淺談加氣混凝土制品的推廣應用
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(zhì)、高效、節(jié)能的新型墻體材料,使制品向大型輕質(zhì)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(nóng)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(nèi)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(zhì)材料(石英砂、粉煤灰、礦渣、尾礦粉、頁巖等) 、鈣質(zhì)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(zhì)材料常有水泥和石灰;硅質(zhì)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(jié)后得到理想的多孔結(jié)構(gòu),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(jié)構(gòu),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(jié)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(shù)為0.081W/m·k~0.29W/m·k(燒結(jié)普通粘土磚導熱系數(shù)為0.78W/m·K) 。用量最大的為500 級(即ρod=500kg/m3) ,其抗壓強度為2.5MPa~3.5MPa ,導熱系數(shù)為0.12W/m·k。加氣混凝土具有輕質(zhì)、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(nèi)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(zhì)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(jié)構(gòu)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(nèi)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(gòu)造和施工比內(nèi)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(zhì)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(zhì)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300kg/m3左右,導熱系數(shù)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(jīng)濟造價比目前較為流行的在主體結(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)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(zhì)量,施工單位除了加氣混凝土制品質(zhì)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(diào)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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