浅谈加气混凝土制品的推广应用

    摘  要：对加气混凝土制品的诸多特点进行了分析，介绍了加气混凝土屋面保温隔热材料，列举了建筑屋面的改造工程实例，提出低密度加层混凝土作为外墙外保温复合材料的应用范围。

    关键词：加气混凝土，屋面，导热系数

 

    近年来，由于传统的普通粘土砖取土毁田严重，能耗大，砖块小，且施工效率低，砌体自重大，抗震性差等缺点日益突显。大力发展各种轻质、高效、节能的新型墙体材料，使制品向大型轻质化、节能化、利废化和复合化的方向发展，加快墙体材料革新，推进建筑节能工作是一件刻不容缓的大事。

    国家建材局、建设部、农业部、国家土地局联合成立了墙体材料革新与领导小组，多次发文要求加快墙体材料革新，试点工作墙办发(2000) 06 号文件规定，2001 年在全国160 个大中城市限时淘汰使用实心粘土砖，2003 年6 月30 日后，县级及以上城市禁止使用实心粘土砖。随之，许多新型的墙体材料相继推出。其中，加气混凝土是国内大力发展的新型建筑材料的品种之一。

    加气混凝土是由磨细的硅质材料(石英砂、粉煤灰、矿渣、尾矿粉、页岩等) 、钙质材料(水泥、石灰等) 、发气剂(铝粉) 和水等搅拌、浇筑、发泡、静停、切割和压蒸养护而得的多孔混凝土制品，属硅酸盐混凝土。由于采用蒸压养护工艺，故也称为蒸压加气混凝土。加气混凝土的钙质材料常有水泥和石灰；硅质材料，常用的有石英砂、矿渣、粉煤灰等；发气剂则多采用铝粉。为说明加气混凝土的不同称呼时，多冠以主要材料的品种，如水泥—矿渣—砂加气混凝土、水泥—石灰—砂加气混凝土、水泥—石灰—粉煤灰。

    加气混凝土的强度来源，一方面是SiO₂ 和CaO 在水热条件下生成的水化硅酸钙；一方面是气泡形成适度，硬结后得到理想的多孔结构，其成孔是因为发气剂在料浆中与氢氧化钙发生反应放出氢气，形成气泡，使浆体形成多孔结构，反应如下：

    2Al + 3Ca (OH) ₂ + 6H₂O →3CaO·Al₂O₃·6H₂O + 3H₂ ↑

    加气混凝土的体积密度一般为300 kg/m³～1200 kg/m³ (烧结普通粘土砖体积密度为1 600 kg/m³～1 800 kg/ m³ ) ，抗压强度为0. 5 MPa～15 MPa ，导热系数为0. 081 W/ m·k～0. 29 W/ m·k(烧结普通粘土砖导热系数为0. 78 W/ m·K) 。用量最大的为500 级(即ρod = 500 kg/ m3) ，其抗压强度为2. 5 MPa～3. 5 MPa ，导热系数为0. 12 W/ m·k。加气混凝土具有轻质、保温、防火、可锯、可刨、易加工等特点，可制成砌块和条板，条板中配有经防腐处理的钢筋或钢丝网，用于承重或非承重的外墙、内墙或保温屋面等。500 级的砌块可用于3 层或3 层以下房屋的横墙承重；700 级的砌块可用于5 层或5 层以下房屋的横墙承重；条板可用作墙板或屋面板，兼有承重和保温作用，采用加气混凝土和普通混凝土可制成复合外墙板。

    加气混凝土的吸水性强，随着含水率的增大，强度降低，保温性变差，从耐久性观点考虑，采用这种制品时，其表面不应外露，可用抹灰或加装饰层加以保护。由于加气混凝土的表面特征和干缩较大，以及吸水的规律有其独特之处，因此，砌筑或抹面采用的砂浆，包括操作工序，都应区别于一般的砖砌体。

    我国从1958 年开始进行加气混凝土研究，20 世纪60 年代开始工业试验和应用，并从国外引进全套技术和装备进行生产；70年代对引进技术和设备进行消化吸收，并建立了独立的工业体系。加气混凝土制品在我国发展已有30 多年的历史。对住宅建筑，国家有节能要求。加气混凝土制品既是墙体材料，又是保温材料。所以，将它用作多层住宅建筑的外墙是最好的墙体材料。

    曾经有人探索将其用于承重体系，尤其用在地耐力较差、打桩费较高的地区，当时觉得这一方案是可取的，还有的用在加层建筑中等等。这主要是利用了加气混凝土“轻”这一特点。但是事实证明，用轻质材料来承重，在某些地区不一定经济，比用传统材料竞争力要差一点。所以，有经验的专家研究将其重量轻、保温性能好的特长主要用于多层建筑的围护结构中。其优势在于：可以减轻建筑物的自重；根据目前国家的节能标准，与目前流行的内外保温形式相比，有其独特的优点。因它具有集墙体和保温于一身的性能。它的构造和施工比内外保温简单得多，施工速率快，工期短。实践证明，它可能是目前最为经济的保温墙体。

    加气混凝土另一方面的特长是其保温性，凡是建筑物需保温的部位，基本上都可以采用加气混凝土制品。问题是采用什么样的加气混凝土制品，应根据各地区气候条件不同而确定。比如北京在1997 年实施第一步节能时期，建筑屋面的保温材料几乎是加气混凝土一统天下。根据最保守的统计，一年至少有6 万m²～7 万m² 的砌块用于屋面保温，因而加气混凝土屋面板也得到相应的发展。在华北地区的屋面保温材料不宜采用容重低、厚度薄的轻质保温材料， 采用密度在300 kg/ m³ 左右、导热系数为0. 1 W/ m·k的既有良好的保温性能，又有足够隔热性能的轻质材料，B 03204 级的加气混凝土(低密度加气混凝土) 制品完全能够达到各项性能要求。

    大量实践证明，低密度加气混凝土可用于以下几个方面：

    1) 新建建筑的屋面保温隔热材料(体积密度在300 kg/ m³ 左右，导热系数为0. 1 W/ m·k) 。

    2) 外墙的外保温复合材料，尤其是砌体材料，它可以采用简单的施工方法，使主体墙材与保温墙材同时砌筑，外墙可以采用传统的抹灰工艺。实践证明其综合经济造价比目前较为流行的在主体结构完成后外贴聚苯板，外抹聚合物水泥砂浆的外保温形式更为经济。因为复合墙与保温墙同时砌筑，比后贴方式省工省料(不需要粘结胶和锚固件) 。外抹灰采用传统抹灰，不需价格较贵的聚合物砂浆，结果既能提高施工效率，还能降低造价。

    3) 已有建筑物屋面的改造，无需对原有屋面进行全部翻改，只需要将经过简单防水处理的低密度加气混凝土砌块，直接干铺在现有屋面上(留出排水沟) ，或架空设置流动或封闭的空气层，使其具有更好的保温隔热效果，这种改造类似现在所流行的屋面倒置做法，不仅提高了保温效果，同时还保护了防水层，延长防水层的使用寿命(如果防水层已经破坏，必须经过修理后再铺设加气混凝土保温层) ，而且还减少了修理工序，节省了修理费用。