加气混凝土在严寒地区应用耐久性探讨.docx

1、加气混凝土在严寒地区应用耐久性探讨加气混凝土在严寒地区应用耐久性探讨 维普资讯 /0. 加气混凝土在严寒地区应用耐久性探讨李家祥呢 人们不甚了解,因此提出疑问 加气用于蒸压加气混凝土是以硅质材料和钙质 材建筑工程上,究竟能使用多少年,使人很难一料,通过高温高压蒸气养护而制成的。主要品种有粉煤灰加气混凝土、水泥石灰砂加气混凝 句话回答的这样一个问题,把红砖用于建筑上,人们在应用过程中,必须认真遵守各自规范或土和水泥矿渣砂加气混凝土等,本文着重落粉规定,才能取得予期的效果。同样,加气混凝煤灰加气混凝土的材性和应用情况的分析和研土也是如此,笔者和同志们一道来研究在使用究,供参考过程中、产生裂纹,空鼓

2、,冻胀的主要闵题。齐齐哈尔是我国严寒地区,冬季最冷的约一,一般在一 左右,应用已有十五年一、加气主要特性的历史了,总的来说是成功的。当初,由于人. 孔隙率,是指材料中孔隙体积峦材料们不太认识,随着时间的推移,认识在不断的提高,在应用实践中存在着这样和那样 的 问 总体积内所占的百分数。 级制品一般占 %左右,其中铝粉发气生成的气泡约占 %,其题,也是难免的,在应用中大体存在以下几个余 %是厦材料颗粒之间,煤灰颗粒本身有擞方面的问题 圈粱 “热桥”,窗台冻胀,墙体孔和水化生成物的微气孔。孔的结构是不均匀局部裂纹,外墙体饰面局部空鼓,裂纹、剥落的。有的气孔是由封闭型或敞开型,宏观气孔和冻胀问题较多

3、。然而,应用成功的建筑也不以及孔间壁本身内的微孔和毛细微孔所组成。少,人们却不以为然。但对出现这些问题的这些气孔决定了加气的一些特性。因,不去按材性,标准或圈集去对照检查我们.容萱 是单位体积的重量 /,它在应用中的问题,或在贯彻国家标准当中,结是衡量加气混凝土制品质量的重要指标之一。合本地窿,有哪些不完善的地方应持取积极的态度去修改、补充标准,相反,下断言,判它孔隙率与容重的关系“死刑”,如某地建委下文禁止使用而当地设计院的设计 员坚决按国家的标准积极慎重地进行大咀的设计,在居民小区设计建造几幢承重巨宅与踌混庄宅进行比饺,用户普遍匣映暖和。齐齐哈尔市建筑? 计院通过十多年的应用. 含水率。制

4、品的出釜含水率 一 般 在实践,积极总结经验,结合本地的实际,制定以内,有五种状态,及生产应用的物理意本地区的标准图集和技术规定,为了更好的推义;广新型节能避材,我们认为这些单位对新事物烘干状态 含水率 : ,是检验产品的态度是十分积极,表示赞佩质量 容重和强度 的指标。尽管如此,社会上还有一些凡,对加气在建平衡状态:含水率左右时,是筑工程上的应喟青顾虑,对现象上存在裂纹,加气正常呼吸湿度的平衡含水,是应用技术掌饰面空鼓剥落冻胀的毛病,不去认真地推敲,握的指标。术材泊火,人们都知道了,并育防火的措施,至气干状态:含水率 : ,是工于加气对人们有什么要求呢 它的特性是怎样程应用定量容重和强度的标

5、准含水状态。?维普资讯 /. 出厂含水率:要求控制在 以 内 凝土试验墙,含水率变化的泓定结果。.外墙干燥过程。 建科院模拟试 验指重量 是应用技术争取控制界限。基准含水状态 含水率 %是 出 图 北京产容重为 / 。,试件 厚度 ,两侧水泥砂浆辣平,其余四个面石腊釜含水率,是生产厂检骚强度指标。为了便于以后研究在建筑工程上应用所存涂上,试件初始湿度 ,试件放在恒温空气在的问题,笔者搜集了国内外有关的试验和建 温度 ,空气相对湿度的实验室内筑实测结果 二 作为分析和研究问题之用。 进行干燥,随时间的延长、内部湿度迁移变化情况。二、试验和建筑实测资料. 齐齐哈尔建材广引进波兰乌尼泊尔工艺生产的制

6、品,一般出釜含水率在 以内, ,. 、 夏 :、经过半年的露天堆放,含水率约在左右。. 自然干燥情况 袋 叫图 是东北设计院对两面不抹灰的加气混 。. 、.【 , ./图 自然干蟪情况 圈. 建筑外墙实测结果 表并 材科屡厚度 磐斤,公斤?序 房屋地点 墙 厘米 实耐房屋甩逢 朝 皿号 建造年月 向 时间. .均暗尔摈空 办公室 南 . . . .调机厂 车 间 东 . . . . . . . . 车 间 北.厨 房 北 . . . . . 【. . .哈尔滨建材 休息皇 东 . . . . . .予制构件厂 休息皇 南 . . . . 】 . 休息皇 北 .【 . . . . 齐尔地区相当、

7、也属于严寒地区、故摘录此部 注: 和 舟别表示内、井表面抹灰层的厚度 水泥序号 与 两墙体厚度括差悬殊,按新节能规范 设砂浆、 表 屠的厚度。计、前者墙体厚度不够,后者超摹表 中的 是墙体撼虞的相对厚度 ,即 爿点探 。序号,厨房北墙体、音覆较大,笔者认为一鲁度/墙体的息厚度本表是建科研妾撼部斟结果,目暗市的气侯与。齐 慑置不够, 是其内未作隔翟处理 不安圭。?维普资讯 /. 齐齐哈尔建材厂五层住宅楼多层厨房外墙含水率测定结果 见表 褒翦 儿七年二月取样 七年四月取样着休古永率 .矩井墙面 墙悻古木串 ,距外墙面蔗 向血 平均北. . .南 . . . . 北 . . . . . . 南 .

8、. . . .北. . .南. . . . . 北. . .南. . . .北 . . 】 . .南 . . . . .最太. . . . 最小 . . . .注.当时的产品是该厂的小生产鳇蜩产品,由盎古木车 左右,使用两年半后,铡厨房外墙古韫率的丹布状况 从衰 看出阳面较北面墙伴台程量抵约 卟百丹点, 甫、北着体由内对外古覆车茬惭增高?出前 天内吸湿较快,达到 %在天 .个胃 还不到 %,以后韵吸湿,就微乎其 锹了。. 吸湿膨胀和干燥收缩 日本:扑 /; 一瞿 ?一。: 毒 ,一, . 庵聃 一 瑶 一田 讳 毅堂船囊耋. 吸湿率试验条件:一试件尺寸;: .图含水形态:绝千为起点吸湿膨胀试验

9、:试件五个的平均值。将规定形状的试件放在 相对湿度试验方法 将 的干燥箱放 前室内,大体干燥至恒重状态,以此在 的室内,并将硫酸锌饱和溶液注 入 干状态为起点,然后放在相对湿度为 的燥箱内,将湿度调正到 %,然后放入试件,湿空气中,测不同时间的吸湿 膨 胀值。 见谰定不同时间的重量,求出吸湿率。从图中看?维普资讯 /. 维普资讯 /. 建议采取的措施桥” 窗台受潮冻胀 台下及窗口两底 角 侧据富拉尔基第一重型机械厂砖混住宅【量有墙 ;内外墙体局部产生裂纹;及外墙的外侧面有局部空鼓等现象,本文不一一分析。墙体 类似情况,不过砖混轻罢了。产生这种现象的原因就是设计人员,对其认识不足使用不当,这的裂

10、纹情况十分复杂,东北院高级工程师魏忠余和高连玉工程师关于墙体裂纹问题进行大量 种材料的屋面板使用,只能吸湿,不能排湿的试验研究工作,并发表了许多论文,从建筑结 使用方法,就等于一个人,光吃不拉,会胀死一构力学角度分析裂纹产生的原因和防止措施, 样,在应用规程中设有排气孔是有道理的,在此基础上,对齐市的两幢试验建筑楼 五层 但这种设法是否合适值得研究,我想 能 否在加气承重住宅楼和三层办公楼 使用五年多以 女儿墙内侧壁与沥青防水出台处同时考虑 阴来其主要问题,从材性角度,谈谈我学习体会 避式 为佳。当然也应该在板上表面设隔汽层和见解,供参考。 或排汽孔道,这样避免湿汽板面积累,同时,找平层也不宜

11、使用珍珠岩砂浆,困含 吸 水性两幢试验楼基本情况:除圈梁楼板门大,使用两年后,板达到平衡含水率 %左右窗过梁外 . 以上全加气混凝土,当时的时,才能安全,但也不以此为然,在板与板之制品出釜即上墙,含水率 左右,屋面未设排间和板与外墙之间应留有伸缩余地,也即是以气孔。八四年底投入使用,至今巳五年多了,柔性节点为好。同时,在板端的支承面上作滑裂缝年年有发展,其裂纹的发展程度:女儿墙动层 两层油毡间放滑石:粉 或满放薄圈粱,周与加气屋面板接触处约有宽 的裂纹都可避免内隔墙和窗问墙韵致纹的产生。窗间墙普遍有 ? 遭宽度为?的裂纹,其上向外倾斜,错缝水平投影约 内墙有斜裂纹,最宽有 。加气板之间缝隙也愈

12、来愈大。圈梁每层皆有,不是满设置,内有两道横梁似四字形,加气板端支承在 内圈梁上,梁下的内墙未产生斜裂纹,仅板梁间有水平裂纹。裂纹的存在是两楼的共性问题。原因及其分析:冬季齐市地区室 内外温差较大,约 以上,屋面板是冬季室内水蒸汽向外渗透 除门窗外 强度最大的薄弱部 圈位,水蒸汽渗入板内并向板的上表面迁 移 积. 关于外墙饰面裂纹,龟裂、空鼓和剥累,与珍珠岩砂浆接触部分也受潮吸水,由于 落油毡防水层的阻碍,水分排不出去,是水汽能 调查发现外饰面的裂纹和龟裂有 两 种情进不能出,加气板产生冻胀。夏季室外气温高况 一种是饰面砂浆层的表面有裂纹和龟裂,约 左右,在黑色沥青层的下面温度更高, 砂装层与

13、加气结合面银好,未空鼓,另一种即大约 且板面十分潮湿,此时此刻加气有裂纹、龟裂或空鼓未剥落掉皮。室内的所有板不但产生热胀 具日本耐火度试验,当 墙面,皆完好无缺,阳面较北面多。有个大的胀值 ,并且还有湿胀.两内墙饰面为何完好呢 其一是 室温、湿力叠加,应力比较大 当板处约束状态时 , 度,水蒸汽均相近,出入自由,交换正常,无参见图 在应力的作用下,促使 内墙推窗冻害,无压差的存在,尽管施工时,内墙局部间墙向外移动,故内墙产生斜裂纹,窗间墙水 灰浆不满也无影响,所以不裂和空鼓 从结构平裂纹,同时女儿墙根部也产生水平裂纹,是 力学角度,因施工质量不好,如砌块不平整,显而易见的。横,坚缝灰浆不满,局

14、部承压受力不均,产生维普资讯 /. 裂纹除外 。同样,外墙的内侧面也如此,阳固。由于加气吸水少而慢,所以墙面浇水一次面的外墙皮总的来说较北外墙皮 阴面 局部不能满足湿润要求,极易在短时间内把砂浆中空鼓、裂纹为多 与红砖墙相 似 ,阳 较 阴的水份夺走,大大降低粘结强度,在夏季更为面相比,压差较大,且湿度迁移也快,冻融次严重数也忧较多 非破坏性的冻胀 、在客观上用水泥砂浆装修,水泥砂浆强度高、抗冻受大自然的风雨、雪、温度的交替影响也较性好,对加气混凝土起保护作用,但干缩值比加频祭,所以阳面裂纹或龟裂、空鼓较北面为气大,加气抗拉强度又低,因此,砂浆层发现多。裂纹也必将使墙体发生裂纹。砂装越厚,收缩

15、其二,施工质量的影响 见图 差产生的应力也越大 所以在我国应用规程中规定用弹性膜量小与加气强度 号 相匹配的软砂浆打底,形成过渡层,就不会产生开裂了。卅 【材慨内十. 加气混凝土抗冻性.毒托 。 含水率的变化,对加气混凝土的影响 .众所周知,加气是多孔材料,吸水量大,较砖罅 .慢且延续时间长,暴露于空气中,其含水量随母 外墙周围环境 温度、湿度、风力的大小等等 的如果水平缝 或立缝灰 浆 不满 或不变化而变化。是保温砂浆的话 ,水蒸汽容易掺入,或在 它的岔水 湿 变化直接影响它的物理力处产生水份积累冻胀,造成局部空鼓和裂纹。 学性能而加气的内部孔结构和分布状况,也影响它的含.水率,相关性十分密

16、切,有它一系列其兰,加气在生产过程中,钢丝切割时形的连琐反应,我们必须充分的认识它,才能掌成的鱼鳞形酥捂粉粒附在表层,如在粉刷前如不加清除,就会起隔离作用,影响砂浆粘附牢 握应用的主动权。加气吸湿量与窖 的蓑系 袅寡 空气据对提度 .一 重量与体积古束草关系一, . , . 】., . . , . 目函. , ./ . . . 为体积古术蛊 . , . / . . / .洼一丹平为休觏暖提量?丹母为重量嗷醒量一。左左,室内温度 ,以及水蒸汽等对空气湿度与温度的关系加气外墙有何影响呢 外墙体内的温度、湿在绝对温度一定的情况下,气温降低,相度、水蒸汽等分布状况见图 。对湿度就增大 室温提高了,相对

17、湿度 就 减外墙体的温、湿度的分希及内部结墙少 由此推理,空气中含的水蒸汽多,气温少露。许降低一点,就会结露,如果是外墙的话,就通过热工理论计算和我们对试验房的外会有水珠聚积和流淌。然而,冬天室外汽温维普资讯 /. 体断面不同深度的湿度的测定。 湿度大的浴池 中是十分危险的 除非设计时作特殊的隔湿处理外,一般绝对不许可,在应用技术规范中明确规定,加气不得使用在湿度大的工程部位。齐市地处严寒地带,冬季室外气温较低,在一 左右大约有一个月的时间,长期处于负温之下的半年时间,室内温度一般在 左右,相对湿度也比较大 厨房 经常处于 状态,因此,透湿设计比湿热的南方地区含湿设计更为重要,室内外温差 大,

18、水 蒸 汽向墙内渗透,什么位置薄弱,水蒸汽渗出量就多,长期积累,导热性能下降,使墙体局部含水量超越临界含水量 见图 ? 若不采取适当的措施,就会造成恶性循环,直至破坏。因此.必须在热工设计的同时,进行渗透设计,防止结露,把湿度限制在允许的范围以内或进行排湿处理为排湿通风孔或设排烟汽罩等 ,删 最好设计一个内隔外透的饰面层。“一 为温度分布曲线,孔结构及其水份的存在形态一.为饱和水蒸汽压力分布曲线, ,孔结构。 级制品的内分孔隙率 一?为水蒸汽压力分布曲线, 左右,由孔与孔壁组成,是水化时形成的。孔点为露点温度 壁内的孔分胶凝材料内部的孔,毛细孔 原来充水空间 和过渡孔三部分组成。为冬季湿度分布

19、曲线。加气墙板或砌姥外墙体,当室外温度较低 孔的级配,无害孔, 少害孔,肘,室内湿空气通过渗透作用,不断沿墙体素 , 有 害孔积到氐温一侧,因室内空气比室外空气的饱和 多害孔 以上 .经测 定 水 银 压入法 无害孔 率 ,强 度比较高,约水蒸汽压高,由于有水蒸汽压存在,所以水蒸汽有通过加气墙向外一侧逸出的现象,逸出量 / 。左右。无害孔多说明强度高,抗冻性能好,当然与生产家的原材料和工艺制度与墙体材料的材质和厚度有关。根据墙体的传热理论和水蒸汽渗 透 原理 有关。.水份存在形态。加气混凝土中的水份有来分析研究这一现象,水蒸汽和询和水 蒸汽结晶水,吸附水和毛细管水三种。结晶水的化压力分布曲线相

20、交的交 点 点 为 露 点,台状态存在于多种水化物内很稳定,不受外界为冰霜区.这种现象称墙体 内部水份变化的影响。吸附水是材料颗粒表面薄膜结露,由于水份 湿度 向低温一侧迁移,内水层,柱一定条件下有可能转为自由水,成为部结露使加气的含水 湿 率上升,保温性能补充毛细管内水份的来源。如果它存 在于制下降。加气的隔热气孔被水连通,这时加气几品缝隙之间,对制品可以产生很大的 楔 入压乎丧失了保温作用,室内外气温一年四季的变力。使制品的强度下降,因此抗冻性就不好。化,可以设想在加气内呈现出反复冻融现象,毛细管水,是分布在毛细管孔道 中,占制品对其耐久性当然影响很大。所含水份的绝大部分。毛细管水是随着制

21、品加气制品如果长期处于极恶劣构环境 如 维普资讯 /. 一所处环境的相对湿度的不同而变化,在常温使. 时才冻结,有关几个国家对多孑 混凝用条件下,水份的增减只是制品中吸附水和毛土控制冻结温度为;细管水的增碱,将影响制品的物理力学性质,苏 联 空气中 一 但制品的相组成不变,对制品的使用性能无严波 兰 一 重影响。法 国 一 一 .水分的渗入。亲水性的多孔材料,外界保加利亚 一 的水分通过毛细管能不断地向制品内鄯渗透,民主德国 一 迁移、甚至内外平衡时 齐市约两年多的时间日 本 一 厨房等湿度大的房间外墙更长 才停止。如果中 国 一 存在水位差或压力摧,水将会沿着毛细管通道黑龙江省建材研究所,对

22、加气作了抗 冻性 试由水压差高的一面见图 ,由 线的右侧向验,在一 的 温 度 下 冻 小 时,在左埘渗透 向水压低的一面 即外墙的外侧 的水中融 小时,为一个循环 试件中渗透、迁移,当温度和湿度含量达到一定的界心温度控制在一 一 ,试件在水中浸限时,就会由外向内 或由内向外,见齐市泡 小时,台水 %时进行冻融,全 过 程为中药饮片厂事故 分层冻胀剥落,因为 外 侧次冻融循环 从膨胀与收缩曲线中 可以看面的温,湿度较内坝 面先达到了临界线 的 缘出 随温度的降低,试件在不断 的收缩,在一故。一 时,即在结冰过程中,温度变化平一般情况下,毛细管中的水分是不饱和的稳丽收缩值在增加,在一 时,有个较

23、大的图 在室温 相对湿度 为 时,一个变形值,当在一 一 ,有明显的最大胀无饰面层的绝千试件在五个月的长时间内,重值,此时内部应力最大,也即是造成加气受冻量吸湿率还不到 % 况且在实际工程中加气破坏的主要原因之一。当温度继续降低时,试本身含有 %以下的水分和饰面层加以保护,件又开始收缩,因此,他们认为受冻试件的中吸湿更慢了 但在内外温度差和湿度差时,心温度应控制在 一 。加气就会产生力求平衡的扩散现 象。总而 言以上的标准抗冻试验与工程实例 出 入很之,加气的吸湿、排湿、冻胀与本身的孔结构大,前者均匀含水,而且处在自由状态,内外有相关性。压差大,所以不能以标准法合格来衡量加气制温度与加气的冻胀

24、关系品是一种完全抗冻材料是有一定道 理 的。但密一定的含湿 水 率下,零下多少度才是,根据国内外的抗冻试验的破坏过程及齐市能冻胀破坏呢 这是人们十分关切 的同题。 工程的实侧来看,随着冻结温度的下降, 图据国内外资料介绍,水泥石的成冰率当温,大约一 以前是收缩 一 ,后期是膨度 一 时,是一 时,为胀 . ,当温度下降至一 左右,有 最一,为 一 时,为?。大胀值,是造成破坏的主要原因,而不 是 收敢于加气能否与水泥石等同呢 加气是多孔轻 缩。就是说, 图当 。线左侧的加气的外质材料,有一定的强度,孔间壁强度较高,且表面。区 含湿 定时,当温度毛细孔较水泥石 普混凝士 多得多,其中 到达一 一 ,因冻胀 罢剥落丽破坏,无害孔占%,配方中掺有大量的碱性 以后逐渐向内延伸,直至外墙完全破坏介质,因此,冰 点降低,约 一 左含湿率与冻胀关系。右。 加气制品究竟含多少水 湿 才 能在一一 时冻胀破坏,没人说当重量含水苏联的一些专家成 果认为,在混凝士率等于 是它的冻胀界限 瑞典认为当工程中 微米的毛细营中的水在 一 . ?