陶粒加氣混凝土砌塊早強效果的研究

徐紅益 陳菁 張龍 蔡塵碲 梁家烽

摘要：通過以輕質陶粒等輕集料為骨料，以水泥、粉煤灰為漿體作為膠凝材料，加入適量的泡沫混合澆筑成型，經蒸汽養護、機械切割而成的陶粒砌塊。近年來，為了滿足市場需求，提高企業產量，需要對陶粒加氣混凝土砌塊進行24小時早強，達到切割強度。

關鍵詞：陶粒；陶粒加氣混凝土砌塊；早強；成型；強度。

中圖分類號：TV331文獻標識碼： A

一、引言

陶粒加氣混凝土砌塊由45℃的水溫澆筑成型，在攪拌澆筑過程中的水化熱可以使漿體溫度達到50℃-65℃，再放入70℃的養護窯養護至少36小時，便可達到切割強度，放到流水線上進行切割，碼垛，包裝，運輸，養護。為了滿足市場需求，我公司需要提高產量，增加班制，縮短養護時間。目前對產品不做任何處理，沒有達到切割強度的情況下進行切割，會對半成品造成一定程度的破壞，包括缺棱掉角、碼垛夾痕、片狀脫落等問題。

目前有以下方案可以達到早強效果，①改善配合比，達到早強效果；②提高澆筑水溫，以及養護溫度，加快水化反應，達到早強效果；③加入適量的外加劑，包括減水劑、早強劑（液體、粉料）等外加劑，調整相應的配合比，達到早強效果。

二、試驗研究

1、原材料的選擇與性能：

水泥：繡山水泥P.O.42.5水泥，其性能為：細度1.3%，燒失量3.75%，3天抗折強度6.1MPa，28天抗折強度8.6MPa，3天抗壓強度30.5MPa，28天抗壓強度52.8MPa，初凝時間161min，終凝時間217min。標準稠度用水量26.6%。

粉煤灰：Ⅱ級灰，其細度0.045mm網篩篩余20.0%，燒失量6.0%，需水量比98%，安定性合格，三氧化硫含量0.3%，游離氧化鈣含量0.4%，活性指數7天70.28天85。

陶粒：采用堆積密度280-350分級的陶粒。符合GB.T17431.1中的要求，具體數據為含水率為0.8%，吸水率為15%-20%,粒徑范圍為5-20mm，筒壓強度為1.2-2.0MPa，堆積密度為280-300 kg／m3，表觀密度為420-460kg／m3。

發泡劑：采用的發泡劑是高效復合發泡劑，這種發泡劑是在傳統發泡液的基礎上，借鑒國外技術，用松香、苯酚、濃硫酸按一定的比例進行聚合反應，然后溶解于燒堿溶液中，再加入聚乙烯醇作為穩泡劑，以增加泡沫的穩定和持久性。其主要性能如下：發泡倍數為20倍，1小時泌水量為61ml，PH值6.8，無機鹽含量0.4%，密度為1.06g/ml，兌水40倍，含固量14%。

減水劑：采用本公司自己生產的聚羧酸高效減水劑，經過相應的配方調整，符合GB8076規定的外加劑，該減水劑減水率為15%以上，減少緩凝效果，增加拌合物的和易性。要性能如下：含固量13.17%，密度1.034g/ml，PH值6.31，凈漿流動度190mm，減水率17%，氯離子含量0.007%.

改版減水劑：采用本公司自己生產的聚羧酸高效減水劑，經過相應的配方調整，符合GB8076規定的外加劑，該減水劑減水率為15%以上，減少緩凝效果，增加拌合物的和易性。要性能如表6。

早強劑（粉料）：使用元明粉（無水硫酸鈉）與無水碳酸鈉，經過相應的配比，制作成的早強劑。

2、不同方法的早強試驗對結果的影響

方法一：調整配合比，在和易性允許的情況下，盡可能的減少用水量。在實驗過程中，隨著用水量的減少，在攪拌過程中泡沫容易破損，導致半成品濕容重增加，泡沫用量加大（泡沫是由泡沫劑與水1：40的比例經過空氣壓縮發泡而成）。

由試驗結果表明，調整配合比沒有實質性的早強效果，相當于減少了拌合物用水，卻增加了泡沫劑與泡沫劑用水，在一定的程度上，反而增加了成本，卻沒有明顯的效果，不能在24小時的時候切割，不能達到目的。

方法二：相應的提高澆筑溫度與養護溫度。在試驗過程中，分別用20℃，30℃，40℃，50℃，60℃的溫度來澆筑，分別進行半成品檢測。

實驗證明當水溫超過一點程度是，反而效果不論理想，當溫度澆筑用水溫度高于40℃的時候，水泥經過水化反應，再次放熱，會使半成品中的泡沫破裂，形成消泡現象，導致濕容重加重。

陶粒加氣混凝土砌塊的養護溫度是由燒制陶粒的大窯產生的余熱進行養護，所以溫度一般不會超過75℃，所以試驗過程中采用成型的半成品放入養護窯進行24小時高溫養護。

實驗證明養護溫度對早強有一定的效果，但是不明顯，而且現有的技術也不能大幅度的提高養護溫度，所以溫度只能起到個輔助作用，而且產品本身的容重也對強度有著一定的影響。

方法三：加入一定量的液體外加劑，外加劑由自己公司生產的聚羧酸高效減水劑[1]以及改良版的聚羧酸減水劑。參量為水泥用量的1.5%，減水率為17%，在實驗室中，改良版減水劑可以達到24h早強效果。

實驗證明液體外加劑對早強還是有一定的效果，但是到中試階段，運用到車間生產，卻由于強度過低而不能切割，畢竟實驗室的理想環境與車間還是有一定的差距的。

方法四：加入一定量的粉料外加劑，外加劑由無水硫酸鈉與無水碳酸鈉經過配比，參量為水泥的1.2%--1.5%，加入到半成品用進行試驗。加入早強劑。記錄實驗數據，從數據中可以看出，粉料早強劑有著明顯的效果，加上適合的水溫澆筑以及高溫養護，可以在24小時后切割。表1為主要試驗數據。

表1

由表中可以看出來，粉料早強劑[2]配合合理的水溫與溫度有著明顯的效果[3]，但是在加入早強劑的過程中，也會使泡沫微量破損，流動度也會相應的減少，所以在次過程中要增加相應的用水量與泡沫用量，適宜的參量為1.5%。

結束語

（1） 為了使陶粒加氣混凝土砌塊早強，就不要可以調整水灰比而減少用水量，減少拌合物用水量就相當與增加泡沫劑與泡沫劑用水量，最后反而沒有效果；也沒有必要調整膠凝材料總量而適當增加水泥用量，試驗結果對早強表明沒有明顯效果。

（2）適當的提高澆筑溫度與養護溫度可以達到早強效果，但是溫度超過一定范圍就會起到反作用，建議澆筑水溫為40℃，養護溫度為75℃較為適合。

（3） 具有緩凝作用的混凝土減水劑對24h早強是沒有明顯效果的，采用不具有緩凝效果的早強劑，并且加入適當的量，可以達到滿意的效果。

參考文獻

[1] 聚羧酸減水劑合成及作用機理研究.葉慈彪，楊飛，楊曉華.《城市建設》

[2] 硫酸鈉早強劑對預拌混凝土工作性和抗壓強度的影響.林付億，鄭遠林.《四川建材》。

[3] 陶粒加氣混凝土砌塊性能分析.郭艷，李海艷，胡德勇.《新材料與應用》