蒸压加气混凝土理论与方法误区的探讨（下）

长期以来，蒸压加气混凝土采用许多水泥混凝土的理论与方法开展研究和指导实践，为蒸压加气混凝土理论奠定了基础。但是，蒸压加气混凝土和水泥混凝土有着许多区别，机械地套用水泥混凝土的理论与方法，会让我们在认识上产生误区。...







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三、关于龄期

水泥混凝土的强度是靠水泥的C3S、C2S、C3A和C4AF等水化生成C-S-H、CH和C3AH6等水化产物，其反应是一个缓慢进行的过程，C3S水化后的抗压强度，假如以180天的抗压强度为参照，7天仅为50%，28天为80%；C2S更慢，7天仅为7.6%，28天为16%〔1〕。所以，谈水泥混凝土的强度必须明确龄期。

硅酸盐混凝土的强度是CaO+SO2+H2O（加热）水热合成反应生成C-S-H，C4S5H5或C5S6H6等，其水热合成反应基本上在蒸压养护过程中（1.2MPa饱和蒸汽恒压6h以上）完成，其特点可描述为合成时存在水化反应，使用阶段无水化反应，这也是与水泥混凝土的区别。实验表明，蒸压加气混凝土在出釜时和28天时的XRD 图谱和SEM照片基本一致，并没有随着出釜后龄期的延长而使XRD图谱以及SEM照片有所变化〔2〕；大量的试验并没有体现出蒸压加气混凝土在完成蒸压养护后抗压强度还会有所提高（没有充分养护的制品除外），说明蒸压加气混凝土的水化反应在出釜时已经基本结束。

大量实验同时表明，制品的抗压强度和干燥收缩随着龄期的增长而变化，但这一变化是由制品的含水率引起，龄期延长，制品中含水降低，强度增长，干燥收缩降低〔3〕。如果做一个反向的试验，即先将制品在较低温度（65℃）下烘干，然后在95%的湿度环境下逐步吸湿并进行抗压强度试验，结果将更明确的说明，强度和干燥收缩与含水率有关，而与龄期无关〔4〕。

既然硅酸盐混凝土是在高温高压下完成了水化反应，也就不应该再有28天龄期的概念，但遗憾的是在许多规范和规程、图集中，每每出现28天龄期的要求。让人感叹的是，采用蒸压养护的混凝土管桩，并没有规定必须28天以后使用！

蒸压加气混凝土的砌筑效果与其含水率有关，因此，施工中对含水率提出控制要求是合理的。蒸压加气混凝土出釜以后的含水率与时间有关，但也与制品的质量和环境有关，控制出釜后时间（龄期），不一定能控制好含水率，因此，为保证砌筑质量，应该直接控制含水率。

四、关于拉结筋

水泥混凝土常采用钢筋作为结构补强材料，在建筑中，拉结筋作为提高砌体抗剪应力的常用手段。钢筋在水泥混凝土中，因为水泥混凝土的密度较大，使混凝土与钢筋具有较强的粘结力，并且，混凝土的密度又保证了钢筋与水分的隔离，以避免钢筋的锈蚀。即使略微生锈的钢筋，其Fe2O3也会与C3A的水化物在有CaSO4存在的条件下生成3CaO（Al2O3·Fe2O3）CaSO4·3H2O和3CaO（Al2O3·Fe2O3）CaSO4·12H2O及3CaO（Al2O3·Fe2O3）Ca〔SO4（OH2）〕·12H2O等其他结晶矿物而有助于提高混凝土与钢筋的粘结力。

但在蒸压加气混凝土砌体中使用拉结筋就没有这样的作用了。首先，蒸压加气混凝土不如水泥混凝土致密，并含有一定水分，因此，钢筋在砌体中会锈蚀（为此，蒸压加气混凝土板中的钢筋都必须经过防锈涂料的浸涂处理，该涂料的作用既要防锈，又要保证蒸压加气混凝土对钢筋的粘着力）；其次，砂浆的致密程度和砂浆对钢筋的包裹厚度，也不能保证钢筋不锈蚀，钢筋在硬化后的砂浆里锈蚀，必然降低砂浆对钢筋的粘结力。因此，实际上蒸压加气混凝土砌体中采用未经处理的钢筋拉结，其作用是难以保证的。

在德国，墙体中的拉结不是采用普通钢筋，而是采用不锈钢片，厚度约0.4~0.8mm（视用途和部位而定），不锈钢片的两个侧边是波浪形，中间打有小孔。显然，不锈钢片在蒸压加气混凝土中不会锈蚀，另外其巧妙之处在于拉结力不是来自于砂浆与不锈钢片的粘结力，而是来自于因为波浪形的外形以及不锈钢片上的孔洞，在凝结硬化后的砂浆里被固定而产生了拉应力。对于国内的L形铁件，也具有类似的功能，因而能保证对砌体的拉结效果。

五、关于纤维加气混凝土

蒸压加气混凝土中掺加纤维，国内外都曾做过许多研究试验，试验中掺加的纤维有玻璃纤维、植物纤维、钢纤维和碳纤维，但试验并没有取得显著的效果（有些论文可能也说提高抗剪力等等，但仔细研究，这些试验没有排除其他影响因素；试验结果没有看到重演性；采用植物纤维时，制品的SEM照片找不到纤维…），这是因为，蒸压加气混凝土不同于水泥混凝土。蒸压加气混凝土是一种多孔材料，并且壁厚仅为0.2mm-0.3mm或更小，且孔壁的毛细孔又很大（在孔洞处，纤维是松的，不起作用），纤维在其中不能获得足够的粘着力，这样也就难以获得期待的抗折强度。理论上掺加纤维总能提高制品的抗折强度，但其效果和经济性不一定能获得较为满意的结果。另外，蒸压加气混凝土采用的是浇注发气成型工艺，短纤维对搅拌和发气都构成阻力，工艺上难以实现；蒸压加气混凝土采用高温高压的蒸压养护，当掺加植物纤维或玻璃纤维后，通常在高温后被碳化或融化，因此，到目前为此，纤维掺入蒸压加气混凝土的探索尚未取得成果。

蒸压加气混凝土和水泥混凝土具有许多共同点，比如水化生成物都是C-S-H系列水化物，但是，两者又有许多不同的地方，其典型的是水泥混凝土在掺水搅拌时水泥自身即开始水化反应，其他材料（如沙和石子等集料或掺合料）基本不参加反应，并且这一反应过程漫长，28天也仅完成不到80%。蒸压加气混凝土主要的水化反应在所有材料均参与的情况下进行，水泥的水化反应开始于加水搅拌，石灰等钙质材料和砂、粉煤灰等硅质材料的水化反应则在蒸压养护时进行，并且在蒸压养护（1.2MPa饱和蒸汽恒压6h以上）过程中完成；水泥混凝土追求密实，蒸压加气混凝土追求轻质；对提高水泥混凝土性能，一般主要针对水泥的水化和混凝土的密实性开展，因此许多外加剂也都围绕“水”做文章。而蒸压加气混凝土在组成材料成分溶解后进行水化反应，所以用围绕“水”做文章的外加剂往往难有成效；水泥混凝土在应用中更多地体现“刚”，蒸压加气混凝土在应用中则更多的体现“柔”。因此，开展加气混凝土的研究，可以水泥混凝土的理论为基础，同时必须充分考虑加气混凝土的特性，本文作为抛砖引玉，以引起业内思考。

参考文献：

〔1〕《水泥工艺原理》

〔2〕《蒸压加气混凝土砌块性能与龄期的关系》  桂苗苗  2011年《加气混凝土》第四期

〔3〕《加气混凝土强度与含水率之间关系的探讨》  高  峰等 2004年《房材与应用》

〔4〕《蒸压加气混凝土砌块含水率、抗压强度的研究》  张  松等

（全文完）

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