蒸压加气混凝土中孔的形成、特征及对性能的影响研究

摘要

墙材革新和建筑节能工作的不断推进为蒸压加气混凝土的发展提供了良好契机,但蒸压加气混凝土使用过程中出现的质量通病严重阻碍蒸压加气混凝土的推广。蒸压加气混凝土的主要特征是多孔性,因此孔结构特征是影响其性能的主要因素。对蒸压加气混凝土的孔结构缺乏系统研究阻碍了对其性能控制水平和工程质量通病防控能力的提升,因此有必要进行深入系统的研究。本文以蒸压加气混凝土孔结构为研究对象,从原材料及工艺参数的角度系统研究蒸压加气混凝土孔结构形成的影响因素及影响规律。运用现代测试技术和计算机图像处理技术,对蒸压加气混凝土孔的形貌和组成以及结构表征方法进行了研究。运用学科交叉的方法,系统研究了蒸压加气混凝土孔结构对其性能的影响规律,并对传统的理论进行了探讨和改进,建立了相应的模型。
　　 在分析铝粉的发气原理以及蒸压加气混凝土料浆中气泡的形成过程、料浆膨胀和气泡稳定的条件基础上,提出了生产过程中原材料和工艺参数调整的目标。研究了水料比、铝粉、石灰、石膏等原材料和配比因素以及浇筑温度、静停温度、蒸压养护制度等工艺参数对蒸压加气混凝土孔结构及性能的影响,并总结了生产过程中原材料和配比影响规律和使用要求,并对静停环境及蒸压养护制度进行了改进。
　　 采用SEM、XRD等现代测试技术对蒸压加气混凝土中孔的形貌、孔壁的晶相组成进行描述和分析,获得蒸压加气混凝土孔的初步认识。针对目前孔结构测试方法和手段无法表征蒸压加气混凝土中气孔的缺点,采用基于Matlab的图像分析方法对蒸压加气混凝土的宏观孔和细观孔进行了较为精确的孔隙率、孔面积分布等孔信息计量和表征。采用该方法对06级蒸压加气混凝土气孔的表征表明:其气孔孔隙率为50.4％,其中小于0.5mm的孔占23.2％、0.5～1mm的气孔占23％、1～1.5mm的气孔占18.1％、1.5～2mm的气孔占10.1％、大于2mm的气孔占25.6％。根据蒸压加气混凝土中孔的形貌和气孔的表征结构,对蒸压加气混凝土中的孔进行了分类。
　　 系统研究了蒸压加气混凝土孔结构特征与吸水、导湿、收缩、导热、耐久等性能的关系。研究了孔隙率对蒸压加气混凝土的吸水高度和吸水率的影响,提出了蒸压加气混凝土内累计吸水量和任一坐标点相对含水量模型;研究了孔隙率对蒸压加气混凝土吸放湿性能的影响,并提出了气液共存的情况下蒸压加气混凝土的湿迁移速度和等温吸湿系数模数;研究了孔隙率以及含水率对蒸压加气混凝土导热系数的影响,并基于混合模型提出了蒸压加气混凝土导热系数的预测模型;详细分析了毛细作用机理下蒸压加气混凝土的干燥收缩机理,基于改进的毛细管张力理论提出了干燥收缩应力模型和应变模型,用干燥收缩机理解释了蒸压加气混凝土的干燥收缩特征。