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淺談加氣混凝土制品的推廣應用
淺談加氣混凝土制品的推廣應用 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. 5MPa~15MPa ,導熱系數為0. 081 W/ m.k~0. 29 W/ m.k(燒結普通粘土磚導熱系數為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. 5MPa~3. 5MPa ,導熱系數為0. 12W/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,條板中配有經防腐處理的鋼筋或鋼絲網,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;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)不一定經濟,比用傳統(tǒng)材料競爭力要差一點。所以,有經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300kg/m3左右、導熱系數為0. 1W/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,B03204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300kg/ m3左右,導熱系數為0. 1W/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,只需要將經過簡單防水處理的低密度加氣混凝土砌塊,直接干鋪在現有屋面上(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(如果防水層已經破壞,必須經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。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300kg/m3~1200kg/m3 (燒結普通粘土磚體積密度為1 600kg/m3~1800kg/m3 ),抗壓強度為0. 5MPa~15MPa ,導熱系數為0. 081W/m.k~0. 29W/m.k(燒結普通粘土磚導熱系數為0. 78W/m.K)
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