陶粒轻集料混凝土

　　利用陶粒轻集料和微孔泡沫混凝土材料的良好热工性能和防火性能，制造陶粒轻集料微孔混凝土自保温墙体材料制品，增大围护结构的热阻值和热惰性指标，以减少建筑物与环境的热交换，是实施建筑节能的有效措施之一。同时，可实现建筑物墙体保温与围护结构一体化和同寿命。为此我们研制开发了性能优良的陶粒轻集料微孔泡沫混凝土自保温砌块（以下简称陶粒微孔泡沫混凝土砌块）。本文主要介绍该型砌块结构特点、材料组成、配合比、性能指标和生产工艺技术及其建筑保温围护一体化墙体的构造和作法。
陶粒微孔泡沫混凝土砌块是采用超轻陶粒（陶粒堆积密度小于400kg/m3）和微孔泡沫混凝土（水、水泥、粉煤灰、专用水泥发泡剂、专用促凝增强剂）经混合搅拌制浆、浇注模具成型、脱模免切割或二次切割定型、自然养护或蒸汽养护而成的实心砌块制品。其创新点为陶粒微孔泡沫混凝土砌块采用整体浇注成型，其内外同质，均为陶粒轻集料微孔泡沫混凝土。在陶粒与陶粒之间，充满了具有细密气孔的水泥基微孔泡沫体。这些水泥基微孔泡沫体的密度与陶粒相当或比陶粒更低，因此，其砌块可实现超轻化，承重型砌块密度不大于1000kg/m3，非承重型砌块密度不大于600kg/m3。充分集成了两种材料的优良特性，具有轻质高强、防火抗渗、高效保温、耐久性好的特点，是一种集装饰、保温、承重（或非承重）功能为一体的新型节能墙体材料。
1陶粒微孔泡沫混凝土砌块结构特点及规格
陶粒微孔泡沫混凝土砌块规格分主砌块和切割薄板块两种。主砌块主尺寸采用我国中型砌块的通用规格尺寸（长*宽*厚），有600*300*250；600*300*2000；600*240*120；600*240*250；600*190*200等规格；切割薄板块有300*250*40、50、60；600*300*70、80、90等规格。
切割薄板块适用于框架梁柱、剪力墙等的模内置或贴砌等热桥部位的处理。主砌块用于自保温墙体砌筑，可采用保温砌筑砂浆砌筑以提高灰缝处热工性能，采用普通砌筑砂浆砌筑须用EPS灰缝压条。
2主要原材料及配合比
2.1原辅材料
2.1.1胶凝材料
陶粒微孔泡沫混凝土砌块采用浇注模制工艺，所制备的陶粒微孔泡沫混凝土浆料是一种的流态料自密实浆体，一般可采用普通硅酸盐水泥，但其硬化慢，不能满足浇注工艺的快速脱模要求。不采用蒸汽养护时，也可采用快硬硫铝酸盐水泥，以提高模具周转速度和微孔泡沫的稳定性及减低收缩性。水泥标号应不小于42.5级。同时该种水泥凝结快、早期强度高，有利微孔的稳定形成。故一般应选用快硬硫铝酸盐水泥。但由于该型水泥抗碳化能力较差，表面易起粉，一般要与普通硅酸盐水泥和矿渣粉复配成快硬型复合水泥使用。
2.1.2陶粒轻集料
可选用烧结、烧胀或免烧型粘土陶粒和粉煤灰陶粒。骨料为自然级配，并要求粒形好和级配合理。生产非承重自保温砌块时，陶粒堆积密度不大于600kg/m3；若生产承重砌块，陶粒堆积密度可不大于1200 kg/m3。对于承重型砌块，陶粒的筒压强度应不小于10MPa；非承重砌块，陶粒的筒压强度应不小于4MPa。吸水率应不大于20%。细轻集料应尽量采用陶砂或其他轻砂，以降低砌块密度。如无轻砂资源或生产承重砌块，可以采用河砂。
2.1.3增强纤维
纤维是一种重要的增强、增韧组分，主要用于提高混凝土材料的断裂韧性和抗裂防渗性能。在轻集料微孔混凝土中掺加一定数量的纤维，形成三维网络结构，不仅可以起到增强、增韧的作用，而且还可以有效防止轻集料的上浮，提高混凝土的稳定性。这是由于有机纤维非常细小，比表面积大，需要吸附大量水泥浆包裹，因而在胶凝材料用量、砂率不变的情况下，掺加纤维将使混凝土的粘度有所增加。因此掺加纤维能够有效控制轻集料的自由运动，从而减小混凝土的分层离析程度，改善混凝土的各项性能。
选用8mm长无机矿物与聚丙烯短切复合纤维，经采用自行研制的高效分散剂处理后，具有很好的分散性，可均匀分散于混凝土中减小干缩，提高抗裂性。
2.1.4高效减水剂和发泡剂
陶粒轻集料微孔混凝土需采用高效减水剂和引气发泡剂。其中高效减水剂使用的主要目的是能够改善和易性，增加塌落度。水泥用量不变，强度也大致不变，高效减水剂可是塌落度增加10cm以上，从而获得塌落度为20±2cm的流态混凝土。而采用引气发泡剂是获得基体微孔泡沫结构的必需。引气发泡剂品种有蛋白类、植物皂素类、松香胶类、合成活性剂类，均可使用。从稳泡性、发泡倍数、泌水率三大技术性能及使用成本综合考虑，建议选用复合型高效发泡剂，其发泡倍数不小于30，可满足发泡技术要求，用量小。
使用高起泡稳泡性的引气发泡剂和高效减水剂，是获得高性能陶粒轻集料微孔混凝土的关键。这就要求外加剂体系针对流态轻集料微孔混凝土特点，具备高效减水促流、抗裂减缩、起泡稳泡和增强水泥石与集料粘结力的性能。要协调解决陶粒轻集料微孔混凝土微孔形成、拌和物稳定性和流动性，工业化的生产工艺对陶粒轻集料微孔混凝土拌和物的流动性和稳定性都提出了非常高的要求，本研制中在使用市售FDN10高效减水剂的同时，采用自主研发出的陶粒轻集料微孔混凝土专用HFPM引气发泡剂。
2.1.5辅助矿物材料
采用硅灰、粉煤灰、矿渣微粉可增强复合胶凝材料的安定性，从而提高轻集料微孔混凝土的耐久性。加入少量粉煤灰，可以提高砌块强度。
2.1.6其他外加剂
主要有发泡稳定剂、膨胀减缩剂、硅水泥促凝剂（禁用速凝剂）等。当采用低碱度硫铝酸盐水泥时，为克服其强度倒缩，应使用专用增强剂，以保证砌块的后期强度。
脱模剂选用自制的HF-2型乳化油皂液，具有无毒味、高隔离和不污面性能，可使用于喷涂工艺。
3生产工艺技术
陶粒微孔泡沫混凝土砌块可采用先进的工艺技术以实现大规模工业化生产。由原材料处理、陶粒发泡混凝土料浆制备、成组模浇注成型、蒸汽养护、脱模切割、码垛包装养护等工艺组成。在生产中需重点解决陶粒上浮控制、干缩和体积稳定控制、抗渗性和浇注工作性等问题。
在原材料处理工段必须进行陶粒预湿处理，使之达到一定的含水率，以增加其与其他物料的界面结合力，不预湿的陶粒不可使用。尽量通过复配使陶粒轻集料级配连续。使用部分膨胀珍珠岩和膨润土降低料浆密度并掺加纤维素增粘可有效减小陶粒上浮现象。

应尽量采用蒸汽或干热养护，以避免浇注后由于水泥终凝时间长而造成塌模，同时提高砌块强度。试验表明初期采用蒸汽或干热养护时砌块强度较自然养护提高10%-30%。