土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計（論文）陶粒（砂）增強加氣混凝土的研制

1、畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 班 級 2010 級 學生姓名 xxx 學 號 發(fā)題日期： 2011 年 03 月 13 日 完成日期： 2010 年 06 月 25 日 題 目 陶粒（砂）增強加氣混凝土的研制 1、本論文的目的、意義 我國建筑業(yè)的快速發(fā)展使得本行業(yè)的能耗越來越多，建造和使用建筑時直 接、間接的能耗已經(jīng)占到全社會總能耗的 30%。建筑節(jié)能對經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展和 生態(tài)環(huán)境的改善及保護具有重要意義，建筑節(jié)能已是迫在眉睫?，F(xiàn)國內(nèi)正在大 力開展對節(jié)能墻體材料的研究和利用，確保建筑節(jié)能目標的實現(xiàn)。在我國現(xiàn)階 段經(jīng)濟基礎(chǔ)條件下，外墻外保溫和墻體自保溫仍是實現(xiàn)建筑節(jié)能的二大主要保

2、溫措施，而墻體自保溫體系因其自身的優(yōu)點必將成為建筑的主要保溫措施。加 氣混凝土因其優(yōu)良的熱工性能，在自保溫體系中得到了廣泛的應(yīng)用。 加氣混凝土是指以硅質(zhì)材料和鈣質(zhì)材料為主要原料，摻加發(fā)氣劑 ，經(jīng)加水 攪拌，由化學反應(yīng)形成內(nèi)部孔隙，經(jīng)一定養(yǎng)護條件而形成的輕質(zhì)人造石材。在 上世紀二十年代，世界上就出現(xiàn)了加氣混凝土。隨著研究的深入，生產(chǎn)工藝水 平的提高，加氣混凝土的質(zhì)量和產(chǎn)量都得到了很大的提高，到 1999 年，國內(nèi)加 氣混凝土產(chǎn)量達 1000 萬立方米。但中國加氣混凝土工業(yè)的整體技術(shù)水平還較低， 在 200 條生產(chǎn)線中，年生產(chǎn)能力不足 5 萬立方米，工藝設(shè)備簡陋的生產(chǎn)線占 70%以 上，產(chǎn)品以加氣

3、混凝土砌塊為主，板材和其它高附加值的種類并不多，產(chǎn)品合 格率也不高，生產(chǎn)經(jīng)營和管理水平還較低，整個行業(yè)需加強技術(shù)改造，提高裝 備技術(shù)水平與產(chǎn)品應(yīng)用技術(shù)水平，淘汰生產(chǎn)能力小于 5 萬立方米/年，生產(chǎn)工藝 裝備簡陋，手工切割的生產(chǎn)線。 我國生產(chǎn)的加氣混凝土類型按原材料分主要包括三種。即水泥礦碴砂， 水泥石灰粉煤灰，水泥石灰砂。因為水泥石灰粉煤灰加氣混凝土 能夠使用大量工業(yè)廢料粉煤灰，減少工業(yè)廢料對環(huán)境的負擔，受到廣泛的關(guān)注。 火力發(fā)電站的廢料粉煤灰，變廢為寶，即替代了粘土保護耕地，又減少了粉煤 灰的堆放對耕地的占用，減少了環(huán)境污染。加氣混凝土具有保溫隔熱的性能， 可以減少電力的浪費，從而節(jié)約一些不

4、可再生的能源。加氣混凝土中陶粒的加 入能大大增加材料的強度，從而使加氣混凝土用于某些承重的結(jié)構(gòu)中，擴大了 加氣混凝土的使用范圍。陶粒（砂）增強加氣混凝土是一種建筑節(jié)能材料，可 以節(jié)約大量的能源。 本課題研究的陶粒（砂）增強加氣混凝土是由輕質(zhì)陶粒（砂） ，粉煤灰，石 灰，水泥，水和鋁粉及必要的化學外加劑經(jīng)一系列物理化學過程形成的人造材 料。在陶粒增強加氣混凝土中，陶粒（砂）起骨架作用，其主要作用是提高加 氣混凝土的強度；粉煤灰為化學反應(yīng)提供活性二氧化硅；石灰提供氧化鈣物質(zhì)， 并通過與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，為鋁粉的發(fā)氣提供堿性環(huán)境；水泥能加快坯體 的硬化，形成強度；鋁粉是發(fā)氣劑。課題試驗部分將以正交

5、分析方法為主，通 過強度和密度兩方面的正交試驗，綜合考慮選擇最佳的正交因素水平，得出原 材料的最優(yōu)配合比。最后將進行配合比驗證，測試陶粒（砂）增強加氣混凝土 的強度，密度，吸水性等方面性能。本課題試驗設(shè)計的目標是陶粒（砂）增強 加氣混凝土試件的 14 天立方體抗壓強度在 6.5mpa 以上，能滿足 a07 級加氣混 凝土要求；試件的干密度在 1200kg/m3以下；試件內(nèi)部膠凝材料的發(fā)氣效果好， 膠凝材料與陶粒（砂）的粘聚性好，同時還要求新拌物的流動性和保水性好， 成型過程中陶粒（砂）能均勻的分布在膠凝材料中，不產(chǎn)生陶粒（砂）上浮或 下沉的現(xiàn)象。 陶粒（砂）增強加氣混凝土是以輕質(zhì)陶粒（砂）為骨

6、料的加氣混凝土，采 用常壓養(yǎng)護工藝，是一種輕質(zhì)、高強、保溫、隔熱的優(yōu)質(zhì)墻體材料。2006 年， 上虞多元新型墻體有限公司與浙江大學建筑工程學院合作，利用管樁余漿及陶 粒與引氣漿體的有機復合，成功開發(fā)了墻體材料新品種陶粒增強加氣砌塊。 由浙江省科技廳組織的鑒定認為，其整體技術(shù)處國內(nèi)領(lǐng)先水平。以期陶粒（砂） 增強加氣混凝土能應(yīng)用到更廣泛的工程中去。 2、學生應(yīng)完成的任務(wù) （1）原材料選擇及性能試驗； （2）試驗方案設(shè)計及試件制作并對試驗數(shù)據(jù)進行收集與整理； （3）試件性能測試及其研究 3、論文各部分內(nèi)容及時間分配：（共 9 周） 第一部分原材料選擇及性能試驗； (2 周) 第二部分試驗方案設(shè)計及試

7、件制作并對試驗數(shù)據(jù)進行收集與整理； (5 周) 第三部分試件性能測試及其研究； (1 周) 評閱及答辯交老師評閱并修改 (1 周) 備 注 指導教師： 年 月 日 審 批 人： 年 月 日 摘 要 針對目前建筑物對墻體材料高強輕質(zhì)保溫、隔熱和隔聲的要求，本文 提出采用高強輕質(zhì)陶粒作為骨料，以水泥石灰粉煤灰為膠凝材料，同時使 用鋁粉為發(fā)氣劑，并以減水劑和石膏作為外加劑，從而形成以陶粒為骨料的新 型自保溫墻體材料陶粒（砂）增強加氣混凝土。 與傳統(tǒng)加氣混凝土不同的是，本課題所設(shè)計的陶粒增強加氣混凝土不需要 蒸壓養(yǎng)護。傳統(tǒng)蒸養(yǎng)制度不僅要使用大量的熱源，而且還會降低生產(chǎn)效率。而 沒有蒸壓養(yǎng)護的加氣混凝土

8、則是利用石灰在消化過程中的放熱（體積很大時其 中心溫度達 90） ，在常溫常壓下直接養(yǎng)護，不僅節(jié)約能源，降低成本，而且 生產(chǎn)效率高。 本課題將根據(jù)試制試件的情況確定正交實驗設(shè)計方案，再根據(jù)方案制作試 件得出抗壓強度結(jié)果，而后采用材料最佳配合比，進行配合比驗證，在驗證時 加入減水劑和石膏，以觀察它們對抗壓強度的影響。本課題最終得到了強度高 （14 天強度可達 6.5mpa） ，密度適中（干密度在 10001200kg/m3） ，孔隙好的 陶粒（砂）增強加氣混凝土。 關(guān)鍵詞：自保溫墻體材料，陶粒（砂）增強加氣混凝土，干密度，抗壓強度， 抗折強度 目 錄 摘 要.5 第 1 章 緒 論.1 1.1

9、建筑節(jié)能的緊迫性和重要性 .1 1.2 建筑節(jié)能的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃 .2 1.3 實現(xiàn)建筑節(jié)能的技術(shù)途徑 .3 1.4 國內(nèi)外節(jié)能墻體體系分類及其材料的研究現(xiàn)狀 .3 1.5 本課題的目的、意義和主要研究內(nèi)容 .4 1.5.1 本課題的目的.4 1.5.2 本課題的意義.5 1.5.3 本課題的主要研究內(nèi)容.5 第 2 章 原材料選擇及性能試驗.6 2.1 陶粒（砂） .6 2.1.1 篩分析試驗 .7 2.1.2 堆積密度.7 2.1.3 表觀密度 .8 2.1.4 空隙率 .9 2.1.5 筒壓強度 .10 2.1.6 吸水率 .10 2.1.7 粒形系數(shù) .10 2.2 水泥 .11

10、2.3 生石灰粉 .12 2.4 粉煤灰 .12 2.5 減水劑 .13 2.6 石膏 .13 第 3 章 試驗方案設(shè)計及試件制作.14 3.1 試驗方案設(shè)計 .14 3.1.1 整體試驗方案的制訂 .14 3.1.2 正交實驗設(shè)計.14 3.2 試件制作 .15 3.2.1 試驗方案的確定.15 3.2.2 試件的制作 .16 3.2.3 小結(jié) .18 第 4 章 試件性能測試及其研究.19 4.1 干體積密度,含水率及吸水率試驗 .19 4.1.1 試驗方法 .19 4.1.2 試驗結(jié)果及討論 .19 4.2 強度試驗 .21 4.2.1 強度測試說明 .21 4.2.2 測試結(jié)果及分析

11、.22 4.2.3 小結(jié) .32 4.3 破裂面分析 .32 第 5 章 結(jié)論與展望.34 5.1 結(jié)論 .34 5.2 展望 .34 參考文獻.36 附 錄.37 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 1 頁 第 1 章 緒 論 1.1 建筑節(jié)能的緊迫性和重要性 我國建筑業(yè)的快速發(fā)展使得本行業(yè)的能耗越來越多，建造和使用建筑時直接、間 接的能耗已經(jīng)占到全社會總能耗的 30%。更令人擔憂的是我國現(xiàn)有建筑中 95%達不到 節(jié)能標準，新增建筑中節(jié)能不達標的超過 80%，單位建筑面積能耗是發(fā)達國家的 23 倍，這將成為未來社會沉重的能源負擔。根據(jù)最新的調(diào)研結(jié)果，在施工圖設(shè)計審查階 段，北方嚴寒和寒冷地區(qū)

12、大城市新建居住建筑執(zhí)行建筑節(jié)能設(shè)計標準比例為 90%，夏 熱冬冷地區(qū)比例只有 20%，夏熱冬暖地區(qū)比例僅為 11%。而實際在施工過程中按節(jié)能 設(shè)計標準施工的建筑又大打折扣，北方地區(qū)的比例為 50%，夏熱冬冷地區(qū)的比例為 14%， 夏熱冬暖地區(qū)的比例僅為 11%左右。 夏熱冬冷地區(qū)的主要分區(qū)指標是最冷月平均溫度 010，最熱月平均溫度 2530。重慶年平均氣溫為 18，1 月份氣溫最低，月平均氣溫為 7，最低極限 氣溫為零下 3.8，7 月至 8 月份氣溫最高，多在 2738之間，最高極限氣溫可 達 43.8，是長江流域 3 大“火爐”城市之一。重慶還是中國日照最少城市之一，年 均日照時 125

13、9.5 小時。7 月至 8 月份略高，月均日照時 230 小時。其它月份在 150 小 時以下。由于這種一年四季相對較大的溫差，同時隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們對生活 水平的要求越來越高，而普通的墻體材料根本不能起到保溫隔熱的作用，因此夏熱冬 冷時節(jié)使用空調(diào)等致冷取暖設(shè)備已成為普遍的現(xiàn)象。這必然會導致電力和能源的大量 浪費，甚至局部地區(qū)的電力短缺。 建筑節(jié)能對經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展具有重要意義。能源是現(xiàn)代經(jīng)濟建設(shè)的基本物質(zhì)基礎(chǔ)， 在很大程度上決定和制約著整個國家國民經(jīng)濟的發(fā)展。自 1973 年爆發(fā)世界性能源危 機后，能源問題一直是各國關(guān)注的重點。能源為經(jīng)濟發(fā)展提供動力，經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展 依賴于能源的發(fā)展，能

14、源短缺會制約經(jīng)濟的發(fā)展。而能源資源絕大部分是不可再生的， 對于有限的能源資源，除了開發(fā)新的能源資源外，其它節(jié)約而有效的方法就是節(jié)能。 建筑節(jié)能是整個節(jié)能工作的主要組成部分，這是因為建筑的使用壽命一般為 50 年左 右，有的甚至長達 100 年，在這漫長的“生命周期”里建筑物要消耗巨大的能源，一 般建筑總能耗占全社會能耗的 20%30%。歐美發(fā)達國家建筑使用能耗一般占全社會能 耗的 30%40%，建筑總能耗占全社會能耗的 40%50%。同時建筑節(jié)能節(jié)地的開展能 帶來建筑結(jié)構(gòu)、材料的創(chuàng)新發(fā)明，保持建筑市場的持續(xù)發(fā)展，從而保障經(jīng)濟的持續(xù)發(fā) 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 2 頁 展。 建筑節(jié)能對

15、生態(tài)環(huán)境的改善和保護具有重要意義。人們占地建房、毀田制磚不僅 占用了寶貴的可利用土地資源，又因為粘土實心磚制造耗能多、保溫性能差，造成能 源浪費。建筑節(jié)能帶來了環(huán)保綠色的建筑產(chǎn)品，這些綠色產(chǎn)品不僅在生產(chǎn)過程中耗能 少，又具有很好的保溫隔熱效果。同時利用一些工業(yè)廢料，減少了工業(yè)廢料對環(huán)境的 污染。 為持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟，保護生態(tài)環(huán)境，開展建筑節(jié)能工作將具有重大意義。 1.2 建筑節(jié)能的發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展規(guī)劃 1986 年發(fā)布試行的國家第一部民用建筑節(jié)能設(shè)計標準(采暖居住建筑部分) (jgj26-86)標志我國建筑節(jié)能工作正式啟動。1993 年發(fā)布的民用建筑熱工設(shè)計規(guī)范 (gb50176-93) ,旅游旅館

16、建筑熱工與空調(diào)節(jié)能設(shè)計規(guī)范(gb50189-93)不僅對民用 建筑節(jié)能做要求，對商業(yè)建筑節(jié)能也做出規(guī)定要求。1995 年在舊的民用建筑節(jié)能設(shè) 計標準(jgj26-86)上修改發(fā)布新的標準 jgj26-95。但長期以來我國建筑節(jié)能工作進 展緩慢，主要有三方面原因:一是受經(jīng)濟利益的困擾。二是宣傳力度不夠。三是建筑 節(jié)能法律不健全。直到 1998 年頒布的中華人民共和國節(jié)約能源法使中央、地方 政府制定的各類建筑節(jié)能的規(guī)程、規(guī)范和標準有了法律的依據(jù)。 我國建筑節(jié)能從起步到現(xiàn)在大致經(jīng)歷了兩個階段:第一階段，從 1986 年起，要求 節(jié)能率在 1980 年當?shù)赝ㄓ迷O(shè)計能耗水平的基礎(chǔ)上節(jié)能 30%。進入 2

17、0 世紀 90 年代，經(jīng) 過多方努力，全國節(jié)能建筑已達 5000 萬 m2，但這些節(jié)能建筑與當時全國采暖地區(qū)新 建居住面積相差甚遠。第二階段，從 1996 年起到 2010 年，為實現(xiàn)“建筑節(jié)能九五計 劃和 2010 規(guī)劃” ，在達到第一階段節(jié)能要求的基礎(chǔ)上實現(xiàn)節(jié)能 50%的目標。 為加大第二階段節(jié)能工作力度，政府出臺一系列標準和規(guī)范。如既有居住建筑 節(jié)能改造技術(shù)規(guī)程(jgj129-2000)、 夏熱冬暖地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標準 (jcj75-2003)、 建筑照明節(jié)能標準(gb50034-2004)以及公共建筑節(jié)能設(shè)計標準 (gb50189-2005)。并對未來建筑節(jié)能發(fā)展進行了規(guī)劃，建設(shè)部

18、下發(fā)的關(guān)于發(fā)展節(jié)能 省地型住宅和公共建筑的指導意見中指出到 2010 年，我國不同氣候地區(qū)城鎮(zhèn)新建 建筑實現(xiàn)節(jié)能率為 50%，并開展城市既有居住和公共建筑的節(jié)能改造，大城市完成改 造面積 25%，中等城市完成 15%，小城市完成 10%。到 2020 年，北方和沿海經(jīng)濟發(fā)達 地區(qū)和特大城市新建建筑實現(xiàn)節(jié)能 65%的目標，并實現(xiàn)大部分既有建筑的節(jié)能改造。 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 3 頁 1.3 實現(xiàn)建筑節(jié)能的技術(shù)途徑 建筑節(jié)能就是建筑中提高能源利用效率，用有限的資源和最小的能源消費代價取 得最大的經(jīng)濟和社會效應(yīng)。我們一般把建筑節(jié)能范圍定義為減少建筑使用過程中的能 耗，它涉及到建筑、建

19、材、施工、采暖、通風、空調(diào)、照明、電器、熱工、能源、環(huán) 境等許多專業(yè)內(nèi)容，是許多學科交叉結(jié)合形成的一門綜合性技術(shù)。由于受經(jīng)濟、歷史 條件的限制，建筑節(jié)能在不同的發(fā)展時期，有著不同的含義和內(nèi)容。在發(fā)達國家，建 筑節(jié)能經(jīng)歷了三個階段:第一階段，在建筑中節(jié)約能源;第二階段，在建筑中保持能源、 減少熱損失;第三階段，提高建筑中能源的利用效率。建筑節(jié)能具體的實施過程中一 般通過以下技術(shù)途徑實現(xiàn)的： (1)通過建筑構(gòu)造主要是圍護結(jié)構(gòu)上采取節(jié)能措施。建筑圍護結(jié)構(gòu)組成部分(如墻、 屋頂、門窗等)的設(shè)計對建筑能耗有著根本的影響。通過改善建筑圍護結(jié)構(gòu)的熱工性 能，夏季可減少熱量由室外傳入室內(nèi)，冬季可減少室內(nèi)熱量的

20、流失，從而減少建筑冷、 熱消耗。一般增加圍護結(jié)構(gòu)的費用為總投資的 3%6%時，節(jié)能可達 20%40%;增加造 價 6%10%，建筑節(jié)能可達 50%。所以提高圍護結(jié)構(gòu)尤其是外墻的熱工性能，改善其 組成材料的熱工性能，是目前建筑節(jié)能最有效的技術(shù)措施之一。 (2)通過建筑規(guī)劃設(shè)計節(jié)能。建筑師與能源分析專家、環(huán)境專家、設(shè)備工程師、 結(jié)構(gòu)工程師緊密配合，利用全新的設(shè)計理念設(shè)計出低能耗建筑、零能耗建筑、綠色建 筑等。具體措施可歸納為三個方面:合理選擇建筑地址;合理的外部環(huán)境設(shè)計;合理設(shè) 計建筑形體。 (3)通過提高建筑用戶用能效率。這主要指建筑的采暖、空調(diào)與通風、電器照明 等方面采取的措施，如采用節(jié)能燈、

21、高能效的采暖空調(diào)系統(tǒng)等1。 1.4 國內(nèi)外節(jié)能墻體體系分類及其材料的研究現(xiàn)狀 節(jié)能墻體體系一般分為兩大類，一類是復合保溫墻體體系，該保溫墻體體系包括 以下幾種： (1)外墻外保溫墻體體系。外墻外保溫就是在承重墻體外面附加聚苯板等保溫性 能良好的絕熱保溫材料作保溫層或外涂保溫砂漿。它的優(yōu)點是:能避免產(chǎn)生熱橋，避 免內(nèi)墻面冬季結(jié)露，有利于保護主體結(jié)構(gòu)，大大減少溫度應(yīng)力對結(jié)構(gòu)的破壞，增加結(jié) 構(gòu)的使用壽命。同時它不占用建筑使用面積。但這一保溫墻體體系施工較復雜且施工 質(zhì)量要求高，如聚苯烯板粘貼、粘釘或嵌固質(zhì)量不好時，容易出去板間裂縫;保溫砂 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 4 頁 漿由于施工質(zhì)量問

22、題使其在溫、濕作用下出現(xiàn)開裂空鼓，甚至脫落，這些都影響其保 溫效果及使用年限。其次此保溫墻體體系成本較高，每平方米造價增加近 100 元。 (2)外墻內(nèi)保溫墻體體系。這種外墻內(nèi)保溫體系把保溫材料設(shè)在墻體的內(nèi)側(cè)，所 用材料有聚苯乙烯板、巖棉板、水泥膨脹珍珠巖板、充氣石膏板或保溫砂漿等，現(xiàn)在 最常用保溫砂漿。這種保溫墻體體系施工難度不大，價格也便宜，但會降低室內(nèi)空間 的有效使用。 (3)夾心復合保溫墻體體系。這種保溫墻體體系有兩種做法，一種是建筑墻體采 用混凝土空心砌塊或其它空心砌塊，在砌塊孔洞中填充隔熱保溫材料(如聚苯顆?；?膨脹珍珠巖等)。另一種是混凝土砌塊等墻體主材料砌筑在保溫材料的兩側(cè)。這

23、種保 溫墻體體系不存在內(nèi)外表面面層處理問題，但施工較為復雜，同時整個墻體較厚，影 響建筑有效使用面積。 另一類是以單一墻體材料的節(jié)能外墻體系，也就是自保溫墻體體系。自保溫墻體 體系有著其自身的優(yōu)點。 (1)熱工性能穩(wěn)定，不受施工質(zhì)量的影響； (2)施工作業(yè)簡單，無需二道工序； (3)避免了二次裝修對內(nèi)保溫材料的破壞作用； (4)排除了外保溫材料耐久性不能與建筑物使用壽命相一致的矛盾(聚苯板外保溫 體系所能承諾的使用年限最高為 30 年)； (5)能解決高層建筑的墻體保溫問題(聚苯板外保溫體系的使用高度目前限于 50m 以下)； (6)通過材料塊體結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計，可以解決外墻滲漏問題； (7)綜

24、合成本和性能優(yōu)于外墻外保溫體系； 在我國現(xiàn)階段經(jīng)濟基礎(chǔ)條件下，外墻外保溫和墻體自保溫仍是二大主要保溫措施。 但從墻體保溫體系的發(fā)展趨勢來看，墻體自保溫體系因其自身的優(yōu)點必將成為建筑的 主要保溫措施?，F(xiàn)國內(nèi)正在大力開展對節(jié)能墻體材料的研究和利用，確保建筑節(jié)能目 標的實現(xiàn)。 1.5 本課題的目的、意義和主要研究內(nèi)容 1.5.1 本課題的目的 本課題針對目前國內(nèi)建筑節(jié)能方面的要求以及自保溫墻體材料的發(fā)展現(xiàn)狀，旨在 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 5 頁 采用陶粒（砂）粉煤灰石灰和水泥，同時采用鋁粉作為膠凝材料的發(fā)氣劑,在此 之后再加入減水劑和石膏，在標準養(yǎng)護條件下制作出密度小強度相對較高的陶粒

25、（砂）增強加氣混凝土，具體的目標為： 1） 試件的 14 天立方體抗壓強度在 6.5mpa 以上，能滿足 a07 級加氣混凝 土要求； 2） 試件的干密度在 1200kg/m3以下； 3） 試件內(nèi)部膠凝材料的發(fā)氣效果好，膠凝材料與陶粒（砂）的粘聚性好。 并且要求新拌物的流動性好保水性好，成型過程中陶粒能均勻的分布在膠凝材 料中，不產(chǎn)生上浮或下沉的現(xiàn)象。 1.5.2 本課題的意義 采用火力發(fā)電站的廢料粉煤灰，變廢為寶，即替代了粘土保護耕地，又減少了粉 煤灰的堆放對耕地的占用，減少了環(huán)境污染。加氣混凝土具有保溫隔熱的性能，可以 減少電力的浪費，從而節(jié)約一些不可再生的能源。加氣混凝土中陶粒的加入能大

26、大增 加材料的強度，從而使加氣混凝土用于某些承重的結(jié)構(gòu)中，擴大了加氣混凝土的使用 范圍。陶粒（砂）增強加氣混凝土是一種建筑節(jié)能材料，可以節(jié)約大量的能源。 1.5.3 本課題的主要研究內(nèi)容 （1）原材料的選用及其性能的測試 選用粉煤灰石灰水泥及陶粒作為陶粒（砂）增強加氣混凝土的主要原材料， 采用鋁粉作為膠凝材料的發(fā)泡劑，根據(jù)需要加入減水劑和石膏。石灰采用生石灰粉， 因此要使用粉碎機將其粉碎到需要的細度；水泥需使用新鮮的水泥。 （2）正交因素及水平的合理選擇 在這期間，要先根據(jù)組成材料的重要性選出幾個需要考慮的因素，然后根據(jù)相關(guān) 資料數(shù)據(jù)暫定出合適的因素水平，設(shè)計出正交試驗表格。試做其中一部分試驗

27、的試件， 7 天齡期之后測試其強度，如達不到估計的強度值，可調(diào)整因素水平，重新設(shè)計正交 水平表，直到滿足要求為止。 （3）正交因素對力學性能影響的研究 一定齡期的試件抗壓強度結(jié)果出來之后，通過數(shù)據(jù)分析，得出結(jié)論，選擇最優(yōu)的 材料配合比。 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 6 頁 （4）采用最佳材料配合比制作試件，加入外加劑進行配合比驗證。 西南交通大學專科升本科畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 第 2 章 原材料選擇及性能試驗 考慮到強度的要求，本研究采用具有較好耐久性和穩(wěn)定性的水泥基膠凝材料，同 時以粉煤灰替代一部分水泥，以增加后期的強度。陶粒作為骨料，能改變加氣混凝土 強度方面的不足。摻加生石灰的主

28、要目的是提供氧化鈣成分，同時在制作體積較大的 試件時生石灰的消化放熱，可為強度的快速形成提供熱能。生石灰消化反應(yīng)后的氫氧 化鈣能增加料漿的堿性，使鋁粉能夠在水泥初凝之前的短時間內(nèi)完成發(fā)氣，從而形成 料漿的多孔隙結(jié)構(gòu)。粉煤灰主要起到微集料效應(yīng)和火山灰效應(yīng)，能使陶粒（砂）增強 加氣混凝土在后期強度繼續(xù)增加，同時利用廢料粉煤灰又能順應(yīng)當今社會環(huán)保的潮流 和趨勢。鋁粉作為發(fā)氣劑，其用量雖少，卻在加氣混凝土形成過程中占有至關(guān)重要的 地位。在后期的配合比驗證的試驗中會摻入減水劑和石膏，研究兩種外加劑對強度的 影響。摻加減水劑的目的是在保持料漿的稠度和流動性的情況下，減少水的用量，使 自由水蒸發(fā)的裂縫盡可能

29、少。石膏的加入主要起硫酸鹽激發(fā)作用。 因此，本課題的主要原材料為水泥石灰粉煤灰和陶粒，發(fā)氣劑為鋁粉，外加 劑為萘系高效減水劑和石膏。 2.1 陶粒（砂） 根據(jù)輕集料標準的定義，輕集料是指堆積密度不大于 1100kg/m3的輕粗集料和堆 積密度不大于 1200kg/m3的輕細集料的總稱。頁巖陶粒（砂）是輕集料中的一種，它 是指由粘土質(zhì)頁巖板巖等為主要原料經(jīng)破碎篩分，或粉磨制粒，燒脹而成的一種 人造輕集料2。 本課題設(shè)計時預計加氣混凝土料漿的干密度會在 800kg/m3左右，濕密度將有可能 達到 1000kg/m3。為了節(jié)約試驗經(jīng)費，根據(jù)就地取材的原則，陶粒（砂）選用了宜昌 光大陶粒制品有限責任公

30、司生產(chǎn)的高強輕質(zhì)結(jié)構(gòu)頁巖陶粒，粗輕集料陶粒（以下簡稱 陶粒）密度等級為 800 級，即堆積密度在 710800kg/m3之間；細輕集料陶砂（以下 簡稱陶砂）密度等級為 600 級，即堆積密度在 510600kg/m3之間。光大陶粒（砂） 的執(zhí)行標準為 gb/t17431.1-1998。其性能測試及結(jié)果如下（采用中華人民共和國國家 標準輕集料及其試驗方法 標準號 gb/t17431.1-1998）： 西南交通大學專科升本科畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 2.1.1 篩分析試驗 測試結(jié)果及數(shù)據(jù)處理（見表 2.1） 表 2.1 陶粒（砂）篩分析試驗報告： 材料名稱：陶粒品種：高強輕質(zhì)頁巖陶粒產(chǎn)地：湖北.宜昌

31、試驗項目：篩分析 篩孔尺寸（mm）191613.29.54.75篩底總量 03.546.6304.8614.830.0999.7 篩余品質(zhì)（g） 08.129.9241.5648.271.8999.4 00.44.730.461.53.0100 ai(%) 00.83.024.264.87.2100 00.45.135.597.0100 ai(%) 00.83.828.092.8100 10099.694.964.53.00 pi(%) 10099.296.272.07.20 執(zhí)行標準：gb/t17431.2-1998試驗結(jié)果：合格 材料名稱：陶砂品種：高強輕質(zhì)頁巖陶粒產(chǎn)地：湖北.宜昌 試驗項

32、目：篩分析 篩孔尺寸 （mm） 9.54.752.361.180.60.30.150.075篩底總量 04.3273.895.362.628.421.37.57.5500.7 篩余品質(zhì)（g） 02.1270.7113.478.622.56.51.94.5500.2 00.954.719.012.55.74.21.51.5100 ai(%) 00.454.122.715.74.51.30.40.9100 00.955.674.687.192.897.098.5100 ai(%) 00.454.577.292.997.498.799.1100 10099.144.425.412.97.23.01.

33、50 pi(%) 10099.645.522.87.12.61.30.90 公式= x m 75 . 4 75 . 4 36 . 2 18 . 1 6 . 03 . 015 . 0 100 5)( a aaaaaa 第一次篩分=(97+92.8+87.1+74.6+55.6)-50.9/(100-0.9)=4.06 1x m 第二次篩分=(54.5+77.2+92.9+97.4+98.7)-50.4/(100-0.40=4.20 2x m =(4.06+4.20)/2=4.13 x m 執(zhí)行標準： gb/t17431.2-1998 試驗結(jié)果： 4.13 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 9

34、頁 2.1.2 堆積密度 采用自然堆積密度，即自然堆積狀態(tài)下陶粒單位體積的質(zhì)量。結(jié)果及數(shù)據(jù)處理如 下（見表 2.2） 表 2.2 陶粒（砂）堆積密度 材料名稱：陶粒品種：高強輕質(zhì)頁巖陶粒產(chǎn)地：湖北.宜昌 試驗項目：堆積密度 1 m=3.3=11.05,11.1mv=10=775 1 =780 2 =778 執(zhí)行標準：gb/t17431.2-1998試驗結(jié)果：778 材料名稱：陶砂品種：高強輕質(zhì)頁巖陶砂產(chǎn)地：湖北.宜昌 試驗項目：堆積密度 1 m=1.15=3.77,3.77mv=51=5242=524 =524 v mm1000)( 1 1 m容量筒重，kg； 筒和試樣總重，kg；m v容量筒

35、體積，l； 1，第一次堆積密度，kg/m3； 1 2，第二次堆積密度，kg/m3； 2 ,堆積密度平均值，kg/m3。 執(zhí)行標準：gb/t17431.2-1998試驗結(jié)果：524 2.1.3 表觀密度 結(jié)果及計算見表 2.3. 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 10 頁 表 2.3 陶粒（砂）表觀密度 陶粒表觀密度 =13 1 v=711,710 v=300m=1515 1ap =1522 2ap =1518 ap 300 1000 1 vv m ap 金屬塊體積，ml； 1 v 總體積，ml；v 陶粒的干質(zhì)量，g；m 表觀密度，kg/m3。 ap 陶砂表觀密度 =150 0 m=937 1

36、 m=973,971 2 m=1316 1ap =1293 2ap =1305 ap ； 210 0 mmm m ap 陶砂初始質(zhì)量,g； 0 m 瓶+水質(zhì)量,g； 1 m 瓶+水+陶砂質(zhì)量總和,g； 2 m 表觀密度,kg/m3。 ap 2.1.4 空隙率 在測定粗細集料的堆積密度和表觀密度的基礎(chǔ)上，通過計算，可以得出在自然堆 積狀態(tài)下的空隙率。 粗集料空隙率計算公式：=（1-）100 ap =（1-778/1518）100=49（%） 細集料空隙率計算公式：=（1-）100 ap 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 11 頁 =（1-524/1305）100=60（%） 2.1.5 筒壓強

37、度 只有陶粒才測筒壓強度，陶砂不測。粗集料筒壓強度計算公式：=，測試結(jié) a f f p 果為 5.4mpa。 2.1.6 吸水率 結(jié)果及計算見表 2.4。 表 2.4 陶粒（砂）的吸水率 陶粒的吸水率 =300 0 m=305.4,306.4,308.2 1 m=1.8,2.1,2.7 a w=2.2 a w 陶砂的吸水率 =300 0 m=358.5,356.8,357.6 1 m=19.5,18.9,19.2 a w=19.2 a w 計算公式： ；100 0 01 m mm wa 干試樣質(zhì)量,g； 0 m 飽和面干試樣質(zhì)量,g； 1 m 3 組試驗結(jié)果平均值,%。 a w 2.1.7 粒

38、形系數(shù) 粒形系數(shù)是指粗集料的長向最大尺寸與中間截面最小尺寸的比值，適用于測定輕 粗集料，結(jié)果及評定（見表 2.5） 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 12 頁 表 2.5 粒形系數(shù)表 1.7，1.1，1.4，1.1，1.6，1.5，1.2，1.1，2.5，1.5 1.2，1.2，1.3，1.4，1.5，1.5，1.4，1.5，1.5，1.5 1.2，1.4，1.4，2.6，1.3，1.8，1.3，1.8，1.1，1.4 1.2，1.5，2.2，1.2，1.2，1.9，1.1，2.1，1.7，1.7 1.1，1.2，1.5，1.8，1.1，1.5，1.1，1.8，1.2，1.5 50 次粒形系

39、數(shù) 1.7，1.5，1.3，1.8，1.1，2.0，1.1，1.4，1.4，1.1 1.4，1.2，1.5，1.5，1.6，1.4，1.4，1.5，1.5，1.7 1.3，1.6，1.9，1.6，1.7，1.4，1.9，1.1，1.5，1.4 1.3，2.3，1.1，1.1，1.5，1.3，1.5，1.3，1.4，1.4 1.2，1.9，1.6，1.5，1.5，1.5，1.2，1.2，1.4，1.4 1.5 粒形系數(shù)平均值 1.5 兩次結(jié)果平均值1.5 由于輕集料具有強吸水性的特點，因此在制作試件時，陶粒采用預濕工藝，摻入 一定量的水使陶粒處于表干狀態(tài)后，再與料漿混和攪拌，以防止陶粒周圍料漿中

40、的水 被陶粒吸走，影響這些料漿的發(fā)氣效果強度及與陶粒之間的粘結(jié)力。 2.2 水泥 水泥在本課題中和石灰一起作為混合鈣質(zhì)材料，主要起保證澆注穩(wěn)定及加速坯體 硬化的作用。本課題選用的水泥是重慶天助水泥其性能見表 2.6。 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 13 頁 表 2.6 水泥性能試驗表 品種：普通硅酸鹽水泥 p.o42.5r 原材料 產(chǎn)地：重慶天助水泥有限公司 試驗項目：水泥細度試驗 儀器設(shè)備：0.075mm 方孔篩，塑料袋 試驗方法：負壓篩法 篩余百分率（%）：5.0 試驗項目：標準稠度用水量（%） 試驗方法：標準法 試驗結(jié)果：24.6 試驗項目：凝結(jié)時間（min） 初凝時間：110 終

41、凝時間：165 試驗項目：膠砂強度（mpa） 3 天：抗折：3.74抗壓：17.6 28 天：抗折：8.91抗壓：44.5 2.3 生石灰粉 石灰是石灰石等物質(zhì)經(jīng)高溫煅燒分解，放出二氧化碳，但未達到燒結(jié)狀態(tài)的以 氧化鈣為主要成分的白色塊體，磨細之后就成了生石灰粉。生石灰粉在加氣混凝土中 的作用：一是向其中提供有效的氧化鈣，使之在水熱條件下與硅質(zhì)材料中的 sio2al2o3作用，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，從而使砌塊獲得強度；二是提高料 漿的堿度，提供鋁粉發(fā)氣條件，促進鋁粉進行發(fā)氣反應(yīng)；三是水化放熱為提高加氣混 凝土料漿溫度提供有效的熱源，促進坯體中膠凝材料的進一步凝結(jié)硬化，加快強度的 形成。值

42、得注意的是，生石灰粉在水化過程中會產(chǎn)生體積的膨脹，要盡可能使這種情 況發(fā)生在料漿完全凝固之前。 生石灰粉 0.075mm 方孔篩篩余百分率為 49.8%。 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 14 頁 2.4 粉煤灰 粉煤灰是以煤為燃料的發(fā)電廠排出的廢渣，它在加氣混凝土中的作用是提供二氧 化硅成分，在有一定熱量的條件下與氧化鈣反應(yīng)，生成水化硅酸鈣。本課題采用的粉 煤灰是重慶發(fā)電廠的級粉煤灰。 表 2.7 粉煤灰技術(shù)指標 項目名稱細度（45 微米方孔篩）需水量 燒失量 （%） 含水量 （%） 三氧化硫 gb1596- 2005（）質(zhì)量指 標 25105813 實測值 37.51027.10.81

43、 2.5 減水劑 通過加入減水劑在料漿相同稠度情況下減少水的用量，可以減少水在遷移過程中 形成的孔道和縫隙，以期提高強度。本課題采用的是萘系高效減水劑。 2.6 石膏 石膏是一種較常用的膠凝材料，在加氣混凝土中做發(fā)氣過程中的調(diào)節(jié)劑。石膏的 調(diào)節(jié)作用主要體現(xiàn)在兩個方面：一是生成水化硫鋁酸鈣及其凝膠，并使 csh(i)向托貝 莫來石轉(zhuǎn)化，使制品增加強度降低收縮值；二是石膏作為緩凝劑延緩水泥凝結(jié)速度， 抑制石灰消解，延緩料漿的稠化速度。 本課題石膏是選用的重慶潔宇脫硫石膏綜合利用有限公司的二水脫硫石膏粉，其 技術(shù)參數(shù)為（見表 2.8）： 表 2.8：石膏的技術(shù)參數(shù) 鐳-226（bq/kg）10.64

44、1.64三氧化二鐵0.08% 釷-232（bq/kg）2.311.08三氧化二鋁0.15% 鉀-40（bq/kg）22.1446.96氧化鈣30.93% ira0.05氧化鎂0.40% ir0.04三氧化硫44.08% 附著水10%燒失量（800）20.97% 結(jié)晶水19.88%caso4+caso4.2h2o96% 西南交通大學專科升本科畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 二氧化硅1.08% 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 16 頁 第 3 章 試驗方案設(shè)計及試件制作 3.1 試驗方案設(shè)計 3.1.1 整體試驗方案的制訂 陶粒（砂）增強加氣混凝土是以陶粒（砂）為骨料的加氣混凝土，陶粒(砂)通過 骨架

45、作用增加加氣混凝土的強度。本課題的主要任務(wù)是研究在沒有蒸壓養(yǎng)護制度的情 況下各原材料最佳的配合比，使陶粒（砂）增強加氣混凝土能具有最佳的性能。同時 也研究原材料是如何影響陶粒（砂）增強加氣混凝土的性能以及影響程度的大小，以 及在今后的研究和生產(chǎn)中應(yīng)該注意的問題，并提供一些建議性的意見供參考。 因此，本課題采取了如下的試驗方案： （1）本課題以陶粒（砂）增強加氣混凝土的 7d、14d 抗壓強度和干密度為設(shè)計 技術(shù)指標，采用正交實驗設(shè)計方法，4研究原材料及組成對陶粒（砂）增強加氣混凝 土性能的影響； （2）在正交試驗結(jié)果分析基礎(chǔ)上，研究化學外加劑對陶粒（砂）增強加氣混凝 土強度發(fā)展及孔結(jié)構(gòu)的影響；

46、 3.1.2 正交實驗設(shè)計 本課題正交實驗設(shè)計的步驟如下： （1）實驗指標是陶粒增強加氣混凝土的強度（mpa）和密度（kg/m3） 。實驗?zāi)康?提高陶粒增強加氣混凝土的力學性能和空隙率，降低它的密度，以保證陶粒（砂）增 強加氣混凝土的力學性能和熱工性能。 （2）選定因素和水平。課題的目的是通過正交實驗設(shè)計研究陶粒（砂）增強加 氣混凝土性能變化規(guī)律，并確定最佳的配合比。 為了便于分析和研究，本課題做了下面的處理，確定了影響指標的因素： 1）假定一種狀態(tài)，在該狀態(tài)下，陶粒（砂）增強加氣混凝土的發(fā)氣完全結(jié)束， 水分未散失。 2）從空間上考慮陶粒（砂）增強加氣混凝土的構(gòu)成，它的體積是陶粒（砂）的 體積

47、與加氣混凝土的體積之和。選定陶粒（砂）的體積率（陶粒（砂）的體積占該狀 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 17 頁 態(tài)下材料總體積的百分率，%）為第一個正交因素。 3）假定一個該狀態(tài)下加氣混凝土合理的密度，然后根據(jù)體積算出加氣混凝土質(zhì) 量。它是水的質(zhì)量和膠凝材料的質(zhì)量之和，水和膠凝材料的質(zhì)量比為水料比，作為第 二個正交因素。 4）膠凝材料包括水泥、石灰和粉煤灰，選定水泥和石灰占整個膠凝材料的質(zhì)量 百分率（%）作為另兩個正交因素。 這樣，在知道陶粒（砂）增強加氣混凝土體積情況下，就可以根據(jù)陶粒的體積率 計算使用陶粒的體積和質(zhì)量，同時也可計算加氣混凝土料漿的體積，從而計算出水的 用量和各膠凝材料

48、的質(zhì)量。 因素水平的確定先要經(jīng)過理論的分析，然后需再做試驗，最后認為合理，才能夠 完全確定。比如說陶粒（砂）的體積率的確定就是先通過陶粒（砂）的空隙率，它的 體積率應(yīng)該小于 1 減空隙率，在這個范圍內(nèi)進行試驗，確定 3 個較合理的水平。而水 泥，石灰及水料比可以借鑒加氣混凝土的經(jīng)驗進行試驗。確定的 3 個因素水平要使測 試的結(jié)果能夠看出明顯的差別，間隔不能太小，才能進行相互之間的比較，也不能太 大，否則得不到合理的配合比。 （3）選擇正交表。本課題采用四因素三水平，選用 (l934)正交表，共九組試驗。 3.2 試件制作 首先，根據(jù)加氣混凝土砌塊生產(chǎn)過程中的一些經(jīng)驗確定一個料漿的配合比，再根

49、據(jù)陶粒的空隙率能確定陶粒的大致體積率，最后確定正交因素水平。 3.2.1 試驗方案的確定 首先，本課題還是從陶粒（砂）加氣混凝土入手，通過理論分析，借鑒前人的經(jīng) 驗和長時間的試件試制，選擇了各因素的水平。據(jù)相關(guān)資料，生產(chǎn)體積密度為 500kg/m3蒸壓加氣混凝土的配合比：水泥（425 號硅酸鹽水泥）10%，生石灰 20%，二 水石膏（占鈣質(zhì)材料用量）10%，粉煤灰約 70%，鋁粉 0.6，氣泡穩(wěn)定劑少量，水料 比 0.60.7。3通過該配合比，對料漿的組成有了一些了解。陶粒的空隙率為 49%， 所以陶粒的體積率要在 51%以下，就可以使陶粒的表面包裹上一層加氣混凝土料漿， 混合料的工作性就會很

50、好。最先試做試件水泥和石灰的質(zhì)量百分比均取的是 10%，20%，30%，陶砂的體積率取的 0.35，0.40 和 0.45，水料比 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 18 頁 0.55，0.60，0.65。通過 7 天抗壓強度試驗，強度極低，進行了因素水平調(diào)整。最終 確定的因素水平（見表 3.1） 。 表 3.1 因素水平表 水平水泥(%)石灰(%)陶粒(%)w/s 13010300.50 24020350.55 35030400.60 根據(jù)因素水平表，試驗的方案也就出來了（見表 3.2） 表 3.2 試驗方案設(shè)計表 試驗號水泥（%）石灰（%）陶粒（%）水料比 13010300.50 230

51、20350.55 33030400.60 44010350.60 54020400.50 64030300.55 75010400.55 85020300.60 95030350.50 3.2.2 試件的制作 當因素水平確定后，就可以計算出各原材料的用量（原材料用量表見附錄 2，陶 粒（砂）增強加氣混凝土在減水劑加入后相應(yīng)減少 15%用水量） ，試件就可以開始制作 了。前期試驗原材料除水泥、石灰、粉煤灰、陶粒（砂）和水外，還有用量雖少卻很 重要的鋁粉。根據(jù)資料，鋁粉的摻量取加氣混凝土料漿質(zhì)量的 6。 （1） 試件規(guī)格。根據(jù)試驗條件和研究需要，最初制作的空白對比試驗純加氣混 凝土和陶砂增強加氣混

52、凝土試驗試件尺寸規(guī)格是 4040160mm 的膠砂試件，陶粒加 氣混凝土試件是 100100100mm 的立方體試件。后期的所有試件都是 100100100mm 的立方體試件。 （2） 集料預處理。由于陶粒（砂）是吸水性極強的骨料，所以在陶粒（砂）與 在膠砂攪拌機里拌制好的加氣混凝土漿料漿混合前，要事先用水將陶粒（砂）濕潤至 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 19 頁 表干的狀態(tài)，以防止陶粒（砂）過分吸水導致其周圍的料漿比別處料漿干，使質(zhì)量不 均勻。 （3） 攪拌和裝模。料漿的拌制按計算好的水泥、石灰、粉煤灰和鋁粉稱量后， 將計算出的所需的水倒入濕潤的攪拌鍋中，然后將膠凝材料倒入，用砂漿攪拌

53、機手控 快攪 3 分鐘即可?？瞻讓Ρ仍囼灱兗託饣炷林苯訉⒘蠞{倒入事先準備好的試模，各 試模料漿均勻分布，然后輕輕抖動兩次，讓其平整，等待發(fā)泡。陶砂加氣混凝土膠砂 試件制作在料漿攪拌好后再將濕潤好的陶砂倒入攪拌鍋中快速攪拌一分鐘裝模，輕輕 抖動，讓其密實，如果流動性較小，就要插搗密實。陶粒加氣混凝土試件的制作是在 料漿攪拌完成后，再將料漿倒入裝在盆中潤濕了的陶粒上，然后攪拌均勻，再均勻的 裝入試模中。類似于流態(tài)混凝土5，勿需震搗。裝模時一定要小心仔細均勻的鏟入試 模中，不能直接倒，否則會使裝填不均勻，測試結(jié)果會出現(xiàn)很大誤差。 （4） 發(fā)氣和刮平。本課題采用的是鋁粉發(fā)氣劑。鋁粉發(fā)氣質(zhì)量是用發(fā)氣曲

54、線評 定的。瑞典西波列克思規(guī)定的鋁粉標準發(fā)氣曲線的定義為：在 45的溫度下用 70g 鋁 粉摻入到 50g 水泥、30ml 水、20ml 濃度為 0.1ml/l 的 naoh 溶液組成的水泥漿中進行 發(fā)氣，其發(fā)氣量與發(fā)氣時間的關(guān)系曲線。一般要求在 2min 前發(fā)氣要慢，3min 后發(fā)氣 速度要快，80%以上的發(fā)氣應(yīng)在 38min 內(nèi)完成。8min 后發(fā)氣減慢，16min 時發(fā)氣基 本結(jié)束。6 本課題使用的鋁粉可能與上述的鋁粉有所不同，但如果按照這種溫度和 發(fā)氣速度，將無法保證試件成型。本人也曾用 45溫水做過試驗，結(jié)果沒有一個試件 成功發(fā)氣。因此，在既要保證鋁粉和其它原料能夠均勻混合，又要保證

55、發(fā)氣過程大部 分在裝填試模后完成，本課題使用水溫為 20左右的冷水。這樣發(fā)氣速度在前 5 分鐘 左右的時間都較慢，而后回緩慢進行，到 1 個小時左右的時間發(fā)氣將會完成，這在初 凝之前，從而保證發(fā)氣不會產(chǎn)生不良后果。一般要在發(fā)氣完全結(jié)束，水泥終凝之前將 試模上多余的混合料刮掉，凹陷的部位用濕的漿體或小集料填好，然后抹平。刮和抹 要輕輕進行，不能破壞試件內(nèi)部的孔隙結(jié)構(gòu)。一次抹平之后過一段時間要二次抹平。 試件的制作圖見圖 3.1a,b。 西南交通大學專科升本科畢業(yè)設(shè)計 第 20 頁 3.1a 發(fā)氣后 3.1b 刮平后 （5） 拆模與養(yǎng)護。由于試件強度低，形成強度時間長，因此拆模的時間是在試 件成型

56、兩天后。拆模后的試件放到標準養(yǎng)護室中，在強度很小時不要將試件浸在水中， 否則試件可能會因此而壞掉。 3.2.3 小結(jié) 在大約一個星期的試制試件過程中，總結(jié)了試件制作經(jīng)驗，也確定了要重點研究 的因素及大致的因素水平，為正交試驗的設(shè)計提供了試驗依據(jù)。在試件的制作過程中， 最為關(guān)鍵的就是要保證料漿發(fā)氣的質(zhì)量。保證發(fā)氣質(zhì)量最重要的兩個方面一是鋁粉稱 量的準確，另一方面就是攪拌之后鋁粉必須能均勻的分布在料漿中。由于流動度較大， 制作試件的試模密封性要好，否則料漿就會流掉，影響成型。溫水制作加氣混凝土雖 有可能增大材料的強度，但溫水會導致發(fā)氣的加快，如不能在鋁粉加入后較短的時間 范圍內(nèi)將混合料填模，會讓鋁

57、粉產(chǎn)生的大部分氣體白白浪費掉。用冷水制作較好，發(fā) 氣會在一個小時之內(nèi)完成。但如果水溫太低會導致發(fā)氣時間過分延長，甚至是在水泥 初凝之后的很長時間才完成，這樣會導致很大的內(nèi)應(yīng)力，同樣會影響強度。一般加氣 混凝土用水的溫度在 2025較為合理。粉煤灰的用量不能太大，否則彌水現(xiàn)象將會 劇增。 陶粒（砂）增強加氣混凝土試件的制作是相對較復雜的事，在制作之前，必須經(jīng) 過多次的實驗，確定出一種簡單可行且準確的方法，將其程式化。這樣在后來的試件 制作中就可以制作出質(zhì)量較一致的試件，測試結(jié)果也就會更加精確一些，更具有研究 的價值。 同時，由于加氣混凝土的強度較低，即使不用集料或者用的是細集料，最好也制 作 1

58、00100100mm 規(guī)格的試件，因為這樣在做強度試驗的時候由于受壓面積增大， 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 21 頁 在讀數(shù)盤上顯示的壓力數(shù)值就會更大，測試的結(jié)果會更準確些。 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 22 頁 第 4 章 試件性能測試及其研究 4.1 干體積密度,含水率及吸水率試驗 4.1.1 試驗方法 （1）干體積密度和含水率。通過干體積密度試驗結(jié)果能夠比較詳細的了解陶粒 增強加氣混凝土的質(zhì)量情況，判斷混凝土在密度上能否滿足預定要求，并在有需要的 時候進行調(diào)整，使得到滿意的結(jié)果。方法是重新做六個試件，3 個為陶砂增強加氣混 凝土試件，3 個為陶粒增強加氣混凝土試件，成型后

59、 14 天進行干體積密度測試。測試 時將試件從標準養(yǎng)護室中取出，量取試件長寬高尺寸（mm） ，算出試件體積(l)。然v 后試件先稱初始質(zhì)量(g)，后放在烘箱中 23 天，溫度 100左右，烘干直至恒 0 m 重，冷卻后再稱試件干重(g)。 g m 干體積密度的計算公式為：（kg/m3） ； v m g 含水率計算公式為： (%)。 g g m mm w )( 0 （2）吸水性試驗。吸水性是墻體材料的一個重要性質(zhì)，因為在住房裝修的時候 需要在粗糙的墻體表面抹上一層砂漿，后在砂漿的表面再做需要的處理。當砂漿抹在 墻體材料表面時，如果墻體材料吸水率太大，將砂漿中的水分吸走，就會導致砂漿質(zhì) 量不均勻，

60、甚至抹面的砂漿因此而剝落。因此，本課題用做完干體積密度和含水率試 驗后的試件再進行吸水率測試。方法是，試件完全冷卻后將試件放在水中，試件高度 的至少 2/3 以上部分浸入水里 12 天，取出后用濕毛巾將表面多余的水擦掉，稱重， 質(zhì)量用（g）表示。吸水率越小越好。 w m 吸水率計算公式為：（%） 。 g gw r m mm w 4.1.2 試驗結(jié)果及討論 陶粒（砂）增強加氣混凝土試件干體積密度，含水率及吸水率測試結(jié)果及計算見 表 4.1： 西南交通大學?？粕究飘厴I(yè)設(shè)計 第 23 頁 表 4.1 干體積密度，含水率及吸水率測試結(jié)果 實驗 號 0 m (g) g m (g) w m (g) 試件