新型墻體材料干硬性混凝土配合比

新型墻體材料

生產(chǎn)工藝與質(zhì)量控制河北農(nóng)業(yè)大學(xué)教授：孟志良.1、混凝土小型空心砌塊1.1混凝土小型空心砌塊配合比設(shè)計(jì)混凝土小型空心砌塊的組成材料與普通混凝土基本相同，但是砌塊所用的混凝土與普通混凝土有所不同。首先混凝土小型砌塊空洞率高（40%左右），組成砌塊的混凝土的強(qiáng)度并不等于砌塊的強(qiáng)度；其二是砌塊不能帶模養(yǎng)護(hù)，脫模后必須具有能抵抗一定變形和自承重.的強(qiáng)度。這就要求組成砌塊的混凝土必須是干硬性的；其三是砌塊所用的混凝土是在成型機(jī)上有限的時(shí)間內(nèi)(以秒計(jì))完成布料，加壓振動(dòng)使之密實(shí)的，而且由于設(shè)備的不同，激振力的不同，振動(dòng)方式的不同，振動(dòng)的時(shí)間也不同。即使是同一種配合比，在不同成型機(jī)上成型的砌塊，其最終強(qiáng)度及各項(xiàng)物理性能也有差異；.其四是砌塊是制品，是直接銷售的商品，外觀和色澤均有一定的要求，特別是用于清水墻時(shí)要求更加嚴(yán)格。因此，在設(shè)計(jì)砌塊配合比時(shí)，必須考慮砌塊的這些特殊性。目前砌塊混凝土還沒有成熟的配合比設(shè)計(jì)方法?，F(xiàn)行《普通混凝土配合比設(shè)計(jì)規(guī)程》(JGJ55-2000)(以下簡(jiǎn)稱規(guī)程)中用水量、砂率的選擇等方面不適合砌塊所用的干硬.性混凝土。而對(duì)砌塊性能有重大影響的骨料的顆粒級(jí)配，在《規(guī)程》中沒有考慮。在2001年11月份北京召開的中國(guó)建筑砌塊協(xié)會(huì)第12次會(huì)員代表大會(huì)上，美國(guó)砌塊專家約翰·克利斯勒說目前美國(guó)也沒有成熟的砌塊混凝土配合比設(shè)計(jì)方法，主要是通過長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)的積累而得出的配合比。

.1.1.1小型空心砌塊混凝土配合比設(shè)計(jì)砌塊混凝土配合比設(shè)計(jì)原則是：選用原料使混合骨料的分計(jì)篩余和細(xì)度模數(shù)符合規(guī)定要求；建立砌塊強(qiáng)度等級(jí)與組成砌塊混凝土強(qiáng)度之間的關(guān)系，確定出砌塊所用混凝土的強(qiáng)度；確定滿足砌塊用混凝土強(qiáng)度的水灰比；確定用水量，滿足工作性要求；確定水泥、砂、石用量；配比應(yīng)經(jīng)濟(jì)合理。.1)選用原料，使混凝土骨料的分計(jì)篩余和細(xì)度模數(shù)符合規(guī)定要求根據(jù)幾年的生產(chǎn)實(shí)踐，筆者認(rèn)為混凝土骨料的分計(jì)篩余和細(xì)度模數(shù)是砌塊所用混凝土中十分重要的工藝參數(shù)。對(duì)砌塊的強(qiáng)度、密實(shí)度、外觀質(zhì)量、抗?jié)B性能以及成型性能起著決定性的作用。對(duì)骨料分計(jì)篩余和細(xì)度模數(shù)的研究國(guó)內(nèi)還很少,目前還沒有提出合適的參照值。美國(guó)貝賽爾公司.積多年的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐，提出了普通混凝土小型空心砌塊混凝土骨料顆粒級(jí)配的推薦值(見表1)。.表1普通混凝土小型砌塊混合骨料顆粒級(jí)配推薦值篩孔尺寸（mm)分計(jì)篩余(%)分計(jì)篩余允許偏差（%）累計(jì)篩余（%）9.5000~5—4.752520~30252.361510~22.5401.181510~20550.61510~20700.31510~20850.15105~1595篩底52~10.由表1累計(jì)篩余計(jì)算出的細(xì)度模數(shù)Mx=3.70。美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)經(jīng)過研究也提出了普通混凝土小型空心砌塊混合骨料級(jí)配的推薦值，其數(shù)值與貝賽相近，細(xì)度模數(shù)Mx=3.65。根據(jù)貝賽爾推薦的混合骨料的篩分值，我們就可以選擇兩種或多種粗細(xì)骨料進(jìn)行顆粒級(jí)配，使其組配的混.合料其篩分值盡量接近推薦值，至少應(yīng)在允許的范圍內(nèi)。其細(xì)度模數(shù)盡量靠近3.70。個(gè)別分計(jì)篩余稍有超出允許范圍，一般來說偏差越大，砌塊的質(zhì)量越差。如果把大于4.75mm(中國(guó)原標(biāo)準(zhǔn)為5mm)的顆?？醋魇?，那么從推薦值中可以看出，混骨料中砂子占75%，石子占25%。砂率為75%.，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出《規(guī)程》的選擇范圍，《規(guī)程》中最高砂率為41%。2）確定砌塊用混凝土的強(qiáng)度對(duì)有生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的老廠，可以從砌塊強(qiáng)度與組成砌塊混凝土立方體試件強(qiáng)度多次試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中，找到它們之間的關(guān)系。對(duì)于新投產(chǎn)的廠來說，為了縮短摸索的時(shí)間，建議采用如下關(guān)系式：.Rk/Ri=0.9577-1.129K????????①式中：Rk—混凝土砌塊28d抗壓強(qiáng)度，MPa；Ri—組成砌塊混凝土立方體試件28d抗壓強(qiáng)度，MPa；K—砌塊空心率(以小數(shù)計(jì))。.本公式是由六省數(shù)個(gè)科研單位根據(jù)大量試驗(yàn)而建立的砌塊強(qiáng)度、砌塊空心率和組成砌塊混凝土強(qiáng)度之間的關(guān)系式。知道了砌塊所要求的強(qiáng)度等級(jí)和砌塊的空心率就能求出組成砌塊混凝土的強(qiáng)度?？紤]到各廠設(shè)備的差異及在試配過程中可能出現(xiàn)的偏差，為了確保新試制的砌塊達(dá)到預(yù)定的強(qiáng)度，應(yīng)使試配的混凝土強(qiáng)度比上述公式計(jì)算出的混凝土強(qiáng)度提高10%～15%。.3）確定混凝土的水灰比計(jì)算混凝土水灰比最常用的公式是鮑羅來公式，《規(guī)程》中應(yīng)用的也是這個(gè)公式，鮑羅來公式表達(dá)形式如下:Ri=ARc(C/W-B)?????????②式中：Ri—混凝土的試配強(qiáng)度，MPa；Rc—水泥28d的實(shí)測(cè)抗壓強(qiáng)度，MPa。.當(dāng)缺少水泥28d抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值時(shí)，可按下列公式，可按下式確定Rc：Rc=rc×Rck式中：rc—水泥強(qiáng)度等級(jí)值的富余系數(shù)，可按實(shí)際統(tǒng)計(jì)資料確定,無統(tǒng)計(jì)資料時(shí)，可按rc=1.13計(jì)算；Rck—水泥強(qiáng)度等級(jí)值，MPa。.C/W—灰水比(即水灰比的倒數(shù))。A、B—回歸系數(shù),與使用的水泥、骨料種類有關(guān)。新“規(guī)程”對(duì)回歸系數(shù)作了較大改動(dòng)。這是在使用水泥新標(biāo)準(zhǔn)條件下，通過大量試驗(yàn)而得出的參數(shù)。當(dāng)骨料為碎石時(shí)，A取0.46，B取0.07；當(dāng)骨料為卵石時(shí)，A取0.48，B取0.33。將上述參數(shù)代入式②，鮑羅來公式可改寫成如下形式。.采用碎石為骨料時(shí):Ri=0.46×1.13×Rck(C/W-0.07)采用卵石為骨料時(shí)：Ri=0.48×1.13Rck(C/W-0.33)運(yùn)用上述公式,只要知道砌塊所用混凝土的試驗(yàn)強(qiáng)度Ri和水泥強(qiáng)度等級(jí)值Rck，即可求出水灰比。.4）確定用水量在《混凝土砌塊生產(chǎn)與應(yīng)用》(嚴(yán)理寬等編著)一書中所給的每立方米混凝土的用水量，且比較切合砌塊生產(chǎn)的實(shí)際(見表2)，《規(guī)程》所給的用水量以及根據(jù)需水性定則公式計(jì)算出的需水量都偏大。.表2生產(chǎn)小砌塊混凝土每立方米用水量參考數(shù)據(jù)粗骨料種類粗骨料粒徑（mm）混凝土用水量（kg）卵石5~10130~150碎石5~10140~160注：表中數(shù)據(jù)系以中砂為基礎(chǔ)，如采用細(xì)砂或粗砂時(shí)，可相應(yīng)增加或減少5~10kg.對(duì)于固定式成型機(jī)來講，按表2選取用水量是合適的。國(guó)產(chǎn)成型機(jī)激振力偏小，選用水量的上限較為適宜。.5）確定水泥用量求出了水灰比，確定了用水量，可用下式求出水泥用量：水泥用量：C=W/(W/C)(kg/m3)式中C—水泥的用量,kg/m3；W—水的用量,kg/m3；W/C—水灰比(以小數(shù)計(jì))。.6）確定骨料(砂、石料)的用量確定骨料的用量可用重量法或體積法進(jìn)行計(jì)算。a.按重量法時(shí)，可用下列公式計(jì)算：C+(G+S)+W=γh式中：C—每立方米混凝土的水泥用量，kg；(G+S)—每立方米混凝土混合骨料(砂、石混合料)用量，kg；.G—每立方米混凝土石子用量，kg；S—每立方米混凝土砂子用量，kg；W—每立方米混凝土的用水量，kg；γh—每立方米混凝土拌和物的假定重量(kg)，其值可取2350～2450kg。對(duì)試配的混凝土，實(shí)測(cè)其密度值，根據(jù)下列求出核心系數(shù)K。K=混凝土實(shí)測(cè)表觀密度值/混凝土假定表觀密度值.對(duì)計(jì)算出的每項(xiàng)材料用量,均乘以核心系數(shù)K，即為最終定出的配合比設(shè)計(jì)值。b.按體積法時(shí),可用下列公式計(jì)算：.式中：γc—水泥密度(kg/m3)，可取2900～3100kg/m3；γg、γs—分別表示粗細(xì)骨料(石和砂)的表觀密度(kg/m3)，可按現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土用碎石或卵石質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及檢驗(yàn)方法》(JGJ53)規(guī)定的方法測(cè)定。γw—水的密度(kg/m3)，可取1000kg/m3；.α—混凝土的含氣量百分?jǐn)?shù)，在不使用引氣型外加劑時(shí)，α可取為1。由上述公式可知：C、W、γh均為已知數(shù)，砂子、石子的表觀密度均可實(shí)測(cè)，所以不管用重量法還是用體積法均容易求出(G+S)，即骨料混合料的重量，混合骨料中砂、石所占的比例，則需根據(jù)混合骨料滿足分計(jì)篩余和細(xì)度模數(shù)要求時(shí)，砂、.砂、石的比例而定，而不是按《規(guī)程》中選取砂率的方法來確定砂、石比例。這是與傳統(tǒng)混凝土配合比設(shè)計(jì)方法最本質(zhì)的區(qū)別。知道了骨料總量和砂、石所占的比例，即可求出砂、石用量(詳見設(shè)計(jì)實(shí)例)。.7）實(shí)例：某廠的成型設(shè)備為QM4模振成型機(jī)，欲生產(chǎn)MU10MPa強(qiáng)度等級(jí)的普通混凝土砌塊，砌塊的空心率為48%，采用32.5MPa強(qiáng)度等級(jí)的礦渣水泥。可選用的原材料有卵石、河砂、山砂，其粒徑篩分結(jié)果見表3，試確定砌塊用混凝土配合比。.A.首先對(duì)粗細(xì)骨料的分計(jì)篩余進(jìn)行認(rèn)真分析。從篩分情況來看，有幾個(gè)特點(diǎn)：①河砂中含大于5mm的石子占到21.44%，卵石中含6.81%的砂子(小于5mm的顆粒)；②河砂中1.25mm篩孔和0.63mm篩孔的分計(jì)篩余偏小，而山砂中的正好比兩篩孔分計(jì)篩余偏大，正好予以彌補(bǔ)；.③因山砂2.5mm篩孔，0.315mm篩孔分計(jì)篩余很小，且0.16mm篩孔分計(jì)篩余為0，這就決定了配比中必須以河砂為主，山砂、卵石作為補(bǔ)充；④以河砂為主要用料，試算河砂中缺口較大的分計(jì)篩余(與推薦的分計(jì)篩余相比較)，，如1.25mm篩孔的篩余和0.63mm篩孔的篩余，使之控制在分計(jì)篩余.允許的范圍內(nèi)，然后再試算其他篩孔的分計(jì)篩余看能否滿足要求，這種測(cè)算往往要多次反復(fù)才能成功。如果已有原料無論怎樣級(jí)配都不能達(dá)到要求，則應(yīng)另選取砂、石原料。上述原料經(jīng)測(cè)算,河砂占80%、山砂占13%、卵石占7%時(shí)，其混合骨料的分計(jì)篩余基本能滿足要求，現(xiàn)將計(jì)算結(jié)果列入表4。.表4混合骨料顆粒級(jí)配計(jì)算結(jié)果篩孔尺寸（mm）分計(jì)篩余（%）河砂山砂卵石10003.13521.44090.82.523.353.694.471.256.8652.172.340.6310.1736.4200.31522.427.3200.169.6400篩底5.2100.續(xù)上表混合骨料累計(jì)篩余（%）混合骨料分計(jì)篩余（河砂80%、山砂13%、卵石7%0×80%+0×13%+3.13×80%=0.220.2221.44×80%+0×13%+90.8×80%=23.5123.7323.35×80%+3.69×13%+4.47×80%=19.4743.206.86×80%+52.17×13%+2.34×80%=12.4355.6310.17×80%+36.42×13%+0×80%=12.8768.5022.42×80%+7.32×13%+0×80%=18.8987.399.64×80%+0×13%+0×80%=7.7195.15.21×80%+0×13%+0×80%=4.1799.27.經(jīng)計(jì)算混合骨料的細(xì)度模數(shù)Mx為3.74，從測(cè)算的結(jié)果看，混合骨料的分計(jì)篩余都在推薦值允許的范圍內(nèi)，且細(xì)度模數(shù)Mx為3.74，與要求也很接近。因測(cè)試原料時(shí)使用的是中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩，篩孔尺寸比美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔尺寸略大，所以測(cè)得的分計(jì)篩余、累.計(jì)篩余以及最終計(jì)算出的細(xì)度模數(shù)略有差別，但不影響對(duì)原料的評(píng)價(jià)和分析。根據(jù)混合骨料的累計(jì)篩余可以看出，石子(>5mm的顆粒)占23.73%，砂子(<5mm的顆粒)占76.27%，即砂率為76.27%。如果單從原料品種來看，不考慮砂中有石、石中有砂，則混合骨料中砂子(河砂+山砂)占93%，石子占7%。.B.計(jì)算砌塊用混凝土的強(qiáng)度根據(jù)公式:Rk/Ri=0.9577-1.129K式中：Rk=10MPa，K=48%，代入上式則將計(jì)算的強(qiáng)度提高15%，則：Ri=24.05×1.15=27.66MPa.C.計(jì)算水灰比將Rck=32.5MPa，Ri=27.66MPa，代入下式則：

Ri=0.48×1.13Rck(C/W-0.33)經(jīng)計(jì)算W/C=0.526。.D.確定用水量根據(jù)表2選取用水量，因該廠系國(guó)產(chǎn)設(shè)備，且砂率較高，宜選用水量上限，即150kg/m3。E.計(jì)算水泥用量用下式求水泥用量：C=W/(W/C)=150/0.526=285kg.F.確定砂、石用量采用重量法計(jì)算，混凝土拌和物的假定密度取2400kg/m3，則骨料總重量可利用以下公式計(jì)算：C+(G+S)+W=γh式中C=285kg/m3，W=150kg/m3，γh=2400kg/m3，.代入公式則(G+S)=2400-285-150=1965kg/m3。根據(jù)骨料顆粒級(jí)配時(shí)砂、石所占的比例，可計(jì)算出河砂、山砂和卵石的用量：河砂：S1=1965×80%=1572kg/m3山砂：S2=1965×13%=255kg/m3卵石：G=1965×7%=138kg/m3.G.確定配合比

根據(jù)上述計(jì)算，砌塊用混凝土試配配比為：水泥：285kg/m3；河砂：1572kg/m3；山砂：255kg/m3；卵石：138kg/m3；水：150kg/m3。利用這個(gè)配比可在試驗(yàn)室或直接在生產(chǎn)線上試拌混凝土混合料，并測(cè)定混凝土的真實(shí)表觀密度。.例如:測(cè)得的混凝土的表觀密度γh=2350kg/m3，則校正系數(shù)K為：K=2350/2400=0.98根據(jù)校正系數(shù)，對(duì)配比進(jìn)行調(diào)整：水泥：285kg/m3×0.98=279kg/m3河砂：1572kg/m3×0.98=1541kg/m3山砂：255kg/m3×0.98=250kg/m3.卵石：138kg/m3×0.98=135kg/m3水：150kg/m3×0.98=147kg/m3水泥∶河砂∶山砂∶卵石∶水=1∶5.52∶0.90∶0.48∶0.52膠骨比:1∶6.90，水泥占混凝土的比例為11.86%，扣除水分因素，水泥占的比例為12.65%。此配比設(shè)計(jì)的水泥比例與國(guó)產(chǎn)設(shè)備實(shí)際生產(chǎn)情況.基本上是吻合的，有了基本配方，各生產(chǎn)廠家可根據(jù)自己廠的情況，不斷調(diào)整和改進(jìn)配合比，使之更加經(jīng)濟(jì)合理。這里需要說明，此配比是在砂、石干燥狀態(tài)下計(jì)算的，即細(xì)集料(河砂、山砂)的含水率小于0.5%粗集料含水率小于0.2%時(shí)計(jì)算的，如果含水率超過此值，必須對(duì)配比進(jìn)行調(diào)整。.1.2混凝土小型砌塊生產(chǎn)工藝

混凝土小型空心砌塊生產(chǎn)工藝包括：原材料處理、砌塊成型和砌塊養(yǎng)護(hù)等。1.2.1原材料處理（1）石必須用孔徑5mm和10mm過篩，小于5mm與砂混合，大于10mm經(jīng)破碎后使用。（2）砂同樣必須用孔徑5mm和10mm過篩，5mm以上和10mm以下作為石來用，大于10mm經(jīng)破碎再用。生產(chǎn)混凝土小型砌塊.宜采用中砂，其細(xì)度模數(shù)為3.0~2.3；（3）控制砂石中含泥量和粉量，除去金屬物和腐殖殖物等雜質(zhì)；（4）嚴(yán)格計(jì)量，對(duì)計(jì)量器具進(jìn)行定期標(biāo)定和校驗(yàn)；（5）濕粉煤灰必須進(jìn)行過篩處理，否則會(huì)造成抗凍性指標(biāo)下降。（6）輕集料應(yīng)預(yù)先加濕處理，以保證砌塊成型質(zhì)量。.（7）水泥首選硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，最好選用旋窯水泥。MU7.5和MU10混凝土小型空心砌塊一般選用32.5水泥；MU15.0以上的混凝土小型空心砌塊宜選用42.5水泥；MU20.0以上的混凝土小型空心砌塊一般選用52.5水泥。.1.2.2混凝土攪拌工藝攪拌工藝包括原材料投料順序、拌和次數(shù)、拌和時(shí)間等。1）一次投料和二次投料攪拌工藝比較一次投料攪拌工藝：提升斗投料的順序?yàn)榇旨稀唷?xì)集料；翻斗投料的順序?yàn)榧?xì)集料—水泥—粗集料。加入水?dāng)嚢?。外加劑?yīng)預(yù)先加入水中，水泥、水、粉料等誤差應(yīng)<2%，粗集料誤差<3%，干拌2min，濕拌2min。.二次投料攪拌工藝：細(xì)集料—水泥+部分水，拌成水泥漿，再加入粗集料和剩余的拌和水?dāng)嚢琛Ｈ课锪习韬蜁r(shí)間不少于2min。攪拌好的混凝土為干硬性混凝土，手握成團(tuán)，濕而不散。兩種攪拌工藝比較：二次投料攪拌工藝拌制拌合物均勻，且具有較好的和易性，3d、7d和28d提高強(qiáng)度15%～28%。若配制相同強(qiáng)度等級(jí)的混凝土，可節(jié)省水泥15%～20%。.2）輕集料混凝土攪拌工藝輕集料混凝土攪拌工藝與其吸水率密切相關(guān)，應(yīng)根據(jù)吸水率不同選擇不同的攪拌工藝。(1)當(dāng)輕集料吸水率<10%時(shí)，可采用二次投料攪拌工藝。其工藝流程為：粗集料+細(xì)集料→攪拌→集料混合物+水泥→攪拌→水、外加劑→混凝土拌和物。.(2)輕集料的吸水率>10%時(shí)，輕集料在攪拌前應(yīng)預(yù)加水，使輕集料在成型前吸足水，可以提高混凝土的強(qiáng)度。其預(yù)濕攪拌工藝流程為：水→粗集料、細(xì)集料+水泥→攪拌→水、外加劑→混凝土拌和物。1.2.3注意事項(xiàng)首次攪拌應(yīng)多加入20%～30%的水泥。因成型失敗而回收的混凝土拌合物，如重.新成型能在水泥的初凝前完成的可重復(fù)使用，除此之外的回收拌和料必須作為廢料處理。.1.2.3砌塊成型工藝混凝土小型空心砌塊成型工藝包括布料、振動(dòng)擠壓、脫模三個(gè)環(huán)節(jié)。布料是在設(shè)備振動(dòng)的狀態(tài)下，使混凝土拌合物充填模具至預(yù)定布料高度，并形成水平面的過程。在此過程中拌合物要克服與模具的粘附作用力，盡可能地把狹窄的模具空間填實(shí)。振壓是通過成型設(shè)備的強(qiáng)力振動(dòng)和加壓，.使模具內(nèi)的拌合物緊密成型至具有預(yù)定高度的坯體。脫模是使坯體從模具中脫出，然后設(shè)備復(fù)位準(zhǔn)備下一個(gè)成型周期的操作。布料要根據(jù)混凝土小型空心砌塊的強(qiáng)度等級(jí)，選擇布料時(shí)間和振動(dòng)頻率；振壓成型也是視混凝土小型空心砌塊的強(qiáng)度等級(jí)大小，選擇成型時(shí)間、振動(dòng)頻率、壓力大小。.脫模要平穩(wěn)，防止突然撞擊和劇烈振動(dòng)造成砌塊坯體內(nèi)部裂紋，影響砌塊強(qiáng)度。成型周期是由布料時(shí)間、振動(dòng)時(shí)間和脫模時(shí)間這三個(gè)成型工藝參數(shù)構(gòu)成。成型周期時(shí)間和各成型工藝參數(shù)，需要根據(jù)砌塊成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率權(quán)衡而定。生產(chǎn)強(qiáng)度等級(jí)較高的混凝土小型空心砌塊，即需要較長(zhǎng)的成型周期。.成型質(zhì)量較好的砌塊坯體，其條面應(yīng)為稍顯濕潤(rùn)的密實(shí)表面，有時(shí)在上下部位出現(xiàn)水平漿帶，坐漿面有細(xì)小的拉漿，坯體外觀尺寸符合規(guī)范要求，無缺棱掉角、爛根與虧料現(xiàn)象。輕推砌塊坯體條面，有彈性手感，而無明顯的塑性變形。.1.2.4砌塊養(yǎng)護(hù)工藝混凝土小型空心砌塊養(yǎng)護(hù)工藝包括坯體運(yùn)輸和養(yǎng)護(hù)，目的是砌塊達(dá)到碼垛強(qiáng)度進(jìn)行托板回收及達(dá)到工程應(yīng)用所需要的強(qiáng)度。剛成型好的砌塊坯體基本上沒有強(qiáng)度，這就要求坯體的運(yùn)輸裝置能平穩(wěn)運(yùn)作，避免振動(dòng)，防止砌塊坯體內(nèi)部產(chǎn)生裂紋。濕產(chǎn)品下線碼放時(shí)，不要直接碼放在濕的坯體上，托板與托板之間要有支撐?；炷列⌒涂招钠鰤K養(yǎng)護(hù)分為高溫高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)、低溫常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)、自然養(yǎng)護(hù)、低溫蓄熱養(yǎng)護(hù)、太陽能光熱互補(bǔ)式養(yǎng)護(hù)等。.1）高溫高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)此種養(yǎng)護(hù)適用于以石灰、石膏為膠結(jié)料的靜壓機(jī)成型工藝產(chǎn)品，養(yǎng)護(hù)是在密封的蒸壓釜內(nèi)進(jìn)行的，其溫度達(dá)150℃～180℃，壓力達(dá)1.3大氣壓，投資大、運(yùn)行成本高，不適宜以水泥為膠結(jié)料的混凝土小型空心砌塊養(yǎng)護(hù)。.2）低溫常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)坯體在密閉的養(yǎng)護(hù)窯內(nèi)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)窯的圍墻、門和屋頂都要做保溫和防水處理，窯內(nèi)兩側(cè)安裝有蒸汽管道，并在養(yǎng)護(hù)窯的中部安裝一個(gè)溫度探頭。蒸汽養(yǎng)護(hù)分為靜?！郎亍銣亍禍厮膫€(gè)工藝階段。靜停時(shí)間與水泥的初凝時(shí)間相當(dāng)，夏季約為2h，冬季則適當(dāng)延長(zhǎng)，.靜停時(shí)間的計(jì)算是以關(guān)上窯門算起。升溫速率不宜過快，通常為30℃/h左右，恒溫時(shí)間為8h～10h，恒溫溫度約為65℃～70℃，降溫速率不超過10℃/h。3）自然養(yǎng)護(hù)砌塊坯體放在室外和室內(nèi)養(yǎng)護(hù)的方式。放在室外養(yǎng)護(hù)時(shí)，當(dāng)環(huán)境溫度低于20℃，就必須用塑料布覆蓋在砌塊坯體上，以便保溫保濕；在炎熱.的夏季則需要用草簾覆蓋并灑水養(yǎng)護(hù)。自然養(yǎng)護(hù)的砌塊碼垛后，還要連續(xù)養(yǎng)護(hù)10d～14d。4）低溫蓄熱養(yǎng)護(hù)將砌塊坯體放在一個(gè)密閉的養(yǎng)護(hù)室內(nèi)，不通入蒸汽和暖氣，僅僅依靠水泥的水化熱來提高環(huán)境溫度。其最高溫度一般為35℃～40℃，濕度必須保證在90%以上，養(yǎng)護(hù)窯必須做保溫處理。.5）太陽能光熱互補(bǔ)式養(yǎng)護(hù)養(yǎng)護(hù)窯以陽光板建成，利用太陽能提高養(yǎng)護(hù)窯內(nèi)的溫度，陽光板與塑料布一樣，可以保溫和保濕。在陽光、水化熱不足的情況下，可以利用熱源管道給養(yǎng)護(hù)窯內(nèi)加熱，提高養(yǎng)護(hù)窯內(nèi)的溫度，并注意將濕度控制在90%以上，可采用噴霧或?yàn)⑺?方式增加濕度。優(yōu)點(diǎn)是可以連續(xù)生產(chǎn)，節(jié)約能源，無環(huán)境污染。養(yǎng)護(hù)好的小型空心砌塊達(dá)到碼垛強(qiáng)度后，應(yīng)及時(shí)碼垛，垛高不宜超過1.6m，碼垛后必須灑水養(yǎng)護(hù)，即使是蒸汽養(yǎng)護(hù)的混凝土小型空心砌塊，也必須進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)，因?yàn)檎羝B(yǎng)護(hù)的砌塊強(qiáng)度僅僅達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%左右，至少需灑水1～2次。其他養(yǎng)護(hù)方式的混凝土小型空心砌塊，需要.灑水10d～14d。根據(jù)要求，所有的養(yǎng)護(hù)方式(包括高溫高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)工藝)生產(chǎn)出的混凝土小型空心砌塊，均須在成品場(chǎng)地堆放28d方可出廠、上墻。.2嚴(yán)格工藝管理建立健全混凝土砌塊生產(chǎn)質(zhì)量控制保證體系。從原材料入廠到混凝土砌塊出廠，提高全員的質(zhì)量意識(shí)，加強(qiáng)技術(shù)保障措施。要制定嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝規(guī)程，精心設(shè)計(jì)混凝土小型空心砌塊的配合比，完善和保存好各種原始數(shù)據(jù)與資料。抓好5個(gè)質(zhì)量控制工藝階段、20個(gè)質(zhì)量控制點(diǎn)：.(1)原材料質(zhì)量控制工藝階段：原材料的供應(yīng)點(diǎn)選擇、原材料進(jìn)廠目檢、定期抽樣分析、集料計(jì)量系統(tǒng)定期標(biāo)定、膠結(jié)料計(jì)量系統(tǒng)定期標(biāo)定等五個(gè)質(zhì)量控制點(diǎn)。砂子選用中砂，其細(xì)度模數(shù)Mx為3.0～2.3，粒徑控制在5mm以下，含泥量<3%；石子的粒徑控制在.5mm～10mm之間，含泥量<1%。水泥必須是正規(guī)廠家生產(chǎn)的水泥，每批水泥必須索要檢測(cè)報(bào)告和合格證。在配比計(jì)量方面，要求水泥的誤差<2%，粗集料、細(xì)集料的誤差<3%。(2)混凝土攪拌質(zhì)量控制工藝階段：干物料攪拌時(shí)間、濕物料攪拌時(shí)間、最終拌和用水量三個(gè)控制點(diǎn)。保證水灰比準(zhǔn)確,混凝土拌和物均勻。.(3)砌塊成型工藝控制階段：布料時(shí)間、成型時(shí)間、砌塊成型尺寸和外觀質(zhì)量、單塊重量等四個(gè)控制點(diǎn)。砌塊的干密度應(yīng)≥2300kg/m3。(4)砌塊養(yǎng)護(hù)質(zhì)量控制工藝階段：養(yǎng)護(hù)各個(gè)階段的時(shí)間、養(yǎng)護(hù)溫度與濕度、蒸汽壓力、出窯產(chǎn)品強(qiáng)度等四個(gè)控制點(diǎn)。蒸汽養(yǎng)護(hù)的砌塊產(chǎn)品出窯強(qiáng)度約達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%。.(5)產(chǎn)品質(zhì)量控制工藝階段：產(chǎn)品批量檢驗(yàn)、成品分類碼放、產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)、產(chǎn)品出廠合格證簽發(fā)等四個(gè)控制點(diǎn)。.1.3混凝土小型砌塊配套材料1.3.1混凝土小型砌塊灌孔混凝土混凝土小型空心砌塊和砌塊砌體結(jié)構(gòu)如圖1所示。砌塊、專用砌筑砂漿和灌孔用的芯柱混凝土是砌塊結(jié)構(gòu)體系原材料的三大要素。芯柱（灌孔）混凝土的主要功能芯柱（灌孔）混凝土與砌體共同承受建筑物的垂直荷載和水平荷載，尤其對(duì)抗震房屋的整體性有十分重要的作用。.圖1混凝土小型砌塊和砌塊砌體結(jié)構(gòu).1.3.1現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)灌孔混凝土要求現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《混凝土小型空心砌塊灌孔混凝土》JC861-2000中規(guī)定：灌孔混凝土是砌塊建筑灌注芯柱、孔洞的專用混凝土，是保證砌塊建筑整體工作性能、抗震性能、承受局部荷載的施工配套材料。.灌孔混凝土的原材料：水泥、集料（粗集料的最大粒徑不大于16mm）、水、摻合料和外加劑等組分。灌孔混凝土性能指標(biāo)（1）灌孔混凝土拌合物工作性流動(dòng)性指標(biāo)：坍落度不宜小于180mm，穩(wěn)定性指標(biāo)：具有均勻性（通過目測(cè)評(píng)定）。.（2）灌孔混凝土的強(qiáng)度等級(jí)：Cb20、Cb25、Cb30、Cb35和Cb40五個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。.1.3.2國(guó)內(nèi)外灌孔混凝土研究現(xiàn)狀盡管我國(guó)制定了灌孔混凝土的標(biāo)準(zhǔn)，但是在芯柱混凝土領(lǐng)域的研究剛剛開始，只有清華大學(xué)、建設(shè)部東北設(shè)計(jì)研究院、四川省建筑科學(xué)研究院等幾家高校和科研單位，在高強(qiáng)度芯柱混凝土、芯混凝土對(duì)砌塊建筑體系力學(xué)性能的影響，以及芯柱混凝土的設(shè)計(jì)和施工方法等方面進(jìn)行了有益的探索和研究。.中國(guó)建筑東北設(shè)計(jì)研究院的鄒壽昌和郝竹筠于1996年6月鑒定了DY—5型注芯混凝土。為混凝土小型空心砌塊高層建筑（8~18層）結(jié)構(gòu)體系而研制開發(fā)的新型配套材料。注芯混凝土的強(qiáng)度等級(jí)：C20、C25、C30和C35四個(gè)強(qiáng)度等級(jí)。.注芯混凝土拌合物工作性：（1）流動(dòng)性：坍落度大于200mm；（2）穩(wěn)定性好：不分層離析，保水性好。3）注芯混凝土與孔壁的粘結(jié)性好，使其在砌體中與砌塊能共同工作。近年來天津大學(xué)的劉蕙蘭、李志國(guó)等人曾對(duì).低強(qiáng)度等級(jí)大流動(dòng)性高性能芯柱混凝土做了大量的試驗(yàn)研究。他們配制的強(qiáng)度等級(jí)C15~C25高性能灌孔混凝土，其配合比和混凝土拌合物工作性指標(biāo)如表4-5所示。仍不能滿足自密實(shí)混凝土工作性的要求，仍然需要振搗成型。.強(qiáng)度等級(jí)配合比（kg/m3）水泥粉煤灰砂石水聚合物外加劑C15167.4134.0798.4882.024233.537.85C20179.0143.2780926228.535.823.4C25234.8117.4829882229.039.125.6表4天津大學(xué)低強(qiáng)度高性能灌孔混凝土的配合比.強(qiáng)度等級(jí)坍落度（mm)流動(dòng)度（mm）粘聚性泌水率（%）30min60min90min30min60min90minC15229206198480370320好4.3C20240231207505450360好2.4C25245228203530420350好2.8表5天津大學(xué)低強(qiáng)度高性能灌孔混凝土拌合物工作性指標(biāo).在美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家，砌塊建筑中的專用芯柱混凝土的和易性非常好，以袋裝出售，現(xiàn)場(chǎng)只需按說明書要求加水拌合成混凝土拌合物，采用高位灌漿方式在2m左右高度灌漿，由于混凝土拌合物的高流動(dòng)性、低收縮性、較高的粘結(jié)性及較高的強(qiáng)度，從而可有效的將砌塊砌體連成整體形成剪力墻。.混凝土小型砌塊孔洞的尺寸約為：150mm×140mm，中心配一根直徑為10mm的鋼筋。采用灌孔混凝土或者以上的研究成果，均需要振搗。由于混凝土本身流動(dòng)大，振搗很難保證混凝土均勻密實(shí)（容易過振）。振搗容易引起芯柱周圍砌體的開裂，降低砌體結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量。.盡管灌孔混凝土拌合物的坍落度比較大，但是仍然不能滿足混凝土自密實(shí)的要求，須小型振搗棒進(jìn)行振搗。由于灌孔混凝土隱藏在砌體內(nèi)部，質(zhì)檢部門無法檢驗(yàn)其質(zhì)量，也無法評(píng)定其質(zhì)量，該問題一致困擾的質(zhì)量檢查部門和施工單位。.如將低強(qiáng)度自密實(shí)高性能混凝土應(yīng)用于芯柱，不僅可以保證混凝土質(zhì)量，減少施工工藝，提高施工效率，節(jié)約了與振搗相關(guān)的費(fèi)用，無噪音污染，節(jié)能，符合國(guó)家節(jié)能減排的方針政策。從經(jīng)濟(jì)角度分析，采用自密實(shí)混凝土節(jié)省了與混凝土振搗棒相關(guān)的費(fèi)用。其綜合成本比灌孔混凝土低。.利用地方原材料，采用正交試驗(yàn)法和單因素試驗(yàn)法，優(yōu)化出的低強(qiáng)度自密實(shí)混凝土配合比如表6-7所示。.表6采用正交試驗(yàn)優(yōu)化配制的SCC25和SCC20配合比編號(hào)原材料及用量（kg/m3）

萘系（%）脂肪族（%）增稠劑（%）水泥粉煤灰砂石水12671788128122270.90.0922911948447792121.10.0933101758447792121.20.0942911948447792121.650.0453101758447792121.550.045.表7采用單因素法優(yōu)化配制的SCC20-SCC35配合比編號(hào)原材料及用量（kg/m3）

萘系（%）緩凝劑（%）增稠劑（%）水泥:粉煤灰:砂:石:水10.65:035:1.82:1.82:0.451.10.070.00920.65:0.35:1.63:1.63:0.401.10.060.08530.65:0.35:1.82:1.82:0.451.10.090.0740.65:0.35:1.63:1.63:0.400.90.0550.65:0.35:1.65:1.65:0.420.80.0560.68:0.32:1.46:1.60:0.401.050.0570.70:0.30:1.57:1.77:0.420.80.0580.70:0.30:1.53:1.67:0.400.90.0590.75:0.25:1.60:1.60:0.371.20.05100.80:0.20:1.40:1.56:0.381.00.06.1.3.2混凝土小型砌塊專用砂漿由于普通混凝土小型承重空心砌塊本身特有的塊體重量大、空洞率高、鋪漿面窄、立面尺寸較大、表面較光滑、吸水慢和吸水率小等特點(diǎn)。采用常規(guī)砌筑砂漿（指水泥石灰砂漿和水泥砂漿）砌筑，混凝土小型承重空心砌塊砌體和磚砌體力學(xué)性能有明顯的差異。相同砂漿強(qiáng)度等級(jí)下，混.凝土小型承重空心砌塊砌體沿通縫抗剪強(qiáng)度僅為磚砌體的50%～55%。由于混凝土小型承重空心砌塊實(shí)際強(qiáng)度與砌筑砂漿強(qiáng)度之間相差較大（強(qiáng)度不匹配），最根本的原因是由于混凝土砌塊與砂漿粘結(jié)面積僅為磚砌體的23%，而且砌塊表面光滑，導(dǎo)致砌筑砂漿與混凝土小型空心砌塊粘結(jié)強(qiáng)度降低和砌體的抗剪強(qiáng)度大幅度降低。.根據(jù)現(xiàn)行JGJ/T14-2004《混凝土小型空心砌塊建筑技術(shù)規(guī)程》要求，水平灰縫應(yīng)滿鋪混凝土小型空心砌塊的全部壁肋，水平灰縫砂漿飽滿度（應(yīng)按凈面積計(jì)算）和豎向灰縫飽滿度不得低于90%，豎向灰縫應(yīng)將混凝土小型空心砌塊端頭滿鋪砂漿擠緊，并加漿插搗密實(shí)。由于常規(guī)砌筑砂漿在砌塊端部難以掛灰，施工人員往往在砌塊放上墻后塞灰，很難保證砂漿飽滿度。.因此，常規(guī)的砌筑砂漿不能滿足混凝土小型承重空心砌塊對(duì)砌筑砂漿提出的高和易性和高強(qiáng)度（抗壓強(qiáng)度和粘結(jié)強(qiáng)度）的要求，使砌體易出現(xiàn)裂縫和滲漏等質(zhì)量問題。于2004年申報(bào)了建設(shè)廳課題“混凝土小型空心砌塊專用砌筑砂漿試驗(yàn)研究”，經(jīng)過兩年的研究，研制出適合于混凝土小型承重砌.塊使用的專用砂漿，能滿足砌體抗壓和抗剪的要求。.砌體抗壓試驗(yàn)裝置及砌體破壞形態(tài).不同種類砂漿所起砌體抗壓強(qiáng)度與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求比較專用砂漿水泥砂漿水泥石灰砂漿抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值5.8525.1426.133現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求2.512.79.砌體抗剪試驗(yàn)裝置.不同種類砂漿所起砌體抗剪強(qiáng)度與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求比較專用砂漿水泥砂漿水泥石灰砂漿抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值0.17880.0560.068現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)要求0.0720.09.2.蒸壓加氣混凝土砌塊

對(duì)于材料要求及生產(chǎn)工藝2.1加氣混凝土砌塊對(duì)原材料要求蒸壓加氣混凝土砌塊是以水泥、石灰、礦渣、砂、粉煤灰和鋁粉等為原料，經(jīng)磨細(xì)、攪拌澆注、發(fā)氣膨脹、蒸壓養(yǎng)護(hù)等工序制造而成的多孔混凝土。2.1.1石灰石灰是生產(chǎn)加氣混凝土砌的最重要的基本組成材料之一，其質(zhì)量對(duì)加氣混凝土生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定和加氣混凝土制品的性能影響最大。.石灰的成分包括兩部分(一是非活性部分)二是活性部分，加氣混凝土砌塊生產(chǎn)中運(yùn)用的是活性部分，它是從碳酸鈣中分解出來的呈游離狀態(tài)的氧化鈣，它能與二氧化硅、三氧化二鋁反應(yīng)。稱為有效氧化鈣。石灰主要向加氣混凝土提供有效氧化鈣，使之在水熱條件下與硅質(zhì)材料中的二.氧化硅、三氧化二鋁反應(yīng)，生成水化硅酸鈣與水化鋁酸鈣，從而使制品獲得強(qiáng)度。另外，石灰在水化時(shí)能迅速放出大量的熱，這不僅為加氣混凝土料漿的加熱提供了有效的熱源，而且在坯體硬化階段可以使坯體升溫達(dá)80~90度以促進(jìn)水化反應(yīng)的加快。從而加快了加氣混凝土坯體的硬化速度。.總之，生石灰在加氣混凝土砌塊生產(chǎn)中的作用主要有兩方面(第一是提供鈣質(zhì)成分。生石灰中的有效氧化鈣與粉煤灰或砂中的活性二氧化硅、三氧化二鋁在水熱條件下反應(yīng)，生成結(jié)晶狀或膠體狀的水化硅酸鈣和硅鋁酸鈣產(chǎn)物，使制品具有一定強(qiáng)度的其他性能。第二是調(diào)整生產(chǎn)過程中的料漿發(fā)氣、稠化速度。一方面提高料漿的堿.度，使鋁粉發(fā)氣；另一方面消解放出的熱量，加速料漿的發(fā)氣、稠化和硬化。生產(chǎn)加氣混凝土砌塊要求生石灰中有效氧化鈣大于65%；消化速度：10~30min；消化溫度應(yīng)大于65度；消化的最高的溫度：70~85度，細(xì)度不大于15%。.2.1.2水泥水泥是生產(chǎn)加氣混凝土的又一重要的鈣質(zhì)材料，它可以單獨(dú)使用，也可以與石灰一起作為混合鈣質(zhì)材料使用，生產(chǎn)加氣混凝土砌塊應(yīng)采用硅酸鹽水泥和普通硅酸鹽水泥為宜，它與水拌和后會(huì)發(fā)生一系列的水化反應(yīng)。水泥在加氣制品生產(chǎn)中一般用量在10%以下，其主要作用是保證料漿.澆注的穩(wěn)定，保證料漿澆注穩(wěn)定，同時(shí)，水泥的水化、凝結(jié)、硬化可調(diào)節(jié)加氣混凝土料漿的稠化時(shí)間，并可加速坯體的硬化，提高坯體的強(qiáng)度，并可提供氫氧化鈣與粉煤灰或砂中的硅鋁成分起反應(yīng)，使產(chǎn)品具有一定的強(qiáng)度和較好的耐久性。.2.1.3粉煤灰粉煤灰本身不具有單獨(dú)的硬化性能，當(dāng)它與石灰或水泥混合加水拌和成料漿時(shí)能夠繼續(xù)硬化，具有一定的活性。其表現(xiàn)在，第一是粉煤灰的密實(shí)度越大，孔隙率越小。因此，其料漿的需水量越少。也就是說可以使料漿的水料比較小。第二是對(duì)粉煤灰的細(xì)度要求，并非越細(xì)越好，根據(jù)理論和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，用于加氣砌塊粉煤灰的細(xì)度在12%~20%最好。.假若粉煤灰顆粒過細(xì)時(shí)，首先是粉煤灰料漿的體積密度很難調(diào)整，造成渣漿泵和攪拌機(jī)的運(yùn)行電流過大，容易燒壞電機(jī)，其次是坯體中骨料成分少，反而使制品內(nèi)部不能很好地形成骨架結(jié)構(gòu)，影響制品強(qiáng)度，增加需水量，從而增加制品的干縮。第三是粉煤灰中含有許多玻璃體物質(zhì)，即.無定形的二氧化硅和三氧化二鋁和偏高嶺土，它們是粉煤灰的主要活性物質(zhì)成分，另外，低鐵玻璃體是其活性的主要來源?？傊?，從物理特性上看，根據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)GB1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中規(guī)定的Ⅰ、Ⅱ級(jí)粉煤灰，以及從化學(xué)特性看，化學(xué)組成為二氧化硅不小于40%，三氧化二鋁在15%~40范圍內(nèi)，三氧化二鐵不大于18%，氧化鎂不大于3.5%，氧化鉀+氧化鈉小于2.5%，三氧化硫不大于2%，燒失量不大于12%的粉煤灰適合生產(chǎn)粉煤灰加氣混凝土砌塊。.2.1.4石膏石膏是生產(chǎn)加氣混凝土制品時(shí)發(fā)氣過程中的一種最常用的調(diào)節(jié)材料，其在制品中的作用體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：在加氣料漿中參加水泥的水化反應(yīng)，與水化鋁酸鈣發(fā)生反應(yīng)，生成高硫型的水化硫鋁酸鈣，