淺談加氣混凝土制品的推廣應(yīng)用
2005-06-13 00:00
摘 要：對(duì)加氣混凝土制品的諸多特點(diǎn)進(jìn)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(shí)例，提出低密度加層混凝土作為外墻外保溫復(fù)合材料的應(yīng)用范圍。
關(guān)鍵詞：加氣混凝土，屋面，導(dǎo)熱系數(shù)
近年來，由于傳統(tǒng)的普通粘土磚取土毀田嚴(yán)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(diǎn)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(fù)合化的方向發(fā)展，加快墻體材料革新，推進(jìn)建筑節(jié)能工作是一件刻不容緩的大事。
國(guó)家建材局、建設(shè)部、農(nóng)業(yè)部、國(guó)家土地局聯(lián)合成立了墻體材料革新與領(lǐng)導(dǎo)小組，多次發(fā)文要求加快墻體材料革新，試點(diǎn)工作墻辦發(fā)(2000) 06 號(hào)文件規(guī)定，2001 年在全國(guó)160 個(gè)大中城市限時(shí)淘汰使用實(shí)心粘土磚，2003 年6 月30 日后，縣級(jí)及以上城市禁止使用實(shí)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(guó)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(xì)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(hù)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(hù)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(shí)，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(qiáng)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?yàn)榘l(fā)氣劑在料漿中與氫氧化鈣發(fā)生反應(yīng)放出氫氣，形成氣泡，使?jié){體形成多孔結(jié)構(gòu)，反應(yīng)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(qiáng)度為0. 5 MPa～15 MPa ，導(dǎo)熱系數(shù)為0. 081 W/ m·k～0. 29 W/ m·k(燒結(jié)普通粘土磚導(dǎo)熱系數(shù)為0. 78 W/ m·K) 。用量最大的為500 級(jí)(即ρod = 500 kg/ m3) ，其抗壓強(qiáng)度為2. 5 MPa～3. 5 MPa ，導(dǎo)熱系數(shù)為0. 12 W/ 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(diǎn)，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(jí)的砌塊可用于3 層或3 層以下房屋的橫墻承重；700 級(jí)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(fù)合外墻板。
加氣混凝土的吸水性強(qiáng)，隨著含水率的增大，強(qiáng)度降低，保溫性變差，從耐久性觀點(diǎn)考慮，采用這種制品時(shí)，其表面不應(yīng)外露，可用抹灰或加裝飾層加以保護(hù)。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(dú)特之處，因此，砌筑或抹面采用的砂漿，包括操作工序，都應(yīng)區(qū)別于一般的磚砌體。
我國(guó)從1958 年開始進(jìn)行加氣混凝土研究，20 世紀(jì)60 年代開始工業(yè)試驗(yàn)和應(yīng)用，并從國(guó)外引進(jìn)全套技術(shù)和裝備進(jìn)行生產(chǎn)；70年代對(duì)引進(jìn)技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行消化吸收，并建立了獨(dú)立的工業(yè)體系。加氣混凝土制品在我國(guó)發(fā)展已有30 多年的歷史。對(duì)住宅建筑，國(guó)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(fèi)較高的地區(qū)，當(dāng)時(shí)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(diǎn)。但是事實(shí)證明，用輕質(zhì)材料來承重，在某些地區(qū)不一定經(jīng)濟(jì)，比用傳統(tǒng)材料競(jìng)爭(zhēng)力要差一點(diǎn)。所以，有經(jīng)驗(yàn)的專家研究將其重量輕、保溫性能好的特長(zhǎng)主要用于多層建筑的圍護(hù)結(jié)構(gòu)中。其優(yōu)勢(shì)在于：可以減輕建筑物的自重；根據(jù)目前國(guó)家的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，與目前流行的內(nèi)外保溫形式相比，有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。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(jiǎn)單得多，施工速率快，工期短。實(shí)踐證明，它可能是目前最為經(jīng)濟(jì)的保溫墻體。
加氣混凝土另一方面的特長(zhǎng)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(yīng)根據(jù)各地區(qū)氣候條件不同而確定。比如北京在1997 年實(shí)施第一步節(jié)能時(shí)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(jì)，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(yīng)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(dǎo)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(jí)的加氣混凝土(低密度加氣混凝土) 制品完全能夠達(dá)到各項(xiàng)性能要求。
大量實(shí)踐證明，低密度加氣混凝土可用于以下幾個(gè)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(dǎo)熱系數(shù)為0. 1 W/ m·k) 。
2) 外墻的外保溫復(fù)合材料，尤其是砌體材料，它可以采用簡(jiǎn)單的施工方法，使主體墻材與保溫墻材同時(shí)砌筑，外墻可以采用傳統(tǒng)的抹灰工藝。實(shí)踐證明其綜合經(jīng)濟(jì)造價(jià)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(jì)。因?yàn)閺?fù)合墻與保溫墻同時(shí)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(jià)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(jià)。
3) 已有建筑物屋面的改造，無需對(duì)原有屋面進(jìn)行全部翻改，只需要將經(jīng)過簡(jiǎn)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(shè)置流動(dòng)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(shí)還保護(hù)了防水層，延長(zhǎng)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(shè)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(fèi)用。
總而言之，加氣混凝土制品的應(yīng)用和發(fā)展是時(shí)不可待。當(dāng)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(shè)計(jì)、施工以及抹灰工藝，這樣才能使目前國(guó)家一再強(qiáng)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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