生产工艺过程的

2、核心环节。加气混凝土浇注过程中质量稳定性问题是一种比较复杂多变的现象。一、常见不稳定现象及原因分析l、发气结束前后，料浆表面局部少量冒泡。这是以石灰为主要钙质材料的加气混凝土较常见的一种不稳定现象。由于冒泡程度轻微，所以一般不会对浇主过程和制品性能造成明显的危害。轻微冒泡的基本原因是料浆温度偏高而铝粉发气时问偏长。由于料浆温度高促成料浆稠化早，对气泡膨胀形成阻碍，气泡内压力过大，以至穿破气泡壁，气泡合并，最后中出料浆表面层而破裂。2、发气中后期大面积冒泡。这是料浆在浇注中表现出的严重质量问题。其结果是一方面损失大量的气泡；另一方面料浆和坯体内部将形成大量合并气孔。造成孔径过大，分别不均，模框四

3、个角还可能出现局部塌陷，对坯体强度和成模率都产生严重影响。大面积冒泡的主要原因是料浆稠化速度和铝粉发气速度严重不协调所致。通常都表现为冒泡早，冒泡快，面积大，数量多，冒泡点连续冒泡时问长，往往还伴随着使坯体产生收缩或下沉。3、早期塌模。原因是在发气初期，由于料浆稀初期粘度和稠化速度不协调，极限应力增长太慢，发气膨胀又快，料浆的支承力不够，使料浆不能很好地保持气泡，造成沸腾塌模。4、后期塌模。此现象一般是在发气基本结束、料浆已经膨胀满模阶段。原因在于水泥与石灰比例不当，一般为水泥用量不够，造成料浆不能保持稳定气泡自下而上破裂合并冲出料浆表面形成沸腾塌模。无5、不够高。即发气定型后，料浆没有胀满模

4、框坯体高度达不到规定尺寸。其原因除操作和计量失误之外，在工艺上主要有两种类型：一是铝粉质量波动；二是料浆稠化过快。前者是由于铝粉发气量不足引起，后者是由于铝粉发气膨胀不充分造成。另外，料浆温度对二者都有影响，因而也是重要因素之一。6、收缩下沉。收缩下沉可能因冒泡引起，也有不冒泡而发生收缩下沉的现象。原因之一是料浆后期稠化慢，料浆不能很好地承受自身的重量；原因之二是因为铝粉发气时间太长或料浆后期升温过高，造成气泡内气压大于初凝后浆料气泡壁强度。气泡孔，气体泄，因而坯体收缩。7、龟裂。料浆初凝后的坯体表面发生无规则裂纹的情况多发生在石灰久存经雨或含较多过烧灰颗粒的时候。坯体初凝之后还有一些石灰在消

5、化发热膨胀，因此坯体表面因内部温度上升、压力增大而胀裂。8、泌水和矩形裂纹。原因在于料浆保水性能差，粉煤灰过粗，而石灰中生灰成分增多(即末分解的 CaCO，较多)，造成料浆温度低，升温慢，坯体硬化慢，常常是料浆发满模后稠化跟不上，粗料下沉，模边泌水，进而形成周边较软，中部较硬，并沿模边方向出现裂纹。二、提高浇注稳定性的主要措施造成浇注质量问题的主要原因从上述分析中可以看出有二大方面：一是原料质量；二是工艺方法。因此，在生产中必须采取以下措施：l、选定水泥。不同水泥对料浆稠化时间的影响不同，从实验数据看：当水泥与石灰的比例为 1：5 时，稠化时间分别为：用 325#硅酸盐水泥为 15 分钟，用

6、325#矿渣水泥为 11 分钟，用火山灰硅酸盐水泥为 10 分钟，稠化时问相差达 25。由于非普通硅酸盐水泥的混合材品种繁多，性能不一，而且各批量间性能波动较大，直接影响浇注稳定性。因此一般选用普通硅酸盐水泥。2、控制生石灰的质量。生石灰的质量主要指它的消解特性和有效钙含量。在生石灰应选择消解时间在 1520 分钟，消解温度 8090，有效钙含量为 70以上的产品。如受当地材料限制只有快速灰的情况下，可以采取喷水助磨、加 35加气碎碴助磨等措施降低消解温度延长消解时间，使发气时间与稠化时间相协调。还可以采取加入少量调节剂。无3、控制铝粉细度。铝粉细度与发气速度，因此，采用细度高的铝粉是有利于提

7、定性的，它可以使铝粉发气速度和料浆稠化速度相适应，并有利于形成良好的气孔结构。铝粉颗粒细度应控制在 6575um 之间。4、调节石膏用量。石膏对石灰消化有一定抑制作用，但石膏过多将使加气混凝土料浆浇注稳定性变差。随着石膏量增加，料浆温度上升缓慢，最高温度到达的时间可能延长至 2530 分钟，这对具有正常发气速度的料浆十分不利，可能会发生气泡不稳定、冒泡和收缩下沉。所以，根据生产经验，石膏用量都在 3以下。5、控制水料比和浇注温度。水料比和浇注温度随石灰用量和消化特性等因素的变化而变化，为了获得适当的料浆稠度和发气速度，一般情况下，水料比小，料浆稠化快；浇注温度高，料浆发气快，稠化也快。浇注温度

8、低于 36C，发气太慢，高于 42C，料浆温升加速，可能引起料浆提前稠化，导致冒泡和收缩。实际生产中，料浆塌落度控制在 260280mm 之间，浇注温度控制在 3640C 之间。6、充分利用废浆。加气混凝土在切割工序时会产生一些废碴，把这些废碴加水打成废浆，用泥浆泵送至粉煤灰磨机中与粉煤灰一起磨制料浆，可以大大提高浇注稳定性，提高制品强度，即利用了废碴，又有利于生产。使用加气混凝土应注意的几个问题中国混凝土与水泥制品网2005-6-9加气混凝土作为使用最广泛的新型墙体材料，由于其轻质、保温、外观尺寸准确、砌筑和运输方便、结构均质、生产规模容易保证而受到建筑界的欢迎，其发展历程达半个多世纪。随着

9、墙材革新和建筑节能工作的深入进行，其制品在很长一段时期内仍将占据建筑市场的主要份额，但在使用中必须注意其主要技术指标的相关特点。甘肃省建材科研设计院受甘肃省墙改领导小组办公室委托及资助，组织人员对加气混凝土主要技术指标相关性进行研究，为兰州地区正确使用加气混凝土提供了技术依据。本文就研究情况及结论作如下介绍。1 制品容重与强度的关系首先，蒸压加气混凝土的强度与原材料性能、工艺条件、控制过程有直接关系。但是，在相同生产条件下生产的制品，既使工艺过程控制处于最佳状态，强度与容重的关系仍然具有一定的规律性。蒸压加气混凝土的抗压强度与固体孔隙体积比成线性关系。即密度越大，强度越高，因为引入大量空隙，降

10、低了密度，必然地也降低了加气混凝土的强度。含湿状态对加气混凝土强度的影响比普通混凝土更加显著。绝干时，加气混凝土抗压强度最高，随着制品吸水，强度开始急剧下降，当含水率超过 15%时，随含水率增大而下降的趋势减缓，当含水率超过 25% 以上，强度趋于稳定。所以，对于加气混凝土，所谓强度是相对于一定含水状态而言的。我国蒸压加气混凝土砌块的部颁标准中则采用 25%45%为基准含水率。本文所指的加气混凝土强度均指该基准含水率时的强度值。加气混凝土其他强度与抗压强度的关系大约如下：抗拉强度 R 拉=(0.080.12)R 压无抗折强度 R 折=(0.150.22)R 压抗剪强度 R 剪=(0.180.2

11、1)R 压理论上认为， 一般加气混凝土绝干密度变化 1OOkg/m3， 抗压强度变化 1.01.5MPa， 但生产实际情况是 40Okg/m3以下加气混凝土强度下降幅度很大，生产过程控制难度也很大，由于孔隙率高，发泡稳泡困难，成型过程塌模严重，生产厂家大都以生产 06、07 两个级别的居多。表 l 列举了兰州市 3 个生产厂家调整容重测得的强度值。从表 1 的实验数据看出，04、05 两个级别 3 个生产厂产品均达不到行业标准要求，而这 3 个厂家从生产经验和实力在国内同行业均属领先地位，兰州地区 2000 年加气混凝土用量达到 45 万 m3，95% 来自这 3 个厂家。这一实验结论应该说比

12、较真实地反映了加气混凝土行业的现状。2 制品容重与含水率的关系加气混凝土的容重(即密度) 与材料的含水率有关，即含水率越高，密度越大；同时空气相对湿度的变化也会引起制品含湿率的波动，加气混凝土的平衡含湿率与空气相对湿度的关系如图 1 所示。利用图 l 我们可以求出任何相对湿度下加气混凝土的密度值。例如，在空气相对湿度为 70%时，加气混凝土制品的密度为: = 绝干密度(550)1 十含湿率(4%7.5%)=590630kg/m3。以上情况表明，加气混凝土的计算密度既要考虑制品本身超重因素，又要考虑含水率变化而影响实际密度的情况。根据国家标准，500kg/m3 容重的加气混凝土，其容重允许误差为

13、 50kg/m3。若上墙时含水率为 30%，则材料容重为:=绝干容重(500+50)l 十含湿率(30%)=715无kg/m3。制品容重超重会给房屋安全带来不利影响，因此在研究加气混凝土制品的受力状况时，其密度偏差是一个不可忽视的因素。3 制品容重与制品饱和吸水率的关系将加气混凝土绝干状态下的试样 100mm100mm100mm，在 20恒温水槽浸泡 72h，视同试样饱和吸水，将表面擦干，称取重量求得“饱和吸水率”，实验结果见表 2。从表 2 可以看出，随着容重增强，空隙减少，饱和吸水率降低。但应该注意，加气混凝土的吸水率很高，在制品运输、贮存过程中，人们往往忽视了雨水等外界水对制品的浸湿，致

14、使上墙制品砌筑时的实际含水率无法稳定掌握，导致墙体抹灰后多余水分的蒸发逸出而造成墙体干缩裂缝和抹灰层空鼓开裂。作为多孔混凝土一种的泡沫混凝土，其饱和吸水率随成泡方式的不同，制品微孔结构形式不同，比如甘肃省建材科研设计院研制的空压制泡、稳泡加气工艺制作而成的微孔混凝土，由于泡沫相互封闭，基材为水泥，形成的微水气孔相互封闭，制品饱和吸水率仅为 28.5%。4 导热系数与制品容重和制品含水率的关系4.1 导热系数与制品容重的关系作为轻质多孔材料，加气混凝土具有良好的保温性能，应用加气混凝土可以提高建筑物的保温效果，降低能耗，节省建筑材料。如表 3 所示，随着容重的增加，其隔热保温性能呈下降趋势。4.

15、2 导热系数与制品含水率的关系加气混凝土是较好的保温隔热材料，建筑设计对加气混凝土导热系数的选用，均指其气干状态(含水率 8%10%)，而加气混凝土导热系数随含水率的不同数值差别很大，含水率与导热系数成正比关系。实验数据如表 4 所示。含水率每增加 6%，导热系数增加 0.040.06。无4.3 实现低导热系数实际有很多困难导热系数大小决定于制品容量和含水率。 当容重降低到 05 级以下时,由于传统的加气混凝土生产工艺主要靠金属铝粉在碱环境中与水反应产生氢气实现发泡，发泡量的大小和稳泡情况与原材料细度、活性、材料的品位、料浆的制备、温度、搅拌时间、水料比等有直接关系，生产工艺控制难度大，所以

16、04 、05 级以下的产品生产仅仅是理论而言，实际生产的厂家很少。主要原因是随容重下降，强度损失太大，成品率低，破损高。所以，加气混凝土要真正实现低容重、低导热，实现轻质中强，必须彻底改变传统的加气混凝土生产工艺。只有通过物理发泡，解决稳泡问题，才有可能实现加气混凝土实质性突破。另外，由于加气混凝土脱水干燥的周期较长，必须有 30 天以上的存放期，但由于生产成本和流动资金的影响，真正达到上墙要求含水率的情况较少。这一问题已越来越引起人们的重视。5 加气混凝土施工时实际含水率直接影响保温隔热性能控制施工时的含水率是减少收缩裂缝、保证隔热保温指标与设计一致的一项有效措施。为此，JGJ17-84蒸压

17、加气混凝土应用技术规程第 2.0.5 条:“加气混凝土制品施工时的含水率一般宜小于 15%”。而 GB/T11968-1997蒸压加气混凝土砌块第 7.2 条规定:“砌块应存放 5 天以上方可出厂.”。问题在于，大量资料介绍和实验证明，加气混凝土至少在 56 个月后才能达到含水率小于 15% 的标准，西北地区气候干燥，也至少需要 23 个月。加气混凝土出釜含水率一般为 36%42%，在室外放置 30 天，含水率在 22% 左右；放置 1015 天，含水率在 30% 左右，以兰州地区为例上墙的加气混凝土制品含水率实际在 30% 左右。 根据表 4 实验分析， 06 级制品其导热系数在 0.4W/

18、mK 左右。如果外墙设计为 30Omm 厚，则墙体传热系数达到 1.33W/m2K，而兰州地区对于体形系数小于 0.3，采用传热系数为 4.70 的单层塑料窗外墙，第二步建筑节能目标对其平均传热系数的限值为 0.85W/m2K，而外墙主体传热系数的限值则为 0.66W/m2K 左右。就是说，如果墙体为 300mm 厚，其导热系数应小于 0.196W/mK。所以，加气混凝土实际含水率与施工要求含水率相差较大，这一问题应得到设计、施工、生产单位和有关部门的重视。6 加气混凝土保温性能良好，而隔热性能则略好于黏土砖保温与隔热实质上是同样的问题。由于对保温往往按稳定传热来简化计算，而夏季隔热却是一个不

19、稳定传热问题。因此，应将保温与隔热分别加以分析。所谓“隔热”，指利用自然及建筑措施来创造一个夏季凉爽舒适的环境。如果不考虑建筑因素，表示材料隔热性能的指标是导温系数(a)和表面蓄热系数(s)。导温系数表示材料在受热或冷却时，以什么样的速度由一面向另一面进行散热的能力。a 值愈小，温度变化愈慢，热惰性愈好。加气混凝土导温系数 a 约为 lO lO-4m/h。表面蓄热系数表示材料层一侧受到热波作用时，表面抵抗温度波动的能力，即对足够厚度的材料，当表面温度波动 1时，每 1m2 材料吸收或放出的热量，材料蓄热系数越大，表面温度波动越小，加气混凝土蓄热系数 s 约为无2.3W/m2K。加气混凝土导热系

20、数( ) 、导温系数(a)都较小，所以加气混凝土隔热性能的特点是材料层阻止热流和温度波透过的能力强，通过围护结构的热流量大为减少，衰减倍数延迟时间较大。与传统材料相比，在相当厚度条件下，加气混凝土内表面平衡温度和波动温度较小，而另一方面，由于蓄热系数(s)也较小，表面层抵抗温度波动能力较差。在同样室外热波作用下，加气混凝土外表面温度较高，温度振幅较大，内表面温度也易受室内温度波动的影响，表面层热稳定性较差。但是，从夏季隔热来看，前者是主要的。因此，加气混凝土的隔热性能在相同厚度下比黏土砖及混凝土等材料略好一些。由于加气混凝土保温性能比传统材料好得多，而隔热性能与传统材料相比优势不明显，应用时如

21、果只考虑保温性能而减薄厚度，则可能造成隔热性能不足。应该同时考虑这两方面的需要合理利用。7 结论(1)绝干状态的加气混凝土，容重越大，制品强度越高。当容重小于 400kg/m3 时，强度随容重急剧降低。(2)一定容重的加气混凝土制品，随含水率增加，容重急剧增加。(3)不同容重级别的制品，饱和吸水率不同。容重越低，饱和吸水率越高。在多孔混凝土中加气混凝土吸水率属于最高的。(4)制品容重越低，导热系数越低，保温性能越好。(5)制品含水率每增加 6%，导热系数增加 0.040.06(W/mK)。(6)工程实际中，所用加气混凝土含水率超过 15%，这是造成加气混凝土墙体开裂、抹灰空鼓的主要原因。(7)

22、加气混凝土保温性能优势明显，隔热性能优势一般。所以，设置外墙厚度不宜仅用导热系数来衡量。粉煤灰加气砼浇注稳定性粉煤灰加气砼浇注稳定性无水泥粉煤灰加气砼的生产，和其它加气砼一样，同样存在一个浇注稳定性的问题。众所周知，所谓浇注稳定性，就是在料浆浇注到模具以后，料浆膨胀和稠化的整个过程，也就是料浆的稠化速度和铝粉发气速度，同步进行相互匹配的过程。在料浆浇注到模具后，料浆中的固体颗粒被大量的水所分开，料浆较稀，极限剪应力较小，而铝粉在氧化钙与水反应后，生成氢氧化钙，与其反应后产生的氢气气泡不断长大，推动料浆膨胀。此时只要料浆有一定粘度，并且稠化速度跟的上铝粉的发气速度，料浆就会顺利膨胀，整个料浆体系

23、就处于一个稳定状态。反之，料浆稠化太慢，料浆中固体粒子下沉速度过快，将使料浆出现严重泌水，此时料浆上部极限剪应力不但不上升，反而徘徊下降，此时气泡大量合并上浮，从而引起整个料浆体系的不稳定，导致沸腾塌模。导致浇注不稳定的因素有很多，笔者试图从石灰、粉煤灰等原材料的特性找出原因及改进措施，供生产企业参考。1、石灰的影响根据石灰在料浆中所发生的物理化学反应，主要起两个作用，一是使料浆稠化和铝粉发气膨胀，并促进制品坯体强度的形成。二是在湿热处理阶段，与二氧化硅等，在水热合成条件下生成加气砼所需的强度组份。以浇注稳定性的角度分析，影响加气砼生产过程中浇注稳定性的是在浇注的初期阶段，即料浆浇注入模后，生

24、石灰与水作用生成氢氧化钙，并放出大量水化热，使整个料浆系统温度升高，碱性增大，为料浆的稠化和铝粉发气提供了一个必要的条件，特别值得注意的是生石灰的消解温度、消解时间、氧化钙的含量，对整个料浆系统的温度增长速度和稠化速度起着决定性的影响。如所采用的生石灰消解时间太短，生石灰过快消解，使料浆稠化速度加快，此时如料浆中铝粉反应尚未结束，料浆已经稠化或过于稠化，而使整个料浆膨胀系统处于不稳定状态，即产生憋气，局部冒泡，以及裂缝等缺陷；反之如生石灰消解时间太长，在料浆尚未达到维持气孔结构的稠度之前铝粉已反应完毕，气泡合并上浮，即造成沸腾塌摸。在料浆膨胀的后期，石灰的凝聚结构基本形成，料浆变稠，极限剪应力

25、增大，此时由于料浆温度的升高气泡内压力也随之增大，但又不足以推动料浆膨胀，这时气泡的压力很可能超过料浆无的抗拉极限，料浆就会出现局部冒泡沉陷，憋气开裂等不良现象。这是发气膨胀后期浇注不稳定的主要表现。分析可见，料浆膨胀初期浇注的不稳定，主要是料浆稠化快慢所引起的，而料浆稠化的快慢在其它因素不变的前提下，主要与石灰的质量有关。总之，料浆稠化的快慢，以及整个料浆体系是否能顺利膨胀和稳定，正确认识和运用石灰的消解时间、消解温度和发热量，是保证浇注稳定性的关键之一。2、粉煤灰的影响生产实践证明，在粉煤灰加气砼的生产过程中，粉煤灰最重要的使用特性是需水量。因为它决定着加气砼料浆的用水量，直接影响到浇注的

26、工艺参数，以及制品的各项性能指标。通过河南建筑工程材料研究所，对全国 25 种粉煤灰的物理性质分析统计结果可以看出，同样比重相差不多的粉煤灰，其需水量相差很大。如比重为 1.81 的粉煤灰，其需水量为 43.5 %，而比重为 1.88 的粉煤灰，需水量则为 87.5%。在生产配料过程中如不了解所用粉煤灰需水量的变化，而采用固定的水料比进行配料浇注，势必会造成所浇注的料浆稀稠不均，影响整个料浆体系的稠化与发气的同步，也就是说需水量大的粉煤灰料浆太稠，在整个料浆膨胀过程中，由于料浆太稠而使膨胀系统产生憋气等不良后果，反之需水量小的粉煤灰料浆太稀，将造成料浆稠化太慢，造成沸腾塌摸等不良现象。因此，在

27、粉煤灰加气砼生产中，灵活运用粉煤灰的需水量，及时调整料浆的浇注稠度料浆的水料比，将有效控制浇注稳定性。.粉煤灰细度的影响加气砼料浆是一粗分散相悬浮体，在发气膨胀过程中整个料浆系统是否稳定，在其它条件和因素相同的情况下，决定于料浆中物料粒子下沉速度，当粒子下沉速度过大，料浆出现严重沁水，此时最容易出现料浆沸腾塌摸。粉煤灰细度对浇注稳定性的影响如下表：表 粉煤灰细度对浇注稳定性的影响细度 0.08mm 筛余（%） 料浆密度（Kg/L） 浇注料浆稠度（cm） 稳定状态15 以下1.29-1.31 31-34 良好15-201.39-1.40 19-25 38%塌模30 以上1.31-1.3521-23稠度小憋气大塌模表表明 0.08mm 方孔筛余量 15%以下时，浇注稳定性良好，筛余量 20%时，浇注稳定性开始恶化，当筛余