【正文】 蒸壓加氣混凝土砌塊配合比與生產(chǎn)配方一 配合比的基本概念1 鈣硅比如前所述，加氣混凝土之所以能夠具有一定的強(qiáng)度，其根本原因是由于加氣混凝土的基本組成材料中的鈣質(zhì)材料和硅質(zhì)材料在蒸壓養(yǎng)護(hù)條件下相互作用，氧化鈣與二氧化硅之間進(jìn)行水熱合成反應(yīng)產(chǎn)生新的水化產(chǎn)物的結(jié)果。因此，為了獲得必要的水化產(chǎn)物(包括質(zhì)量和數(shù)量)，必須使原材料中的氧化鈣（CaO）與二氧化硅（SiO2）成分之間維持一定的比例，使其能夠進(jìn)行充分有效的反應(yīng)，從而達(dá)到使加氣混凝土獲得強(qiáng)度的目的。我們把加氣混凝土原材料中的氧化鈣與二氧化硅之間的這種比例關(guān)系，稱(chēng)為加氣混凝土的鈣硅比。它是加氣混凝土組成材料中CaO與SiO2的總和的摩爾數(shù)比，稱(chēng)為鈣硅比，寫(xiě)成C/S。加氣混凝土不同于水泥等其它硅酸鹽材料，其強(qiáng)度還包括氣孔的形狀和結(jié)構(gòu)，而良好的氣孔與結(jié)構(gòu)又有懶于料漿的發(fā)氣膨脹過(guò)程。因此，對(duì)某一品種的加氣混凝土和一定的材料，生產(chǎn)工藝來(lái)說(shuō)，C/S有一個(gè)最佳值和最佳范圍。從我國(guó)主要的三種加氣混凝土品種來(lái)看，水泥－礦渣－砂加氣混凝土的C/；水泥－石灰－粉煤灰加氣混凝土的C/；而水泥－石灰－砂加氣混凝土的C/～。加氣混凝土的鈣硅比不同于溶液中的摩爾比，更不等于水化硅酸鈣的堿度。因此，不能機(jī)械地把鈣硅比與水化產(chǎn)物的組成和性能等同起來(lái)。2 水料比水在加氣混凝土生產(chǎn)中是很重要的，它既是發(fā)氣反應(yīng)和水熱合成反應(yīng)的參與組分，又是使各物料均勻混合和進(jìn)行各種化學(xué)反應(yīng)的必要介質(zhì)，水量的多少直接關(guān)系到加氣混凝土生產(chǎn)過(guò)程的好壞。衡量配方中用水量的多少，常用水料比這個(gè)概念。水料比指料漿中的總含水量與加氣混凝土干物料總和之比。水料比 ＝ 總用水量／基本組成材料干重量水料比不僅為了滿(mǎn)足化學(xué)反應(yīng)的需要，更重要的是為了滿(mǎn)足澆注成型的需要。適當(dāng)?shù)乃媳瓤梢允沽蠞{具有適宜的流動(dòng)性。為發(fā)氣膨脹提供必要的條件；適當(dāng)?shù)乃媳瓤梢允沽蠞{保持適宜的極限剪切應(yīng)力，使發(fā)氣順暢，料漿稠度適宜，從而使加氣混凝土獲得良好的氣孔結(jié)構(gòu)，進(jìn)而對(duì)加氣混凝土的性能產(chǎn)生有利的影響。不同的加氣混凝土品種，原材料性能及產(chǎn)品的體積密度，在一定的工藝條件下，都有它的最佳水料比。一般來(lái)說(shuō)，體積密度500kg/m3的水泥礦渣～～；500kg/m3的水泥－石灰－～；500kg/m3的水泥－石灰－～。從加氣混凝土的氣孔結(jié)構(gòu)和制品強(qiáng)度出發(fā)，通常希望水料比能夠穩(wěn)定在較小的范圍內(nèi)，并保持較低的數(shù)值，而當(dāng)因材料波動(dòng)需較大范圍變動(dòng)水料比時(shí)，將影響澆注的穩(wěn)定性、氣孔的結(jié)構(gòu)和坯體的稠化硬化速度，從而大大地影響到制品的質(zhì)量。3 設(shè)計(jì)體積密度加氣混凝土的體積密度（原稱(chēng)容重）是加氣混凝土制品的一個(gè)重要物理性能指標(biāo)。體積密度與制品的含水量有關(guān)。通常，可分為出釜體積密度和絕干體積密度，在自然狀態(tài)下放置一定時(shí)間后，制品的含水因空氣濕度的相對(duì)穩(wěn)定而達(dá)到相對(duì)平衡，此時(shí)稱(chēng)為自然狀態(tài)體積密度（因氣候條件而變）。加氣混凝土的設(shè)計(jì)體積密度是進(jìn)行配合比計(jì)算的基本根據(jù)之一，代表所設(shè)計(jì)的加氣混凝土制品在完成蒸壓養(yǎng)護(hù)后，單位體積的理論干燥重量。即包括各基本組成材料的干物料總量和制品中非蒸發(fā)水總量（其中包括化學(xué)結(jié)合水和凝膠水）。二 加氣混凝土的配合比加氣混凝土和其它混凝土一樣是由幾種材料組成的。因此，就存在用哪幾種材料，每種材料用多少的問(wèn)題．配料中所采用的各種材料用量的百分比就叫作配合比。對(duì)加氣混凝土而言，確定一個(gè)良好的配合比，必須滿(mǎn)足下列要求：（1）制品具有良好的使用性能，符合建筑的要求。在諸多性能中，首先是體積密度和抗壓強(qiáng)度，同時(shí)，也要考慮到制品的耐久性等性能。（2）制品或坯體具有良好的工藝性能，與工廠(chǎng)生產(chǎn)條件相適應(yīng)。如澆注穩(wěn)定性。料漿的流動(dòng)性（稠度）、硬化時(shí)間以及簡(jiǎn)捷的工藝流程等。（3）所采用的原材料品種少，來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，無(wú)污染或低污染，并盡可能多利用工業(yè)廢料。加氣混凝土的配合比的確定和使用，一般要經(jīng)過(guò)理論配合比的研究試驗(yàn)，生產(chǎn)用基本配合比的確定，并考慮配合比的經(jīng)濟(jì)性，最后計(jì)算確定配方。1 水泥－石灰－粉煤灰加氣混凝土的配合比（1）鈣質(zhì)材料的選用水泥和石灰都可以單獨(dú)作為鈣質(zhì)材料來(lái)生產(chǎn)加氣混凝土，但都存在一些缺陷。以水泥作單一鈣質(zhì)材料，其最適宜的用量為40％。不僅水泥用量大，產(chǎn)品成本高，而且制品強(qiáng)度較低；而采用石灰作單一鈣質(zhì)材料，粉煤灰雖然可以用到75％以上，但是，由于石灰用量單一，其消化特性和硬化特點(diǎn)不能得到有效的調(diào)節(jié)和補(bǔ)充。一般來(lái)說(shuō)，坯體往往在初期硬化速度較快（快于發(fā)氣速度），而后期硬化速度又較慢，坯體強(qiáng)度低，靜停時(shí)間長(zhǎng)，難以適應(yīng)機(jī)械切割；又由于石灰質(zhì)量波動(dòng)較大，作為單一鈣質(zhì)材料時(shí)，增加了控制的難度。因此，目前國(guó)內(nèi)加氣混凝土廠(chǎng)都趨向于使用水泥－石灰（以石灰為主）混合鈣質(zhì)材料。這樣，既可以降低水泥用量，又可以更好地控制生產(chǎn)。需要說(shuō)明的是，也有少數(shù)工廠(chǎng)現(xiàn)在采用石灰單一鈣質(zhì)材料進(jìn)行生產(chǎn)，這與所使用的硅質(zhì)材料粉煤灰的質(zhì)量及工廠(chǎng)的生產(chǎn)控制水平密切相關(guān)。（2）水泥和石灰用量當(dāng)配方的C/S比確定后，僅是確定了粉煤灰與石灰加水泥的比例，確定石灰與水泥各占多少，也是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程，期間，要考慮到形成水化產(chǎn)物，也要考慮到生產(chǎn)中工藝參數(shù)的控制，以形成良好的氣孔結(jié)構(gòu)；還要考慮到生產(chǎn)周期的長(zhǎng)短。一般說(shuō)來(lái)，在鈣質(zhì)材料中，起主要作用的是石灰，這是因?yàn)槭沂荂aO的主要提供材料，也是料漿中熱量的主要提供者，對(duì)制品的性能起著關(guān)鍵的作用，更對(duì)料漿稠化過(guò)程及坯體的早期強(qiáng)度起著決定性的作用；水泥也是CaO的提供者，但其遇水后迅速反應(yīng)，產(chǎn)生大量的水化硅酸鈣凝膠，料漿粘度迅速增長(zhǎng)；坯體形成后，水泥的初凝促進(jìn)了坯體強(qiáng)度的提高，從而有利于切割，這對(duì)加氣混凝土生產(chǎn)來(lái)說(shuō)意義巨大，也就是說(shuō)，水泥的作用主要是保證澆注穩(wěn)定性并加速坯體的硬化。通常，在粉煤灰加氣混凝土配比中，石灰的用量約為18％～25％：水泥的用量則是6％～15％，石灰與水泥總量占30％～35％相應(yīng)地粉煤灰為65％～70％。（3）石膏用量石膏在加氣混凝土生產(chǎn)中的作用也具有雙重性，在蒸壓粉煤灰制品中，由于石膏參與形成水化產(chǎn)物，摻加石膏可以顯著提高強(qiáng)度，減少收縮，碳系數(shù)也有很大提高。同時(shí)，在澆注過(guò)程中，對(duì)石灰的消解有著明顯的延緩作用，從而減慢了料漿的稠化速度。所以，石膏的摻入量，既要考慮提高制品性能，也要考慮控制工藝參數(shù)。如料漿的水料比、石灰的質(zhì)量及用量等，一般石膏的摻人量控制在5％以?xún)?nèi)。（4）鋁粉用量鋁粉用量取決于加氣混凝土的體積密度。在使用相同質(zhì)量的鋁粉時(shí)，制品的體積密度越大，則鋁粉用量越小。理論上，我們可以根據(jù)制品的體積密度精確計(jì)算出鋁粉用量：根據(jù)鋁粉在堿性條件下，置換水中氫的反應(yīng)式：2Al+3Ca(OH)2+6H2O3CaOAl2O36H2O+3H2 ↑可知，2克分子的純金屬鋁，可產(chǎn)生3克分子的氫氣，而在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，鋁的原子量是27，所以，鋁粉的產(chǎn)氣量為：V0＝[3/(227)]＝根據(jù)上式，可以用氣態(tài)方程(V1/T1)＝(V2/T2)求出任何溫度下鋁粉的產(chǎn)氣量：加氣混凝土體積可以簡(jiǎn)化為兩部分：一部分為基本組成材料的絕對(duì)體積，另一部分是鋁粉發(fā)氣后形成的氣孔體積。根據(jù)氣孔體積，可以計(jì)算鋁粉的用量：m鋁＝V孔/(V2K)式中： m鋁——單位制品鋁粉用量(g/m3)；V2——澆注溫度時(shí)鋁的理論產(chǎn)氣量(l/g)；K——活性鋁含量氣孔體積等于制品體積減去各原材料及水所占體積（通過(guò)材料用量與各自比重求得）。但是，在生產(chǎn)過(guò)程中，發(fā)氣量受到隨時(shí)變化的溫度、料漿稠度等諸多因素的影響，通過(guò)理論計(jì)算來(lái)確定鋁粉用量既不可能，也無(wú)必要。工廠(chǎng)都是在實(shí)踐的基礎(chǔ)上經(jīng)驗(yàn)選取，并隨時(shí)調(diào)整。通常，采用鋁粉膏時(shí)，生產(chǎn)600kg/m3加氣混凝土以干物料8/萬(wàn)的比例加鋁粉膏。（5）廢料漿使用廢料漿，不僅可以減少二次污染，而且可以大大改善料漿性能，提高澆注穩(wěn)定性，并且提高制品性能。因?yàn)椋ㄐ迈r）廢料漿中，含有大量的Ca(OH)2及水化硅酸鈣凝膠，提高了料漿的粘度，改善了漿體性能。通常，廢料漿加入以5％為宜。2 水泥－石灰－砂加氣混凝土水泥－石灰－砂加氣混凝土是歷史最悠久的品種。但各國(guó)的配合比因各地材料及經(jīng)濟(jì)因素也各不相同。（1）鈣質(zhì)材料在配料中與粉煤灰加氣混凝土有相似的情形，一般來(lái)說(shuō)，單獨(dú)使用水泥，不僅水泥用量大（多達(dá)35～40％），經(jīng)濟(jì)上不合理，而且坯體硬化慢，強(qiáng)度低；單獨(dú)采用石灰，也不便于對(duì)質(zhì)量的控制。采用混合鈣質(zhì)材料，無(wú)論料漿澆注性能和制品性能，都創(chuàng)造了一個(gè)便于調(diào)節(jié)控制的條件，有利于生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品。通常在加氣混凝土配比中，石灰用量約占20～30％，水泥約占10～20％，石灰與水泥總量占40％，相應(yīng)地，砂約占60％。（2）石膏的用量石膏在水泥－石灰－砂加氣混凝土中與粉煤灰加氣混凝土中的作用不盡相同，在此，其作用主要為對(duì)石灰消解的抑制，可以使料漿稠化時(shí)間延長(zhǎng)，使料漿溫度上升平緩，有利于形成良好的氣孔結(jié)構(gòu)。因而對(duì)制品的強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)有好處，但當(dāng)用量過(guò)多時(shí)，易造成料漿稠化過(guò)慢而引起冒泡和下沉，甚至塌模。通常，石膏用量控制在3％以?xún)?nèi)。3 水泥－礦渣－砂加氣混凝土水泥－礦渣－砂加氣混凝土是在水泥－砂加氣混凝土工藝的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。其特點(diǎn)是采用水泥為鈣質(zhì)材料，并盡可能多地以礦渣代替水泥，以減少水泥用量。由于目前高爐礦渣的應(yīng)用前景廣闊，礦渣已不再是無(wú)用的工業(yè)廢料而供應(yīng)漸趨緊張。許多原以礦渣為原料的加氣混凝土生產(chǎn)企業(yè)，逐步改用水泥－石灰－砂工藝。表5－1 各類(lèi)加氣混凝土配比范圍名 稱(chēng)單 位水泥－石灰－砂水泥－石灰－粉煤灰水泥－礦渣－砂水泥 *％10～206～1518～20石灰％20～3018～25－礦渣％－－30～32砂％55～65－48～52粉煤灰％－65～70－石膏％≤33～5－純堿，硼砂kg/m3－－4，鋁粉膏 **l/萬(wàn)888水料比～～～澆注溫度℃35～3836～4040～45℃鋁粉攪拌時(shí)間s30～4030～4015～25注：*采用425普硅水泥；**鋁粉膏用量按600kg/m3規(guī)格計(jì)算。水泥在水泥－礦渣－砂加氣混凝土中起著關(guān)鍵性作用，其性能好壞，將直接影響澆注穩(wěn)定性、坯體硬化速度和制品強(qiáng)度，綜合效果來(lái)看，使用425普硅水泥比較合適，其用量約為20％左右，相應(yīng)地用礦渣量約為30％，兩者之和約50％，若采用325礦渣水泥，則水泥用量將大大增加，礦渣用量則可降低。三 加氣混凝土的配方計(jì)算1 單位體積制品的干物料用量在生產(chǎn)絕干體積密度為500kg/m3的產(chǎn)品時(shí)，實(shí)際干物料投料量不足500kg。因?yàn)橹破方^干體積密度是將單位體積制品在105℃下干燥至恒重的重量。此時(shí)，制品含有化學(xué)結(jié)合水，在計(jì)算干物料時(shí)，這部分水并沒(méi)計(jì)入配料重量。因此，計(jì)算于物料量時(shí)，應(yīng)減去化學(xué)結(jié)合水的重量，制品中化學(xué)結(jié)合水量，視使用的鈣質(zhì)材料多少而異。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，生石灰中1克分子有效氧化鈣的化學(xué)結(jié)合水為1克分子；，則不難算出單位體積產(chǎn)品中結(jié)合水量，求出單位體積制品干物料用量：m ＝ r0 － B式中： m——單位體積制品干物料用量（kg/m3）；r0——設(shè)計(jì)體積密度（kg/m3）；B——制品中結(jié)合水量（kg/m3）．例：絕干體積密度為500kg/m3的粉煤灰加氣混凝土配比為水泥:石灰:粉煤灰:石膏＝13:17:67:3；水泥中氧化鈣含量60％，石灰有效氧化鈣含量75％，CaO分子量56，H2O分子量18，求單位體積干物料用量?設(shè)：每m3制品化學(xué)結(jié)合水為Bkg，B1為水泥所需的結(jié)合水量；B2為石灰的結(jié)合水量。則：每m3制品干物量為500－BB1＝{[13％(500一B)60％]/(56)}18B2＝{[17％(500一B)75％]/56}18B＝Bl ＋ B2 ＝ 34kg/m3即：干物料重量為：m＝500－34＝466kg/m32 配方計(jì)算配方可根據(jù)配比用：mx＝mPx式中： mx——單位制品中某原材料用量（kg/m3）；Px——該種原材料的基本配合比（％）。進(jìn)行計(jì)算（當(dāng)加入廢料漿時(shí)，加入量抵硅質(zhì)材料用量）。廢料漿的加入方式有兩種，一種是將切除的面包頭、邊料等直接加入料漿罐；另一種則制成一定比重的廢料漿于配料時(shí)投入。前者可以測(cè)定含水量后經(jīng)驗(yàn)加入（一般面包頭含水率波動(dòng)不是很大），而一種則可根據(jù)各種材料的比重及配比計(jì)算廢漿的干物料量。用于配料的廢料漿通?？刂频谋戎厥牵核啵遥凹託饣炷粒?～(kg/l)水泥－石灰－粉煤灰加氣混凝土： ～(kg/l)水泥－礦渣－砂加氣混凝土： ～(kg/l)例：已知加氣混凝土的配比是水泥:石灰:砂:石膏＝10:25:65:2，氧化鈣60％，有效氧化鈣75％，，，澆注溫度45℃。求廢漿中固體物料含量及500kg/m3制品中各物料配方。設(shè)：?jiǎn)挝惑w積廢料漿中固體物料為x(kg/l)、含水量為y(kg/l)。則，單位體積廢料漿中各組分絕對(duì)體積之和應(yīng)為1，即： () + ()+()+()十(y/l)＝l，即：x+y＝得：y＝－x代入前式得 () + () + () +() + (－x)＝l整理得：x＝(kg/l)；y＝－＝(kg/l)。這時(shí)，％。各物料配方根據(jù)m＝r0－B mx＝mPx計(jì)算。水泥結(jié)合水：B1＝{[10％(500－B)60％]/56}18石灰結(jié)合水：B2＝{[25％(500－B)75％]/56}18B＝B1十B2＝干物料：m＝r0－B＝500－＝；水泥：m水泥＝mP水泥＝ 10％＝ kg/ m3；石灰：m石灰＝mP石灰＝ 25％＝ kg/ m3；砂：m砂＝m(P砂一P廢)＝(63％－5％)＝ kg/ m3；石膏：m石膏＝mP石膏＝2％＝ kg/m3；廢料漿：m’廢＝mP廢＝5％＝23kg/m3；（m’廢為廢料漿的干物料重，m廢為廢漿體重）。（單位用量）V廢＝23/＝59(l/m3)（折算成重量的廢料漿為：＝74kg）用水量：W＝W0－W廢＝－59＝(kg/m3)鋁粉量：已知標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，