前言：为了让大家深入认识了解加气混凝土的知识，把大连加气混凝土砌块（大连加气块）、板材（大连加气板）的应用更好的推广起来，我们整理了一些文章推荐给大家。

翟翼翀 李崇智 段鹏选

加气混凝土是以硅质材料和钙质材料按一定比例混合制成混合料浆，在混合料浆中加入发气剂和其他外加剂，发气剂与料浆发生化学反应，在产生气泡的同时，料浆体积膨胀，气体从料浆中溢出，而料浆逐渐凝结硬化，使大量的气体保存在硬化的坯体中，就形成了具有多孔结构的加气混凝土。常用的发气剂包括铝粉、双氧水、漂白粉和电石等，产生的气体分别为氢气、氧气、氯气和乙炔等气体。铝粉作为相对较普遍的发气剂，铝粉本身的细度与纯度，浆体的碱性的强弱对发气量和发气速度都会产生相应的影响。

加气混凝土作为一种轻质多孔型材料，由于内部不存在粗骨料相，因此加气混凝土性能相对于普通混凝土而言发生了巨大的改变。加气混凝土的多孔性，使其具有显著的轻质的优势，同时兼具良好的热工和隔声性能。Narayanan认为加气混凝土孔隙率相对较高，而加气混凝土的性能，如强度、渗透性、收缩和徐变等性能与孔隙率和孔径分布存在着密切的关系，Jacobs同样认为加气混凝土微观孔隙结构及孔壁结构特征对加气混凝土强度影响尤为重要。

因此研究孔结构特征对加气混凝土性能的影响具有重要的意义。孔的特征影响着加气混凝土的各方面性能，本文通过对加气混凝土的孔结构特征进行概述，根据国内外的研究成果分析加气混凝土性能与孔结构的关系；由于加气混凝土水化产物的形成对其微观结构的形态产生一定的影响，同时又与加气混凝土整体性能相关联，因此对加气混凝土水化产物分析与毛细孔的形成机理进行了分析。

１ 　加气混凝土材料微观结构的研究进展

1.1 对加气混凝土的孔结构形成及界面过渡区的研究

加气混凝土中的孔分为人工宏观孔（人工加气孔）和微观孔组成，其中微观孔又分为毛细孔和凝胶孔。其中孔的类型不同，对性能的影响也不尽相同。人工宏观孔为发气剂发气后，气体从混合料浆中溢出而形成的孔，而微观孔多存在于宏观孔的孔壁上，凝胶孔为水化产物之间的晶体距离或层间距等。Narayanan定义加气混凝土的宏观孔的孔径为50～500μｍ，50ｎｍ～50μｍ 的为毛细孔，50ｎｍ 以下的孔为凝胶孔。

毛细孔对于加气混凝土的吸水性、内部水分的迁移、强度、耐久性存在影响。王秀芬认为毛细孔为未水化的游离水蒸发后及多孔集料（包括未水化的原材料）造成的，孔径一般在100Å～0.1ｍｍ 范围内；Wittmann等人认为加气混凝土在蒸压过程中，生成的水化产物会产生微型收缩裂纹此种裂纹大量分布在宏观孔的表面。而Ionis Ioannou等人对这种微型收缩裂纹进行了分析表明：这些微型裂纹两侧会出现薄片状的托贝莫来石生长，并逐渐填充，填充度相对较低，托贝莫来石相互交叉，堆叠成网状，分布在这些毛细孔中，Wittmann认为这些毛细孔对整体的孔隙率不会产生影响，而毛细孔是否连通对加气混凝土的性能存在影响。

如图１所示，在人工的宏观孔内表面存许多的微观毛细裂缝，这些毛细孔大多数为游离水蒸发后形成的毛细孔，并且在宏观大孔的内孔壁上会出现一些内部小孔结构，可以把此种孔结构称为墨水瓶式孔结构。

图３对宏观孔壁上微观毛细裂缝进行放大，可以发现片状的托贝莫来石相互丛生，形成网状结构，同时片状的托贝莫来石填充在毛细裂缝中。

而图２中可以清晰的观察到加气混凝土的凝胶孔结构，并且可以观察到更小的微观毛细裂缝。对于普通混凝土，集料与浆体之间存在着界面过渡区，而界面过渡区作为混凝土中最薄弱的环节，通常被视为混凝土中的强度限制相，由于过渡区的存在，混凝土的应力水平远低于水泥浆体基质与骨料两种相中的任意一个，很多学者对其界面过渡区大量的研究。Narayanan推断加气混凝土中也同样存在界面过渡区，其做了一种假设，认为加气混凝土的加气孔为零密度集料，与正常混凝土的高强度集料相与低强度浆体相相比，加气混凝土为零密度低强度集料相与高强度的浆体相，使内部的自由水可以渗透到零密度集料中，同时水化产物的生长并没有受到集料的限制，水化产物在孔的内表面形成，晶体发生自锁效应使结构更致密，使界面过渡区大量的减少；同时由于加气过程为化学反应，生成的气体压缩了浆体，从而使浆体更致密，减少了过渡区的存在。

1.2 对水化产物的分析研究

加气混凝土的水化产物以1.1ｎｍ 托贝莫来石（5CaO·6SiO2·5H2O）为主，由于水化产物是结晶、半结晶和无定型托贝莫来石的组成的混合物，因此蒸压加气混凝土的结晶度不是固定的，结晶度表示托贝莫来石占水化硅酸钙的比例。

张志杰等人利用XRD衍射和SEM分析了粉煤灰蒸压加气混凝土体系中水化产物。石灰消解生成的Ca(OH)2大量参与反应快速生成结晶完整的水石榴石，随着蒸压时间的延长，体系中硅和铝继续从粉煤灰中溶出，改变了水石榴石所处的碱性环境，水石榴石开始分解，进而生成托贝莫来石。

Narayanan对粉煤灰蒸压加气混凝土和砂加气混凝土的水化产物进行了分析，同时对比蒸汽养护和蒸压养护水化产物的区别。由于组分、养护方式和养护条件的不同，生成的水化产物不同，并影响着加气混凝土的性能。水泥、粉煤灰蒸压加气混凝土的水化产物收缩率大于砂加气混凝土。蒸压养护使加气混凝土的水化产物结晶度更好，而粉煤灰蒸压加气混凝土水化产物结晶度不如砂加气混凝土。因此，托贝莫来石并不是在反应初期形成，其形成过程中有许多中间相的水化产物，例如水石榴石，在蒸压环境中及更多的氧化物参与反应。不同种类的加气混凝土虽在最终水化产物相相同，但水化产物结晶度存在差异。

２　微观结构对加气混凝土性能的影响研究

2.1 对加气混凝土强度的影响

加气混凝土是一种多孔材料，强度作为加气混凝土重要的力学性质，强度与加气混凝土的其他性能之间存在着密切的联系。同时加气混凝土的强度也受到各方面性能的制约。蒸压加气混凝土的强度受到其组成成分、孔结构与孔径分布、含水率、养护条件以及水化产物的结晶度等多方面因素影响。Norifumi等人通过对比砂的细度和养护时间来研究加气混凝土的断裂韧性、强度以及弹性模量，并对水化产物与强度的关系进行了蒸压时间与XRD衍射匹配分析。

蒸压进程的开始，随着托贝莫来石的形成，加气混凝土的强度逐渐提高。而高温、高压以及高湿的环境都能促进托贝莫来石的生成，因此蒸压养护能明显提高强度。但蒸压时间过长，导致白硅钙石生成，从而使加气混凝土的强度降低，孔隙结构的改变使弹性模量随之改变。密度也是加气混凝土强度的影响因素，密度减小，抗压强度明显下降，同时发气方向同样对抗压强度也存在着影响。对于砂加气混凝土来说，托贝莫来石的晶体更大，强度更高但孔隙率受到影响。

2.2 对加气混凝土干燥收缩性能的影响

很多材料由于干燥过程的发生从而导致其尺寸减小，在材料本身的结构中，会产生收缩的微裂纹。Ziembicka认为相对于普通混凝土，加气混凝土的孔隙率高、孔的比表面积大以及孔的分散性等相关因素，其受到干燥收缩的影响更大。而普通混凝土中存在粗骨料将进一步抑制干燥收缩，而加气混凝土中不存在粗骨料相，这就导致干缩对加气混凝土造成更大的影响。同时，Ziembicka还认为收缩的一部分原因为内部结晶水的迁移。而一些研究表明毛细孔中的水存在张力，使孔壁之间存在拉应力，在干燥过程中，拉应力不断增大，从而导致收缩。Ramamurthy等人利用正交实验，通过改变单一变量来分别研究各种因素对于加气混凝土干燥收缩的诱因，实验结果表明粉煤灰完全取代砂将会加剧干燥收缩，粉煤灰加气混凝土的干燥收缩大于砂加气混凝土；蒸压时间、压力值等养护条件对于收缩存在影响；石灰掺量与水泥掺量的比值越大，收缩值越大。

2.3 对加气混凝土吸水性能的影响

加气混凝土是多孔结构，其内部水分的运输存在一个复杂且多变的机理，在干燥环境中，内部的孔是空的，加气混凝土的吸水性主要由水蒸气的扩散占主导作用，而当加气混凝土在湿度较高的环境中时，水分填充了毛细孔，毛细吸附占主导作用。因此我们很难预测不同的孔径分布和含水率两种因素对于水分迁移产生的机理。Milos认为在相对湿度较高环境中，加气混凝土的水蒸气渗透系数比相对湿度较低环境中大5倍，甚至可能更多。

周春英等人利用毛细作用吸水试验对加气混凝土砌块进行了吸水性研究，加气混凝土砌块的吸水高度与时间满足的函数关系，对函数中各系数的物理意义及其影响因素进行分析探讨。Ioannis认为加气混凝土吸水包括毛细孔吸水与加气孔吸水两种方式，如图5所示。

加气混凝土的吸水特性与一般材料的润湿规律不同，毛细孔吸收水分，并将水注入到加气孔中达到重力平衡状态，加气孔的饱和度小于50%，且毛细孔中的吸水量大于加气孔的吸水量。

３　主要结论

(1)毛细孔对于加气混凝土的吸水性、内部水分的迁移、强度、耐久性等性能存在着长久的影响，而托贝莫来石为加气混凝土主要的强度矿物，加气混凝土的蒸压方式、材料的组成、养护方式和养护时间等都会对加气混凝土微观结构形成存在制约，评价加气混凝土微观结构对性能产生的影响上不仅需要将宏观孔的孔隙结构、孔径尺寸作为控制变量，同时还需要对微观毛细孔结构和水化产物相的组成等因素综合来考虑。

(2)托贝莫来石并不是在反应初期形成，其形成过程中有许多中间相的水化产物，控制中间产物的相变可以影响到最终水化产物。同时结晶度对于加气混凝土的强度和干燥收缩具有决定性的作用，如何控制加气混凝土水化产物的结晶度将成为改善加气混凝土性能的关键。

(3)托贝莫来石是加气混凝土主要的强度矿物，而托贝莫来石的形成是通过蒸压养护的进程逐渐开始的，同时由于加气混凝土可以综合利用固体废弃物，在掺入这类固体废弃物的工艺要求提出了新的挑战，掺入后加气混凝土本身的性能、微观结构与水化产物的形成方式以及蒸压养护条件是否改变需要去做进一步的探究。

  (4)加气混凝土材料的吸湿性能是否影响后期应用的耐久性等指标，还需要对其进行持续的湿度监控，进一步确认加气混凝土材料的吸水特性和吸湿机理，从而合理的利用加气混凝土材料。

以上便是我们关于加气混凝土砌块（大连加气块）、板材（大连加气板）内容的分享！