加气混凝土性能

加气混凝土在我国已实现了工业化生产,其产品门类已发展到非承重砌块、承重砌块、保温块、墙板、屋面板、装饰砌块与装饰板以及成套建筑构件和部品被广泛用于工业与民用建筑,成为一种极富生命力的新型建筑材料,在为社会提供节能建材的同时,消纳了粉煤灰等大量的工业固体废弃物,为环保事业做出了极大贡献。

(一)加气混凝土具有10大特性

1密度低,强度高

加气混凝土孔隙达70%-80%,密度一般为400-700kg/m3,相当于实心粘土砖的1/3,普通混凝土的1/5,也低于一般轻骨料混凝土及空心砌块、空心粘土砖等制品,因而被誉为:“浮在水面上的混凝土”。采用加气混凝土作墙体材料可以大大减轻建筑物自重,进而可减小建筑物的基础及梁、柱等结构件的尺寸,可以节约建筑材料和工程费用,此外,轻质特点还有益于降低运输成本。能减少基础和结构的经济投入,也更便于施工和运输。(墙体重约占总荷载的40%,基础约总造价的20%-25%。若墙体重减少2/3,则基础投入可减少26.8%)。

在轻质材料中加气混凝土是一种高强材料,并且由于砌块尺寸大和使用粘结剂砌筑,能充分保证砌体的整体承载能力。加气混凝土砌块平均抗压强度为3.6MPa,其砌体平均抗压强度达2MPa(B05级),体现出加气混凝土砌块的强度利用系数很高。

2导热系数低,保温隔热好

加气混凝土内部具有大量的气孔和微孔,因而有较低的导热系数。加气混凝土的导热系数通常为0.10-0.18W/(m·k),仅为实心粘土砖的1/4-1/5,普通混凝土的1/5-1/10。通常20cm厚的加气混凝土墙的保温隔热效果,相当于49cm厚的普通实心粘土砖墙,不仅可节约采暖及制冷能源,而且可大大提高建筑物的平面利用系数，单一材料即能达到国家节能设计标准的要求。

3抗震性好

根据牛顿第二定律F=ma,地震效应与建筑的重量成正比,重量大,地震效应也大。所以,减轻房屋自重,是提高住宅结构抗震能力的有效办法。我们知道,砌筑240mm厚的墙体,每平方米重量仅为120kg/m2,加气混凝土砌块墙是最轻,地震惯性力最小,抗震性也就越好。

4良好的耐火性,不产生有害气体

加气混凝土的主要原材料大多为无机材料,根据本身又具有保温隔热性能,因而,具有良好的耐火性能,并且遇火遇热不散发有害气体;由于对建筑物中的钢筋具有较好的隔热作用,当加气混凝土建筑遭遇火灾时,往往仅在表面造成损伤,对结构性能并不起根本的破坏。加气混凝土达到耐火4小时的要求。

5良好的吸声性和隔声性

加气混凝土由于特有的多孔结构,因而具有一定的吸声能力(吸声系数02);按同密度材料比较,加气混凝土具有较好的隔声性,但也和其它轻质材料一样,加气混凝土隔声性能受“质量定律”支配,单位面积材料的重量越轻,隔声能力越差,但完全可以通过建筑措施来解决。

6吸水量大但吸水速度慢

加气混凝土与粘土砖不一样,其毛细孔基本被气孔阻断,毛细管作用较差,形成了吸水缓慢的特性。但是,加气混凝土的空隙很高,一般达到70%-80%,必然,所能容纳的水量又很大(当然,要使水分完全充满气泡是很难的)。

7居住的舒适性

两个温度不同物体之间,温度较高者对温度较低者通过辐射进行热交换(与它们所在空间的空气温度无关)。当室内墙体与空气间的温差大于3℃时,人体与墙壁之间的相互辐射现象会引起人们生理不适。

加气混凝土建造的房屋无论外面气候条件如何,都能最大限度地消除墙壁与人体间的辐射现象,并获得和保持室内空气相对湿度的平衡,即既不干燥也不潮湿。

8具有可加工性,施工便捷

加气混凝土不用粗骨料、具有良好的可加工性,可锯、刨、钻、钉,并可用适当的粘结材料粘结,为建筑施工创造了有利的条件。施工时可连续砌筑,不受一次只可砌1m高度限制。一般传统黏土砖(10-12m2人·日,而加气混凝土砌块(15-25m2/人·日,节约了1/2的时间,降低了劳动力成本。

9原材料来源广泛,消纳工业废弃物

加气混凝土可以用砂子、矿渣、粉煤灰、尾矿、煤矸石及生石灰、水泥等原料生产,可以根据当地的实际条件确定品种和生产工艺,并且,可大量消纳工业固体废弃物。

加气混凝土除了可以大量利用工业固体废弃物,节省生产和使用能耗以生产中不排放其他废弃物,而由于生产和使用大量节约了能源,因此,每生产1万m3加气混凝土,节约生产能源折合标煤约257ce,相当于减少CO2排放536t,减少SO2排放4t:每1万m3加气混凝土用于建筑,每年节约采暖能耗210tce,减少CO2排放435t,减少SO2排放2.27t。

10节约能源,环境友好

加气混凝土生产能耗一般在346kgce/m3,而普通实心黏土砖生产能耗般在5857kgce/m3,每1万m3加气混凝土比相同产量的实心黏土砖,节约生产能耗折合标准煤约257ce

砌筑每平方米墙面(24cm)所用黏土实心砖所含能耗在1408kgce/m2左右,而砌筑每平方米墙面(24cm)所用加气混凝土砌块能耗仅为8.03kgce/m2左右,仅此,加气混凝土砌墙就比黏土实心砖砌墙节约能源6.05kgce/m2,当为达到建筑节能标准而增加黏土砖墙厚度时,这一差距还将扩大。

目前,北方采暖地区室内设计温度为18℃,采暖期为90天,每平方米建筑面积每年采暖能耗在18~20kgce(以煤取暖),而南方地区,如果采用空调

防寒降温,每年消耗能源将是北方采暖地区(以煤取暖),能耗的3倍左右,即30~40kgce。同样,如果采用同一方式进行采暖,以导热系数仅为粘土砖1/3的加气混凝土砌块代替普通实心黏土砖作维护结构,则每年每平方米建筑面积采暖能耗大约可节省16kgce。每1万m3加气混凝土可建住宅约5万m2,每年仅采暖这一项即可节约能源消耗800tce;按现有建筑材料使用水平,则每年节约采暖能耗210tce。

加气混凝土作为一种理想的节能建材产品,广泛应用于宾馆饭店、写字楼商场、住宅和工业厂房。在新农村建设进程中也有着广泛的用途,三层和三层以下的低层建筑,可用加气混凝土制品(砌块、板材)做承重墙,和非承重墙,坡屋面可采用屋面板。

(二)加气混凝土的物理力学性能

加气混凝土按照不同的用途具有多种规格,以满足不同建筑的需要。加气混凝土的主要规格和性能列于以下三表,实际选用请参照有关标准的最新版本。

加气混凝土砌块的一般规格   mm

加气混凝土板的一般规格      mm

加气混凝土主要物理力学性能

需要特别说明的是用于墙体砌筑的砌块尺寸应遵循长度大于高度,高度大于宽度的要求,不论是砌块还是板材,在应用时应由产品生产企业提供二次设计图(或称排块图或排板图),以便企业组织生产时,其规格有利于发挥产品性能,避免不合理使用,减少现场加工。

物理力学性能表中的干燥收缩值,是产品的判定值,并不等于实际使用过程中的变形量。在实际使用中,应按GB11969-2008(蒸压加气混凝土性能试验方法》要求的收缩曲线,确定使用条件下的变形量并用于设计计算。

(三)常见加气混凝土认识误区

关于龄期。龄期是水泥混凝土的基本概念,反应是一个缓慢进行的过程，C3S水化后的抗压强度,假如以180天的抗压强度为参照,7天仅为50%，28天为80%,谈水泥混凝土的强度必须明确龄期。加气混凝土的强度是CaO+SO2+H2O(加热)水热合成反应生成C-S-H,CaSH或CSH等,其水热合成反应基本上在蒸压养护过程中(1.2MPa饱和蒸汽恒压6h以上)完成，其特点可描述为合成时存在水化反应,使用阶段无水化反应;试验表明,加混凝土的抗压强度和干燥收缩会随着龄期的增长而变化,但这一变化是由含水率变化引起,龄期延长,加气混凝土中含水降低,强度增长,干燥收缩降低。如果做一个反向的试验,将加气混凝土在较低温度下先烘干,然后在95%的湿度环境下逐步吸湿并进行抗压强度试验,其抗压强度却随着时间延伸和含水砌块率的提高而逐步降低,结果更明确地说明,强度和干燥收缩与含水率有关、和构的墙与龄期无关。

关于强度。加气混凝土的质量是靠包括外观和尺寸偏差、抗压强度、干密度干燥收缩、抗冻性和导热系数等指标体系控制,这些指标不分轻重缓急而同等重要。因此,仅关注强度指标显然不科学。片面强调强度,还有可能导致其他指标值下降,从而影响使用。加气混凝土的优势在于轻质保温,片面强调强度不仅在生产成本上没有优势,又会在干密度等方面容易失去控制,从而丢掉轻质保温的优势。

关于渗水。加气混凝土的一个特性就是吸水量大但吸水速度慢,试验表明黏土砖在36小时即完成水分迁移240mm,而加气混凝土14天仍为完成同样距离的水分迁移。从实际建筑观察,大量的墙体渗水,皆因灰缝渗水引起。

关于连接。墙体侧面及顶面与柱、梁、墙、板以及建筑主体连接部位,采用柔性连接,掌握“刚柔相济”的原则:窗台板应设有止水槽或止水条,以避免雨水沿窗台板渗入墙体。

关于外观和尺寸偏差。尺寸精确的产品是加气混凝土薄层砂浆干法施工术的推广应用基本条件,也是自保温体系应用的基本条件,放弃外观尺寸的要求,势必将应用停留在普通混合厚层砂浆的湿法施工阶段,这也是建筑中常的“正反墙”现象以及墙体渗水的原因,特别是“双眼皮”现象,将严重危建筑质量。

关于抗冻性。有人认为抗冻性是一个区域性指标,对于南方地区没有控的必要。抗冻性指标是一个耐久性指标,综合反映了其他性能指标,不应在生产和应用中忽视。