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      幾種常用的蒸壓加氣混凝土墻材,一次講清楚

      時間: 2023-12-27 14:47:27     

      墻體材料是我國建筑材料工業(yè)的重要組成部分,據(jù)相關(guān)統(tǒng)計:墻體材料用量約占所有建筑材料的一半,能耗也大約占到建筑材料工業(yè)總能耗的一半。因此,墻體材料之于我國整個建材工業(yè)就是“半壁江山”的地位。

      近年來,隨著我國墻材革新力度的加大,以及人們對節(jié)能減排認(rèn)識的加深,作為傳統(tǒng)墻體材料的燒結(jié)類普通粘土磚已逐漸完成它的歷史使命退出建材舞臺。而后發(fā)展起來的各類新型墻體材料中,蒸壓加氣混凝土砌塊或板材,在墻體材料市場中越來越占有更大的份額。

      但筆者在日常工程實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn),盡管現(xiàn)在蒸壓加氣混凝土砌塊或板材早已不算什么新事物,但無論設(shè)計還是工程上,大家對這種材料的一些材性認(rèn)識還有些模糊。以下就日常遇到的一些相關(guān)話題試做辨析。

      “灰加氣”&“砂加氣”

      差異到底在哪里?

      蒸壓加氣混凝土,是以硅質(zhì)材料(砂、粉煤灰等)和鈣質(zhì)材料(水泥、石灰等)為主要原料,以鋁粉等為發(fā)氣劑,以石膏為調(diào)節(jié)劑,經(jīng)蒸汽加壓制成的輕質(zhì)多孔硅酸鹽制品。

      蒸壓加氣混凝土砌塊,生產(chǎn)中用到的硅質(zhì)原材料,通常是石英砂(硅質(zhì)砂)或粉煤灰。生產(chǎn)工藝流程如下圖所示——

      ▲蒸壓加氣混凝土生產(chǎn)工藝【注1】

      蒸壓加氣混凝土砌塊發(fā)氣劑又稱加氣劑,是制造加氣混凝土的關(guān)鍵材料。

      發(fā)氣劑大多選用脫脂鋁粉,摻入漿料中的鋁粉,在堿性條件下產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng):鋁粉極細(xì),產(chǎn)生的氫氣形成許多小氣泡,保留在很快凝固的混凝土中。這些大量的均勻分布的小氣泡,使加氣混凝土砌塊具有許多優(yōu)良特性。

      工程上常說的“灰加氣”砌塊,是一種比較口語化的簡稱,是指蒸壓(粉煤)灰加氣混凝土砌塊。這類砌塊原材料中的主要拌合材料是水泥、石灰、粉煤灰。


      ▲ 蒸壓灰加氣混凝土砌塊(實(shí)拍/來著佛山市潤合建材有限公司)


      無論是實(shí)驗(yàn)研究還是工程實(shí)踐都表明,“砂加氣”類砌塊明顯要比“灰加氣”類砌塊技高一籌——砂加氣混凝土的水化產(chǎn)物收縮率更低,水化產(chǎn)物結(jié)晶度更高,因此應(yīng)用范圍更廣。

      “砂加氣”砌塊雖說在性能上表現(xiàn)出很強(qiáng)的優(yōu)越性,但因?yàn)槠湓牧现兴嘤昧看?,礦渣與石英砂的生產(chǎn)成本也遠(yuǎn)高于本是工業(yè)廢料的粉煤灰,所以價格高于“灰加氣”??芍^“一分錢一分貨”。

      蒸壓加氣混凝土砌塊剛剛用于工程上時,出于對工程質(zhì)量方面的考慮,在設(shè)計上外墻選用“砂加氣”砌塊,而內(nèi)墻可以選擇“灰加氣”砌塊。只是現(xiàn)在,這些禁忌都被打破了。

      地產(chǎn)行業(yè)近些年來出現(xiàn)“成本為王”的現(xiàn)象,行業(yè)越是不景氣,這個現(xiàn)象就越普遍。都說“把錢用在刀刃上”,但現(xiàn)在已經(jīng)到了“把錢省在刀刃上”的程度。


      大力推廣高精砌塊,促進(jìn)工藝升級

      現(xiàn)行國標(biāo)《蒸壓加氣混凝土砌塊》(GB/T11968-2020)中,將砌塊按尺寸偏差進(jìn)行分類,分為Ⅰ型和Ⅱ型,“Ⅰ型適用于薄灰縫砌筑,Ⅱ型適用于厚灰縫砌筑”。

      ▲Ⅰ型Ⅱ型尺寸允許偏差 單位:毫米

      從這份表中的允許偏差看,前文提到的蒸壓砂加氣混凝土砌塊應(yīng)該歸屬于Ⅰ型,也就是應(yīng)采用薄灰縫砌筑。

      目前工程中,還是Ⅱ型砌塊居多,灰縫厚度一般在10~15mm 。厚灰縫使砂漿與砌塊之間除了產(chǎn)生“冷橋”現(xiàn)象,還容易引發(fā)空鼓、裂縫等問題。既削弱了砌塊砌體的保溫效果,也帶來質(zhì)量隱患。

      在歐洲國家,薄灰縫砌筑技術(shù)已經(jīng)廣泛推廣,其灰縫厚度一般在4mm以內(nèi)。筆者認(rèn)為,以目前我國的高精砌塊的生產(chǎn)工藝及工人的施工操作水平,是具備推廣高精砌塊墻體條件的。

      高精砌塊墻體的優(yōu)勢顯而易見,其完工后的誤差可控制在0~3mm范圍之內(nèi)。依據(jù)《建筑裝飾裝修工程質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50210-2018)表4.2.10“一般抹灰的允許偏差和檢驗(yàn)方法”的規(guī)定,高級抹灰的立面垂直度、表面平整度等驗(yàn)收項(xiàng)目的允許偏差均為3mm,所以高精砌塊的精度可以滿足墻體免抹灰的技術(shù)要求。

      當(dāng)然,選用高精砌塊一般要配合鋁合金模板工藝才有意義。鋁合金模板的優(yōu)勢在于,剪力墻(柱)的混凝土面平整度好,可達(dá)到清水混凝土的標(biāo)準(zhǔn)。

      鋁合金模板與高精砌塊配合使用,主體結(jié)構(gòu)與砌體誤差值范圍可控制在0~3mm的范圍之內(nèi),滿足免抹灰的技術(shù)要求,可直接在主體結(jié)構(gòu)及砌體上批刮膩?zhàn)邮┕ぁ?/span>

      即墻體砌筑完成后,跳過抹灰施工,直接施工下一道工序,減少現(xiàn)場濕作業(yè)的工序。所以推廣高精砌塊,采用薄層干砌的施工方法,既提高了墻體的質(zhì)量,又提高了綠色施工的水平。


      外墻填充墻砌塊

      用A3.5替換A5.0是一種優(yōu)化?

      前段時間在某公號看到,項(xiàng)目成本優(yōu)化時,外墻蒸壓加氣混凝土砌塊用A3.5替換A5.0,并稱此舉可以節(jié)省多少萬云云。不能說這樣的“優(yōu)化”沒有依據(jù),但筆者不大認(rèn)同這種“唯成本論”的優(yōu)化思路。

      這其中的一個很重要的因素,就是蒸壓加氣混凝土砌塊自身的強(qiáng)度比較低,大致在 2.5~6.0MPa之間。如果抹灰砂漿強(qiáng)度較高,砌體承受砂漿收縮應(yīng)力的能力往往不足,進(jìn)而導(dǎo)致空鼓。

      自加氣混凝土砌塊用于工程伊始,抹灰層空鼓、開裂問題就如同“胎記”般地存在,至今仍沒徹底解決。

      這種情況,在使用傳統(tǒng)自拌砂漿作為抹灰砂漿的工程中就普遍存在,而隨著預(yù)拌商品砂漿的推廣,問題更是突出。

      抹灰砂漿和加氣混凝土砌塊的強(qiáng)度有差異,膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)也相差較大。溫度變化時,在抹灰砂漿層和加氣混凝土墻體的界面上形成剪切應(yīng)力,這是導(dǎo)致抹灰層空鼓、開裂的原因之一。

      所以那種所謂依據(jù)規(guī)范,用A3.5級砌塊替換A5.0的做法,都是在加大質(zhì)量隱患,對于工程環(huán)境復(fù)雜的外墻來說不利,不值得推介。

      其實(shí)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或地方規(guī)范中,關(guān)于外墻加氣塊等級“不小于A3.5”的表述,是有一定的限定條件的。

      比如浙江省工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)《蒸壓加氣混凝土砌塊應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》(DB33/T1027-2018)第4.2.1條表述如下:

      注意這里的前提條件:“采用薄層砂漿砌筑法砌筑時”。

      該條文給出的解釋是:外墻使用環(huán)境復(fù)雜,對墻體材料的性能要求高。一般外墻用材料的強(qiáng)度等級高于內(nèi)墻。精準(zhǔn)砌塊尺寸偏差小,沒有爆裂,材料損壞為零,因此,規(guī)定精準(zhǔn)砌塊采用薄層砂漿砌筑法砌筑時,以充分發(fā)揮材料的優(yōu)質(zhì)性能,適當(dāng)放寬了砌塊的強(qiáng)度指標(biāo)。

      所以成本優(yōu)化,并不是踩著規(guī)范下限走那么簡單粗暴就行的。


      在某工程群,有位群友問:可否將B05換成B06?因?yàn)樗J(rèn)為二者錯在價格差,想在這里尋找成本控制的空間。

      蒸壓加氣混凝土砌塊的B05或是B06,表示的是砌塊的干密度等級。根據(jù)現(xiàn)行國標(biāo)《蒸壓加氣混凝土砌塊》(GB/T11968-2020),蒸壓加氣混凝土砌塊按干密度分為B03、B04、B05、B06、B07五個級別,工程上用到B05和B06兩個級別較多。

      可否將B05換成B06,不能單憑成本造價這一個因素來決定,更主要的是看原設(shè)計對墻體材料的荷載值和導(dǎo)熱性兩方面的設(shè)計限定。因?yàn)椴煌擅芏鹊燃壍募託饣炷疗鰤K,除了荷載方面的差異之外,還在其他材性上表現(xiàn)出差異。

      西安建筑科技大學(xué)王緒富等人在《不同密度級別加氣混凝土性能和微觀結(jié)構(gòu)研究》一文中,曾選用B04、B05和B06 級砂加氣混凝土砌塊進(jìn)行優(yōu)化對比,以此研究不同干密度級別加氣混凝土的力學(xué)性能和導(dǎo)熱性能變化規(guī)律。

      該試驗(yàn)選用的B05級砂加氣混凝土干密度為509.8kg/cm3,B06 級砂加氣混凝土干密度為594.7kg/cm3。實(shí)驗(yàn)結(jié)果節(jié)錄如下:

      1.抗折和抗壓強(qiáng)度

      ▲ 不同干密度級別砂加氣混凝土抗折和抗壓強(qiáng)度

      從圖中可以看出,隨著干密度級別的提高,砂加氣混凝土的抗折、抗壓強(qiáng)度均增加,且呈非線性變化。

      抗折和抗壓強(qiáng)度值隨干密度提高均呈上升趨勢,是因?yàn)樯凹託饣炷恋牧W(xué)性能主要與孔壁抵抗外界應(yīng)力的能力有關(guān)。這取決于孔隙結(jié)構(gòu)的數(shù)量和孔徑分布,以及基體組成中水化產(chǎn)物種類和數(shù)量。

      這兩者中,孔隙結(jié)構(gòu)尤其是氣孔率的影響最為顯著。這是因?yàn)闅饪茁蕦?qiáng)度的平均貢獻(xiàn)是水化產(chǎn)物的兩倍以上。隨著砂加氣混凝土砌塊干密度級別提高,砌塊結(jié)構(gòu)中連通孔比例降低,孔形狀趨于球形,孔壁厚度增大,抗折和抗壓強(qiáng)度隨之增大。


      2.導(dǎo)熱系數(shù)


      ▲ 不同干密度級別砂加氣混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)

      從這個圖中可以看出,隨著砂加氣混凝土砌塊干密度級別提高,砌塊導(dǎo)熱系數(shù)增大。

      這是因?yàn)樯凹託饣炷潦且环N由固相基體和氣孔組成的多孔材料,固相骨架與氣孔共同影響砌塊的導(dǎo)熱性能。

      物相組成相同情況下,砂加氣混凝土氣孔率隨干密度級別的升高而降低,使砌塊導(dǎo)熱系數(shù)增加,即保溫性能降低了。

      這就產(chǎn)生了一個矛盾:想發(fā)揮保溫性能,干密度越小越好;但為了保證后續(xù)施工比如抹灰的工程質(zhì)量,選用干密度大的砂加氣更為合理。


      ALC板用在外墻、衛(wèi)生間是否可行?

      這同樣也是在工程群中看到群友提出問題。

      根據(jù)《蒸壓加氣混凝土板》(GB/T15762-2020)規(guī)定。在下列情況下,不得采用蒸壓加氣混凝土板:

      1.建筑物防潮層以下的外墻;

      2.長期處于浸水和化學(xué)侵蝕環(huán)境;

      3.板表面溫度經(jīng)常處于80℃以上的部位;

      4.有較大集中荷載、沖擊和振動的部位。

      這些限定條件,并沒有說不能用于外墻或者衛(wèi)生間。規(guī)范只是規(guī)定要注意分類使用。蒸壓加氣混凝土板,按使用部位和功能可分為屋面板(AAC-W)、樓板(AAC-L)、外墻板(AAC-Q)、隔墻板(AAC-G)四種。



      ▲ 蒸壓輕質(zhì)加氣混凝土板(ALC板)/

      佛山市潤合建材有限公司工廠實(shí)拍


      △佛山市潤合建材有限公司工地現(xiàn)場實(shí)拍圖

      ALC板用在外墻以及衛(wèi)生間,或在住宅室內(nèi)作為分隔墻使用,筆者都認(rèn)為應(yīng)要謹(jǐn)慎。

      因?yàn)锳LC板材料內(nèi)部有大量氣孔,這些氣孔細(xì)小均勻、無連通、呈圓球形。氣孔壁內(nèi)還含有大量的微觀孔,大概占到總面積的10%左右。

      微觀孔使加氣混凝土板具有毛細(xì)吸附作用,吸水率升高,收縮變形就大。有實(shí)驗(yàn)顯示,加氣混凝土其收縮率是傳統(tǒng)燒結(jié)黏土磚的3倍以上。正是因?yàn)锳LC板吸水性強(qiáng),干燥風(fēng)干時體積收縮明顯,容易造成裂縫,從而影響工程質(zhì)量。

      ALC板出釜時,含水率通常高達(dá)30%以上。而加氣混凝土的含水率與強(qiáng)度的相關(guān)研究表明,加氣混凝土的最佳含水率應(yīng)在12~15%之間。

      有效控制ALC板含水率,是工程質(zhì)量管理的重點(diǎn)所在,可以從以下三方面入手:

      (1)在生產(chǎn)環(huán)節(jié),ALC墻板出釜后必須有一個靜置期,一般不宜少于28天。這需要生產(chǎn)廠家具有很大的堆放場地,一般很難做到。那為了保證ALC墻板出廠含水率的穩(wěn)定,在ALC墻板生產(chǎn)線上應(yīng)增設(shè)風(fēng)干設(shè)備。

      (2)在施工現(xiàn)場儲運(yùn)環(huán)節(jié)中,要做到有計劃進(jìn)場,適量進(jìn)場,及時安裝。如墻板在施工現(xiàn)場堆放,堆放地點(diǎn)應(yīng)選擇地勢高的位置。

      不能直接堆放在地面上,其下部應(yīng)采取架高措施防潮,并避免受到雨淋。

      (3)在墻板安裝環(huán)節(jié),墻板上墻后,要控制隨后的粉刷節(jié)點(diǎn),不能馬上粉刷。將板材單排直立、兩面通風(fēng),有利于板材降低含水率。

      有課題實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果說,墻體粉刷宜在墻板出廠70天后進(jìn)行【注2】。這個周期可以作為參考,但也非普適規(guī)律,畢竟工程環(huán)境差異較大,具體時間應(yīng)根據(jù)墻板的實(shí)際含水率來掌握。

      除了以上這些ALC板自身的材料特點(diǎn),還應(yīng)重視安裝過程、安裝工藝不匹配帶來的質(zhì)量問題。

      比如缺少對ALC墻板安裝的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),或出于對成本控制的考慮,安裝時采用的工藝、工具、砂漿等都沿用了傳統(tǒng)磚墻的做法。普通水泥砂漿與板材黏結(jié)效果差,嵌縫砂漿硬化時的自身收縮就會造成墻板安裝后沿安裝縫開裂。

      針對ALC板拼縫位置,可采用發(fā)泡劑+PE棒的方法。用PE棒塞緊板縫的外側(cè),用聚氨酯在板縫內(nèi)側(cè)發(fā)泡,發(fā)泡完成后再把PE棒取回,清理入板縫20mm,最后使用密封膠涂抹板縫內(nèi)外。這樣板縫在抗?jié)B、抗裂方面都會得到明顯改善。

      結(jié)語

      我國也是生產(chǎn)和應(yīng)用加氣混凝土較早的國家。上世紀(jì) 30 年代,上海引進(jìn)了第一條加氣混凝土生產(chǎn)線,廠址位于平?jīng)雎贰T撋a(chǎn)線生產(chǎn)的 ALC 砌塊主要用于匯豐銀行、錦江飯店、地鐵大廈、國際飯店等建筑的內(nèi)墻【注3】。

      在1965 年,我國又引進(jìn)了瑞典西波列克斯(Siporex)技術(shù)和全套生產(chǎn)設(shè)備,在北京建立了加氣混凝土生產(chǎn)線。

      進(jìn)入 21 世紀(jì),尤其近些年,隨著人們低碳環(huán)保和節(jié)能減排意識的逐漸加強(qiáng),蒸壓加氣混凝土砌塊或者板材,都在建筑工程中被大力推廣并得到應(yīng)用。

      如何生產(chǎn)高性能的加氣混凝土產(chǎn)品,如何正確使用加氣混凝土類制品,仍將是我們這些建筑業(yè)從業(yè)人員要去探究和實(shí)踐的課題。

      雖說從耐久性、穩(wěn)定性上看,“秦磚漢瓦”這類傳統(tǒng)墻體材料無疑更勝一籌。但節(jié)能減排是千秋大計,建筑業(yè)會沿著這條既定路線堅(jiān)定地走下去。

      參考文獻(xiàn)

      1.高世偉·蒸壓加氣混凝土砌塊配套砂漿性能研究【D】鄭州·鄭州大學(xué):2011

      2.楊培東·LC墻板填充墻裂縫成因及防裂關(guān)鍵技術(shù)研究【D】青島:青島理工大學(xué)·2011

      3.王海強(qiáng)·含水率對非承重ALC外墻板基本性能影響的試驗(yàn)研究【D】鄭州·鄭州大學(xué):2015

      文章轉(zhuǎn)自明源地產(chǎn)研究院,來源:工程一姐

      產(chǎn)品圖片均為本公司實(shí)拍圖



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