加气混凝土定义及分类(20200509111325)

加气混凝土定义及分类

1．定义

加气混凝土是以钙质材料和硅质材料为基本组分，以化学发气方法形成多孔结构，通过蒸

压养护获得强度的轻质人工石材。从宏观物理组成看，它的大量的细小均匀的气孔结构说明

它属于多孔混凝土一类；从它的基本组成材料和这些材料之间的水化反应及生成物来看，它属于硅酸盐混凝土；从它获取强度的方法来看，它是蒸压养护制品；从它的多孔结构形成的方法来看，它属于材料组分之间通过化学反应产生气体，及所谓“加气”，而不是外加泡沫。因此，加气混凝土是一种以硅钙为主要原料，采用特殊化学发气方法形成多孔结构的蒸压多

孔硅酸盐混凝土。

2. 分类

（1）按基本组成材料分为；石灰—粉煤灰加气混凝土，石灰—沙子—水泥加气混凝土；石灰—硅质尾矿—水泥加气混凝土。

（2）按制品烘干以后单位体积的质量（干体积密度）分为六个等级：即300，400,500,600,700和800.目前，我国主要生产500和600级的制品。600级制品以承重为主，兼做保温；500级制品可作某些承重材料，也可作保温用。有的工厂正在开展400或300级的保温制品的研制。

（3）按使用功能分为；加气混凝土砌块---墙体砌筑材料；加气混凝土屋面板—屋面受弯构件；加气混凝土墙板---作为内外墙使用的板材；加气混凝土拼装大板---为便于机械化施工，将墙板拼装而成的大型板材。

粉煤灰加气混凝土的结构及其形成机理

粉煤灰加气混凝土是一种多孔硅酸盐混凝土。它是由钙质材料与粉煤灰中的硅质和铝质成分

在水热处理过程生成的一系列水化产物、由铝粉发气所形成的气孔结构以及未反应完的原料

颗粒共同组成的一个统一体。这种结构是由料将浇注、静停和蒸压养护等生产工序所发生的

化学反应和物理变化而形成的。

一、粉煤灰加气混凝土的结构

粉煤灰加气混凝土在生产过程中形成的结构系由气孔和孔间壁组成。气孔在铝粉发气是生

成，并经蒸压养护后固定在混凝土中。孔间壁系由水化产物、未反应的材料颗粒和孔间壁内

的孔隙组成。

1.粉煤灰加气混凝土的孔间壁结构

（1）水化产物

加气混凝土的水化产物主要是不同结晶度的托勃莫来石、C-S-H凝胶和水化石榴石。河南建筑工程材料研究生对粉煤灰的水化产物进行了定量分析并测定相应试件的物理力学性能。

（2）未反应的材料颗粒

在孔间壁材料中，出水化产物外，还有一定数量的未反应颗粒。水化产物为胶结料，未反应

颗粒可为骨架，形成强度。

（3）孔间壁内的孔隙

孔间壁的孔隙分为两类：一类是毛细孔，孔径在几十微米至100 ?之间,体积约占总体积(体积密度为500kg/m3时)的30%左右；第二类为胶孔，孔径在100? 以下，这类孔的体积只占总体积（体积密度为500kg/m3时）的1%。

2．粉煤灰加气混凝土的气孔结构

体积密度为500kg/m3的粉煤灰加气混凝土，其气孔体积约占总体积的49%，孔形为球形，孔径约在0.2-0.8mm之间。

二、粉煤灰加气混凝土的结构形成机理

粉煤灰加气混凝土的结构是通过以下生产工序所发生的化学反应和物理变化而形成的：（1）由于料将组份间相互反应而放气的物一化过程；（2）料将的稠化和凝结过程；（3）物料的各个组份发生水热反应的蒸压养护过程。

1.料浆发气的化学反应

在粉煤灰加气混凝土料浆中，发气反应的产生是通过原料搅拌、浇注开始的。在搅拌机中加入粉煤灰浆、水泥、生石灰、铝粉、水以及其他外加剂后，水泥和生石灰即发生水化反应。

水泥水化时要析出ca(oh)2 ，生石灰与水作用时也要生成ca ，因而，加气混凝土

料浆的液相呈现碱性且迅速变成饱和溶液（ph值达12左右）。铝粉极易与碱溶液相互作用，

铝粉与碱性饱和溶液发生反应产生氢气，这些氢气很少溶于水（在t=20℃时，1L水仅溶解氢气0.0189L）,而且随着温度的升高体积增大（由0℃升到40℃时，氢气体积增大15%），因此，必然使混合料浆发生膨胀。

2.料浆膨胀、稠化、凝结的物理过程和化学反应

（1）料浆发生膨胀过程

料浆发气时最初生成的氢气立即溶解于液相中，由于氢气的溶解度不大，溶液很快达到饱和。当达到一定的饱和度时，在铝粉颗粒表面上形成一个或数个泡核，由于氢气的逐渐积累，气泡内压力逐渐增大，当内压力克服上层料浆对它的重力和料浆的极限剪应力之后，气泡长大推动料浆膨胀。铝粉与水反应产生氢气和料浆膨胀始终处于动态平衡。

料浆膨胀的动力是气泡内的内压力，料浆膨胀的阻力是上层料浆的重力和料浆的极限剪应

力。发气初期，铝浆不断产生氢气，内压力不断得到补充，因而迅速膨胀。随着石灰，水泥

不断水化，极限剪应力不断增大，这时，铝粉的反应仍在继续进行，只要气泡内的压力继续

打压上层料浆的重力和极限剪应力，膨胀就会继续进行下去。当料浆迅速稠化，极限剪应力急剧增大，膨胀才会逐渐缓慢下来。当铝粉反应结束，气泡内不再增加内压力，或者这种内

压力不足以克服上层料浆的重力和料浆的极限剪应力时，膨胀过程就停止了。

（2）料浆的稠化过程

加气混凝土料浆失去流动性的过程称为稠化过程。稠化是由于料浆中的石灰、水泥不断水化，其极限剪应力不断增大的结果。因此，料浆的稠化过程就是料浆的极限剪应力不断增大的过

程。

料浆的极限剪应力随时间而变化的曲线可以看作是料浆的稠化曲线。如果实际的稠化曲线低

于正常的稠化曲线，表示料浆稠化太慢，有可能产生塌模；如果料浆稠化太快，实际的稠化

曲线高于正常的稠化曲线，则有可能产生不满模、憋气等不正常现象。因此，加气混凝土的

稠化过程是要通过修正稠化曲线来加以调整。

（3）料浆的流变特性

加气混凝土料浆是一种粘、塑、弹性组合体，其发气、膨胀、稠化过程也是在剪切条件下发

生流动和变形的过程，用流变学方法能够直接反应料浆发气和稠化过程的规律。

加气混凝土料浆从搅拌浇注开始至胚体硬化为止，按其结构特性可以分为以下几个变化过

程：刚形成的料浆可以看作是一种溶液粗分散体系，其流变特性接近于理想牛顿粘性体；随后固定粒子互相碰撞，在范德华力作用下互相粘接起来，形成最初的絮凝结构，这是骨架形成阶段，其流变特性具有假塑性特性；随着水化反应的继续进行，固相粒子形成三维的空间

网络，这时整个结构具有显著地弹、粘塑性特征，表现出极限剪应力，这是骨架发育阶段；

最后结构强度明显上升，弹塑性质比例加大，这是结构密实化阶段。可以用料浆的流变特性

的变化来表征加气混凝土料浆结构的发生、发展和不断完善的过程。

(4)料浆的凝结过程和化学反应

当料浆浇注入模、开始膨胀的时候，随着放气反应的进行，水泥和石灰也发生水化作用。当

放气完毕、膨胀结束时，料浆中的石灰质矿物胶结料仍在水化，水化产物在液相中不断地积