加气混凝土的特点
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(一)多孔性是加气混凝土最主要的特性
一般加气混凝土的孔隙达70~80%。其中由铝粉在碱溶液中进行化学反应产生的
氢气造成的气孔约占40~50%;由水分蒸发留下的毛细孔造成的气孔约占20~40%。
大部分气孔的孔径为0.5~2毫米,平均孔径约在1毫米左右。
由于大量孔隙的存在,引入了大量空气,大大降低了材料的容重。一般加气混
凝土的容重为400~700公斤/立方米。比粘土砖容垂轻2/3,比普通凝混土容重轻
3/5~4/5,应用于建筑物上可以降低墙体重量一半以上,还可提高运输效率,加快
施工速度,实现墙体材料的改革。
(二)强度偏低,但是在砌体中强度利用系数很高
蒸压加气混凝土的抗压强度与固体/孔隙体积比成线性关系。即容重越大,强度
越高。因为引入大量空隙,降低了容重,必然地也降低了加气混凝土的强度。因此,
加气混凝土的抗压强度(立方强度)偏低。容承为500公斤米/立方米的加气混凝土。
其抗压强度约为30公斤/平方厘米左右。其他强度与抗压强度的关系大约如下:
抗拉强度 R拉=(0.08。~0.12)R压
抗折强度 R折=(0.15~0.22)R压,
抗剪强度 R剪=(0.18~0.21)R压。
另外,含湿状态对加气混凝土强度的影响比普通混凝土更加显著,绝干时,加气
混凝土抗压强度最高,随着吸水,强度开始急剧下降,当含水率超过15%时,强度随
含水率增大而下降的趋势减缓,当含水率超过25%以上,强度趋于稳定。所以,对于
加气混凝土,所谓强度是相对于一定含水状态而言的。比较强度的基准含水率各国
不尽一致,瑞典等国采用气干状态为基准,即含水率为10±2%。我们曾建议在含水
率25~45%范围内选一基准为宜,因为在这个区城内,含
水率波动对强度影响很小,容易测得稳定可靠的数据。我国《蒸压加人说民凝上砌
块》的部颁标准中则采用土35±10%为基准含水率。
加气混凝土虽然抗压强度偏低, 但是,由于加气混凝土块体尺寸较大, 品匀
质性较好, 加气混凝土砌休强度约为立方强度的70~80%。所以,加气混凝土在砌
体中的强度利用系数很高。有些人以为粘土砖强度高
达100公斤/平方厘米“ 以上, 而加气混凝土强度只有30公斤/平方厘米左右, 于是
总是对加气混凝土应用于建筑物表示怀疑。其实他们不了解, 在粘土砖的砌体试验
中, 从来没有一块砖是被压坏的。粘土砖尺寸较小, 砌体的破坏主要是灰缝的影响
和粘土砖的折断等原因。标号为100公斤/平方厘米粘土砖, 其砌体强度仅为31公斤
/平方厘米“ , 也就是说, 粘土砖在砌体中的强度利用系数仅为30%左右。强度为
30公斤/平方厘米的加气混凝土的砌体强度却达到24公斤/平方厘米左右。所以, 加
气混凝土完全可以用于三层的墙体承重建筑。
(三)在短期荷魏作用下, 加气混凝土的弹性模较小, 但弹性系擞较大
加气混凝土的弹性模量约为(1.5~2.5)×104公斤/平方厘米, 而100号普通混
凝土的弹性模量为20×104公斤/平方厘米, 约为加气混凝土的10倍。因此, 在相同
荷载作用下, 加气混凝土的变形较大。这在建筑应用中必须引起注意, 尤其是在加
气混凝土与其他材料咬砌衔接等部位以及配筋构件巾要有一定的建筑结构措施。加
气混凝土屋面板允许有一定挠度, 一般规定不得大于1/300。应该进一步采取一些
有效措施来提高屋面刚度。
虽然加气混凝土弹性模量较小, 但是在受力变形过程中, 弹性系数(弹性变形
在总变形中所占比例)一般均在0.9以上。当应力较小时σ≤0.5σ1)应力应变接近
直线变化。应力加大, 应变增长略快。当应力接近破坏荷载时(σ≈0.9σ), 塑性
变形才显著增大, 出现表面裂缝。应力应变曲线迅速转折而趋于水平, 应力达到最
大值(σ1),试件立即破坏。所以, 加气混凝土受压时表面裂缝出现较晚(σ≥0.9
σ1)弹性变形的比例大, 一旦出现裂缝, 随后很快是脆性破坏。普通混凝土则不
然, 弹性系数一般只有0.2~0.7.受力时, 普通混凝土当应力σ≥0.3σ1时就出现
裂缝, 可是当到最大应力σ1,时, 试件并不破坏, 而且是部分混凝土退出工作,
变形继继增大, 直至整个混凝土破坏。
加气混凝土受力变形的这项特性在建筑工程设计时必须予以重视的。
(四)在长期荷载作用下, 加气混凝土的徐变位较小
瑞典等国家有关部关部门研究测定表明, 在允许应力范围内, 加气混凝土的
塑性流变比普通混凝土小。加气混凝土的徐变指数ф。为0.8~1.2而普通混凝土则
为1~4.北京加气混凝土研究小组在室内进行了五年的屋面板长期荷载试验,五年后
的挠度约为短期荷载的1.35~1.58倍。
加气混凝土的徐变比普通混凝土小。这是因为普通混凝土的徐变是由荷载引起结
晶变形和继续进行化学过程引起收缩的综合结果;而加气混凝土系高压蒸汽养护,
化学反应进行比较安全之故。
(五) 加气混凝土的干操收编偏大 和其他材料了样加气混凝土干燥收缩,吸湿膨
胀。在建筑应用中, 如果干燥收缩过大, 在有约束阻止变形时, 收缩形成的应力
超过了制品的抗拉强度或粘结强度, 制品或接缝处就会出现裂缝。因此, 加气混凝
土采用高压蒸汽养护, 大大降低了制品收缩值。但是, 在加气混凝土中一般没有粗
骨料, 不能象普通混凝土那样, 主要依靠骨料来减少收缩。目前, 许多国家标准
中规定, 加气混凝土最大干燥收缩值为0.5毫米/米(温度20℃ , 相对湿度土2%)。
由于加气混凝土抗拉强度较低, 即使干燥收缩值达到0.5毫米/米, 如果使用不当,
也会出现收缩裂缝。所以, 为避免墙体出现收缩裂缝。必须在结构和建筑土采取一
定的措施。而严格控制制品上墙时的含水率也是极其重要的, 最好控制上墙含水率
在20%以下。
(六) 加气混凝土吸水导湿性缓慢
由于加气混凝土的气孔大部分是“ 墨水瓶” 结构的气孔, 只有少部分是水分蒸
发形成的毛细孔。所以, 肚大口小, 毛细管作用较差, 造成加气混凝土吸水导湿
缓慢的特性。
1)体积吸水率和粘土砖相近, 而吸水速度却缓慢得多
如果将加气混凝土锯成和粘土砖同样的尺寸, 然后与粘土砖同时浸入水中夕小
时,测定吸水率, 发现二者体积吸水率相近(35%)左右。这时粘土砖中几乎所有
孔隙都已被水充满, 而加气混凝土中却有35~40%的孔隙还未被水充满。但是, 如
果将加气混凝土和粘土砖一端浸入水中1厘米, 测定吸水速度和高度, 可以发现粘
土砖在浸水后10小时, 吸水高度已超过24厘米, 吸水量达7克/平方厘米以上而加气
混凝土浸水吸水量仅为2~3克/平方厘米“ ,吸水高度只有9~10匣米, 吸水速度
比粘土砖慢几十倍。
这个特性对于加气混凝土的砌筑和抹灰有很大影响。在抹灰前如果采用同样方式
往墙上浇水, 粘土砖容易吸足水量, 而加气混凝土表面看来浇水不少, 实则吸水
不多。结果抹灰后砖墙上的抹灰层可以保持湿润, 而加气混凝土墙上的抹灰层反被
加气混凝土吸去水分而容易产生干裂。因此, 有人建议在加气混凝土墙抹灰前先涂
一层特殊的底浆来阻滞其继续吸水, 并提高粘结能力。
2)加气混凝土平衡含水率较低
加气混凝土平衡含水率较小, 因此在建筑物中制品千燥后可以达到一个较低的自
然含水率, 有利于室内小气候的调节。所谓平衡含水率应该是指热力学上水蒸汽等
温吸附和解吸过程的平衡。是吸湿和解吸的极限。不要与建筑物实际白然含水率混
为一谈。在相对湿度为30~80%的范围内,加气混凝土平衡含水率约为1~3%(体积)。
而建筑物中加气混凝土的稳定的自然含水率在平衡含水率范围之内。北京地区冬季
约为1%(休积), 夏季体积2%(体积)。而且, 夏季墙内含水率由外向内直线递减冬
春季由外向内递增, 抹灰层含水率基本在1%(重量)左右.
(七)加气混凝土保温性能比一般趁筑材料好褥多, 而隔热性能比枯土砖略好一些
加气混凝土的导热系数仅为0.1~0.1千卡/米。时。度, 只有粘土砖的1/5。所
以, 加气混凝土的保温性能比普通混凝土好得多, ·这是众所周知的事实。应用加
气混凝土, 可以提高建筑物的保温效果, 降低能耗, 节省建筑材料。保温与隔热
实质上是同样的问题。由于对’保温往往按稳定传热来简化计算而夏季隔热却是一
个不稳定传热问题, 因此常将保温与隔热分另加以考虑。国内所谓“ 隔热” 就是
在不采用降温设备条件下, 如何利用自然条件以及建筑措施来创造一个夏季室内凉
爽舒适的环境。一般采川环境绿化、自然通风、围护结构隔热、窗户遮阳等措施可
以取得较好效果。而围护结构隔热的意义在于降低内表面温度, 从而降低内表而与
人体之间的辐射换热量。
如果不考虑建筑因素, 一表示材料隔热性能的材性指标是导温系数, 和表而蓄热
系数(a)和表而蓄热系数(s)。
温度传导系数a, 表示材料在受热或冷却时, 以什么样的速度由一面向另一面进
行散热的能力。a值愈小, 则温度变化愈慢,热惰性愈好。加气混凝土导温系数a约
为10×10平方米/小时。即对足够厚度的材料, 当表面温度波动1℃时, 平方每米材
料吸收或放出的热准。材料的蓄热系数越大, 表面温度波动越小。加气棍凝土蓄热
系数s约为0.2千卡/平方米·时· 度。
加气混凝土导热系数(入)、导温系数(a)都较小, 所以加气混凝土隔热性能
的特点是材料层阻止热流和温度波透过的能力强, 通过围护结构的热流量大为减
少, 衰减倍数和延迟时间较大。与传统材料相比, 在相当厚度条件下, 加气混凝
土内表面平均温度和波动温度较小。而另一方面, 由于蓄热系数(s)也较小, 表面
层抵抗温度波动能力较差, 在同样室外热波作用下, 加气混凝土外表面温度较高,
温度振幅较大, 内表面温度也易受室内温度波动的影响, 表面层热稳定性较差。但
是, 从夏季隔热来看, 前者是主要的。因此加气混凝土的隔热性能在相同厚度下比
砖及混凝土等材料略好一些。由于加气混凝土保温性能比传统材料好得多, 而隔热
性能好得不多。建筑应用时如果只考虑保温性能而减薄厚度, 则可能造成隔热性能
不足。所以应该同时考虑这两方面的需要来合理应用。
(八)加气混凝土具有一定的耐热和晓好的附火性能
加气混凝土在受热至80~100℃以上时会出现收缩和裂缝, 但是在700℃以前不
会损失强度, 具有一定的耐热性能。
加气混凝土属不然材料。其耐火性能比普通混凝土高得多。这是由于加气混凝
土保温隔热性好, 保护层对于钢筋有较好的隔热作用。甚至发现一些加气混凝土建
筑在火灾后, 只是在加气混凝土表层发生龟裂和酥松, 扒去表层修补后, 仍能修
复使用。
(九)加气混凝土具有一定的吸声能力, 但喃声性能较差