淺談加氣混凝土制品的推廣應用
2005-06-13 00:00
摘 要：對加氣混凝土制品的諸多特點進行了分析，介紹了加氣混凝土屋面保溫隔熱材料，列舉了建筑屋面的改造工程實例，提出低密度加層混凝土作為外墻外保溫復合材料的應用范圍。
關鍵詞：加氣混凝土，屋面，導熱系數(shù)
近年來，由于傳統(tǒng)的普通粘土磚取土毀田嚴重，能耗大，磚塊小，且施工效率低，砌體自重大，抗震性差等缺點日益突顯。大力發(fā)展各種輕質、高效、節(jié)能的新型墻體材料，使制品向大型輕質化、節(jié)能化、利廢化和復合化的方向發(fā)展，加快墻體材料革新，推進建筑節(jié)能工作是一件刻不容緩的大事。
國家建材局、建設部、農業(yè)部、國家土地局聯(lián)合成立了墻體材料革新與領導小組，多次發(fā)文要求加快墻體材料革新，試點工作墻辦發(fā)(2000) 06 號文件規(guī)定，2001 年在全國160 個大中城市限時淘汰使用實心粘土磚，2003 年6 月30 日后，縣級及以上城市禁止使用實心粘土磚。隨之，許多新型的墻體材料相繼推出。其中，加氣混凝土是國內大力發(fā)展的新型建筑材料的品種之一。
加氣混凝土是由磨細的硅質材料(石英砂、粉煤灰、礦渣、尾礦粉、頁巖等) 、鈣質材料(水泥、石灰等) 、發(fā)氣劑(鋁粉) 和水等攪拌、澆筑、發(fā)泡、靜停、切割和壓蒸養(yǎng)護而得的多孔混凝土制品，屬硅酸鹽混凝土。由于采用蒸壓養(yǎng)護工藝，故也稱為蒸壓加氣混凝土。加氣混凝土的鈣質材料常有水泥和石灰；硅質材料，常用的有石英砂、礦渣、粉煤灰等；發(fā)氣劑則多采用鋁粉。為說明加氣混凝土的不同稱呼時，多冠以主要材料的品種，如水泥—礦渣—砂加氣混凝土、水泥—石灰—砂加氣混凝土、水泥—石灰—粉煤灰。
加氣混凝土的強度來源，一方面是SiO2 和CaO 在水熱條件下生成的水化硅酸鈣；一方面是氣泡形成適度，硬結后得到理想的多孔結構，其成孔是因為發(fā)氣劑在料漿中與氫氧化鈣發(fā)生反應放出氫氣，形成氣泡，使?jié){體形成多孔結構，反應如下：
2Al + 3Ca (OH) 2 + 6H2O →3CaO·Al2O3·6H2O + 3H2 ↑
加氣混凝土的體積密度一般為300 kg/m3～1200 kg/m3 (燒結普通粘土磚體積密度為1 600 kg/m3～1 800 kg/ m3 ) ，抗壓強度為0. 5 MPa～15 MPa ，導熱系數(shù)為0. 081 W/ m·k～0. 29 W/ m·k(燒結普通粘土磚導熱系數(shù)為0. 78 W/ m·K) 。用量最大的為500 級(即ρod = 500 kg/ m3) ，其抗壓強度為2. 5 MPa～3. 5 MPa ，導熱系數(shù)為0. 12 W/ m·k。加氣混凝土具有輕質、保溫、防火、可鋸、可刨、易加工等特點，可制成砌塊和條板，條板中配有經(jīng)防腐處理的鋼筋或鋼絲網(wǎng)，用于承重或非承重的外墻、內墻或保溫屋面等。500 級的砌塊可用于3 層或3 層以下房屋的橫墻承重；700 級的砌塊可用于5 層或5 層以下房屋的橫墻承重；條板可用作墻板或屋面板，兼有承重和保溫作用，采用加氣混凝土和普通混凝土可制成復合外墻板。
加氣混凝土的吸水性強，隨著含水率的增大，強度降低，保溫性變差，從耐久性觀點考慮，采用這種制品時，其表面不應外露，可用抹灰或加裝飾層加以保護。由于加氣混凝土的表面特征和干縮較大，以及吸水的規(guī)律有其獨特之處，因此，砌筑或抹面采用的砂漿，包括操作工序，都應區(qū)別于一般的磚砌體。
我國從1958 年開始進行加氣混凝土研究，20 世紀60 年代開始工業(yè)試驗和應用，并從國外引進全套技術和裝備進行生產(chǎn)；70年代對引進技術和設備進行消化吸收，并建立了獨立的工業(yè)體系。加氣混凝土制品在我國發(fā)展已有30 多年的歷史。對住宅建筑，國家有節(jié)能要求。加氣混凝土制品既是墻體材料，又是保溫材料。所以，將它用作多層住宅建筑的外墻是最好的墻體材料。
曾經(jīng)有人探索將其用于承重體系，尤其用在地耐力較差、打樁費較高的地區(qū)，當時覺得這一方案是可取的，還有的用在加層建筑中等等。這主要是利用了加氣混凝土“輕”這一特點。但是事實證明，用輕質材料來承重，在某些地區(qū)不一定經(jīng)濟，比用傳統(tǒng)材料競爭力要差一點。所以，有經(jīng)驗的專家研究將其重量輕、保溫性能好的特長主要用于多層建筑的圍護結構中。其優(yōu)勢在于：可以減輕建筑物的自重；根據(jù)目前國家的節(jié)能標準，與目前流行的內外保溫形式相比，有其獨特的優(yōu)點。因它具有集墻體和保溫于一身的性能。它的構造和施工比內外保溫簡單得多，施工速率快，工期短。實踐證明，它可能是目前最為經(jīng)濟的保溫墻體。
加氣混凝土另一方面的特長是其保溫性，凡是建筑物需保溫的部位，基本上都可以采用加氣混凝土制品。問題是采用什么樣的加氣混凝土制品，應根據(jù)各地區(qū)氣候條件不同而確定。比如北京在1997 年實施第一步節(jié)能時期，建筑屋面的保溫材料幾乎是加氣混凝土一統(tǒng)天下。根據(jù)最保守的統(tǒng)計，一年至少有6 萬m2～7 萬m2 的砌塊用于屋面保溫，因而加氣混凝土屋面板也得到相應的發(fā)展。在華北地區(qū)的屋面保溫材料不宜采用容重低、厚度薄的輕質保溫材料， 采用密度在300 kg/ m3 左右、導熱系數(shù)為0. 1 W/ m·k的既有良好的保溫性能，又有足夠隔熱性能的輕質材料，B 03204 級的加氣混凝土(低密度加氣混凝土) 制品完全能夠達到各項性能要求。
大量實踐證明，低密度加氣混凝土可用于以下幾個方面：
1) 新建建筑的屋面保溫隔熱材料(體積密度在300 kg/ m3 左右，導熱系數(shù)為0. 1 W/ m·k) 。
2) 外墻的外保溫復合材料，尤其是砌體材料，它可以采用簡單的施工方法，使主體墻材與保溫墻材同時砌筑，外墻可以采用傳統(tǒng)的抹灰工藝。實踐證明其綜合經(jīng)濟造價比目前較為流行的在主體結構完成后外貼聚苯板，外抹聚合物水泥砂漿的外保溫形式更為經(jīng)濟。因為復合墻與保溫墻同時砌筑，比后貼方式省工省料(不需要粘結膠和錨固件) 。外抹灰采用傳統(tǒng)抹灰，不需價格較貴的聚合物砂漿，結果既能提高施工效率，還能降低造價。
3) 已有建筑物屋面的改造，無需對原有屋面進行全部翻改，只需要將經(jīng)過簡單防水處理的低密度加氣混凝土砌塊，直接干鋪在現(xiàn)有屋面上(留出排水溝) ，或架空設置流動或封閉的空氣層，使其具有更好的保溫隔熱效果，這種改造類似現(xiàn)在所流行的屋面倒置做法，不僅提高了保溫效果，同時還保護了防水層，延長防水層的使用壽命(如果防水層已經(jīng)破壞，必須經(jīng)過修理后再鋪設加氣混凝土保溫層) ，而且還減少了修理工序，節(jié)省了修理費用。
總而言之，加氣混凝土制品的應用和發(fā)展是時不可待。當然，為了確保加氣混凝土墻身質量，施工單位除了加氣混凝土制品質量得以保障外，還得注意墻身的設計、施工以及抹灰工藝，這樣才能使目前國家一再強調的節(jié)能和墻改要求的新型加氣混凝土制品得以充分發(fā)展。
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