淺談蒸壓加氣混凝土氣孔結構及其影響因素

王躍奇

寧波市建工檢測有限公司

淺談蒸壓加氣混凝土氣孔結構及其影響因素

王躍奇

寧波市建工檢測有限公司

蒸壓加氣混凝土又稱蒸壓輕質加氣混凝土，是以石英砂、水泥、石灰和石膏為主要原料，經(jīng)科學配料、攪拌、預養(yǎng)、切割，在高溫高壓下養(yǎng)護而制成的細密多孔狀輕質加氣產品?？障堵瘦^高。它具有質輕、保溫、節(jié)能等特點。產品性能很大程度上取決于氣孔結構，是非常重要的，本文就原材料及加工工藝過程探討分析對氣孔結構的影響因素。

蒸壓加氣混凝土；氣孔結構；影響因素

1 孔的概述及分類

蒸壓加氣混凝土的內部有很多蜂窩狀的很多微小孔，制作良好合格的孔應該是類似與圓形的，而且孔與孔之間是沒有聯(lián)系的封閉狀態(tài)，這就是閉孔結構。蒸壓加氣混凝土按照內部微孔的大小進行分類可粗略的分為宏觀孔和微觀孔兩類。宏觀孔指的是由于在制作時有氣體的產生，這些氣體的沖撞與料漿導致而成，孔的直徑大約為幾個毫米或者以下。微觀氣孔存在于宏觀氣孔的內部，是各種水化物凝聚或著是由于水蒸氣和多孔材料毛細孔形成的，直徑是宏觀孔的十分之一之下。一般來說，這兩種孔對蒸壓加氣混凝土的性能影響最大。

2 孔的形成過程

蒸壓加氣混凝土形成氣孔是由于在原材料中采用了發(fā)氣的材料，目前最常使用的產氣方法是在材料中加入鋁粉。其在堿性環(huán)境下會發(fā)生化學反應，從而生成氣體，使得蒸壓加氣混凝土形成氣孔。在實際生產中常用到的鋁粉有帶脂干鋁粉和膏狀鋁粉。后者在使用上更加便捷，所以較為常用。

產氣的主要原理是由于生產材料水泥和石灰水在在加水作用下形成堿性環(huán)境，料漿在加熱條件下，溫度不斷升高，鋁粉和水發(fā)生反應產生氫氣，直至所有的鋁粉消耗完畢。在此過程中，反應首先在與堿溶液接觸的鋁粉表面進行，由于鋁粉表面粗糙，所以生產過程中造成了變形和折面等，這是反應開始的初始點，而其他區(qū)域或因脫脂處理不完全仍然覆蓋少量憎水物質或者存在氧化層，其參加化學反應的時間將推遲。產生而大量氣體會暫時的圍繞吸附在鋁粉表面，之后反應進一步進行，形成的氣泡中不斷沖入氫氣，氣泡變大，在料漿中一些因子的保護下，逐漸的想成了氣泡。待到料漿漿稠，產生一定的強度將氣泡固定，便形成了氣孔。在蒸壓加氣混凝土生產過程的靜停階段及蒸壓階段，隨著硅鈣鋁的水化產物形成和結晶的完成，就會形成穩(wěn)定的氣孔。

這個過程中涉及到主要鋁粉反應方程如下：

2Al+3Ca(OH)2+3CaSO4·2H2O+mH2O→3CaO·Al2O3·3CaSO4+31H2O+H2↑

3 孔結構對制品的重要性

蒸壓加氣混凝土的性能收到孔的大小結構和分布情況的限制，而且其中的關系較為復雜。一般情況下，制品孔越多則其吸水性能較強，制品也較為輕而且導熱性能小，使得抗凍的性能有所提高，但是這樣的結果是強度降低。蒸壓加氣混凝土氣孔對于制品的強度的有很大影響。有可以從下面的漢森公式看出。

R=R0(1-1.075Vp2/3)

R表示空隙率為VP時的強度，單位為MPa；

R0表示空隙率為0時的強度，單位為Mpa；

Vp指的是空隙率，%

宏觀氣孔由于氣孔直徑較大，所以對產品性能也有較大影響。從實踐生產中看，如果氣孔的分布均勻度較高的話，質量會有所提高，因為這樣會使制品的受力變得均勻，不容易發(fā)生由于氣孔造成受力不均損壞的現(xiàn)象。氣孔的結構的好壞也會影響到強度，好的話還能彌補一部風強度。由此可見，孔結構對制品具有及其重要的意義。

4 孔結構的影響因素

4.1 原材料

原材料是生產蒸壓加氣混凝土的基礎，所以他們對于孔結構的影響最大，下面對主要原材料進行一一分析。第一，鋁粉。這是氣孔形成首要原因，對孔節(jié)后影響最大，鋁粉的使用量不恰當，產氣的速度得不到控制，使得會引起鋁粉的發(fā)氣速度和料漿的稠化速度不相適應，導致產品損失較大。第二，石灰。石灰主要的用是提供鋁粉反應的堿環(huán)境，石灰在水中也會放出大量的熱，從而促進料漿的稠糊和加快反應速度。所以，石灰反應速度影響鋁粉的產氣。第三，水泥。這是一種廣泛使用的材料，在這個制品生產過程中主要是協(xié)助稠化速度，料漿初始溫度、水泥細度以及礦物含量這些因素都會影響水泥的反應速度。第四，石膏。這是蒸壓加氣混凝土生產中用到的調節(jié)材料，主要是調節(jié)水泥凝固時間，抑制石灰的消化以及參與鋁粉的放氣反應。最終的目的是為了形成良好的氣孔結構。

4.2 水料比

水料比指的是生產中加入水的量與干料之間的比例關系。從大量的實踐生產中可以看出，水料比也是影響氣孔結構的一個重要因素。至于什么樣的水料比是最適宜，是最能讓產品性能提高的需要在實際的生產中不斷的摸索。一般而言，水料比大，料漿阻力較小，發(fā)氣形成的氣孔孔徑相對較大，大孔比例偏高，易形成連通孔。水料比小，氣孔結構相對均勻。因此，水料比應穩(wěn)定在較小的范圍內，數(shù)值也需要較低才好。

4.3 工藝制度

蒸壓加氣混凝土生產中，在原料混合之后，就進入澆注、靜停以及蒸壓階段。這其中的每個環(huán)節(jié)都會影響最終氣孔的結構，尤其是靜停，因為這是氣泡形成的時候，對良好氣孔結構的形成至關重要。在生產中是通過攪拌機實現(xiàn)澆筑的，澆注溫度會影響初始發(fā)氣率。靜停時間一般為兩到三小時，剛開始發(fā)氣快，后面逐漸穩(wěn)定。蒸壓加氣混凝土的生產中，蒸壓工藝是在高溫、高壓的環(huán)境下進行的，所以在工藝加工中需要特別注意，才能不影響氣孔結構，產品有良好性能。

5 結語

綜上所述，蒸壓加氣混凝土產品中氣孔結構占了總體積的三分之二，這與制品的使用性能緊密相關，而且其中的關系較為復雜，本文對多角度全面的分析了影響孔的各種因素，在理論層面上進行了簡單分析介紹。在實際的生產中還有許多因素，比如說生產設備以及人員的影響，所以在生產中需要依據(jù)實際改變，最終才能生產處性能優(yōu)質的產品。

[1]薛海.淺談蒸壓加氣混凝土氣孔結構及其影響因素[J].磚瓦,2016(12):33-37.

[2]彭軍芝.蒸壓加氣混凝土中孔的形成,特征及對性能的影響研究[D].重慶大學,2011.