5.3 澆注穩(wěn)定性

加氣混凝土與密實混凝土不同，它存在著一個澆注穩(wěn)定性問題。所謂澆注穩(wěn)定性是指加氣混凝土料漿在澆注入模后，能否穩(wěn)定發(fā)氣膨脹而不出現(xiàn)沸騰、塌模的現(xiàn)象。要做到澆注穩(wěn)定，實質(zhì)上就是使料漿的稠化與鋁粉發(fā)氣相適應(yīng)。當(dāng)料漿的稠化跟不上發(fā)氣速度，則塌模：當(dāng)料漿稠化過快則發(fā)氣不暢，產(chǎn)生憋氣、沉陷、裂縫。因此，保證澆注穩(wěn)定性乃是提高加氣混凝土產(chǎn)量、穩(wěn)定質(zhì)量、降低成本的關(guān)鍵之一。

加氣混凝土料漿的發(fā)氣和稠化過程

料漿發(fā)氣膨脹過程

在加氣混凝土料漿中，鋁粉與水在堿性環(huán)境下反應(yīng)，最初生成的氫氣立即溶解于液相中。由于氫氣的溶解度不大，溶液很快達(dá)到過飽和。當(dāng)達(dá)到一定的過飽和度時，在鋁粉顆料表面形成一個或數(shù)個氣泡核，由于氫氣的逐漸積累，氣泡內(nèi)壓力逐漸加大，當(dāng)內(nèi)壓力克服上層料漿對它的重力和料漿的極限剪應(yīng)力以后，氣泡長大推動料漿向上膨脹。氣泡長大后內(nèi)壓力降低，膨脹近于停止；但由于氫氣不斷補(bǔ)充，內(nèi)壓力再次加大，氣泡進(jìn)一步長大，料漿進(jìn)一步膨脹，因此鋁粉與水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣與料漿膨脹是處于動態(tài)平衡狀態(tài)。

由此可知，料漿膨脹的動力是氣泡內(nèi)的內(nèi)壓力，料漿膨脹的阻力是上層料漿的重力和料漿極限剪應(yīng)力。

發(fā)氣初期，鋁粉與水作用不斷產(chǎn)生氫氣，內(nèi)壓力不斷得到補(bǔ)充，此時料漿可能還處于牛頓液體狀態(tài)，沒有極限剪應(yīng)力，因此料漿迅速膨脹。

隨著石灰、水泥不斷水化，料漿的骨架結(jié)構(gòu)逐漸形成，極限剪應(yīng)力不斷增大，這時，鋁粉與水的反應(yīng)仍在繼續(xù)進(jìn)行，只要氣泡內(nèi)壓力繼續(xù)大于上層料漿的重力和極限剪應(yīng)力，膨脹就會繼續(xù)下去。當(dāng)鋁粉與水的反應(yīng)接近尾聲，料漿迅速稠化，極限剪應(yīng)力急劇增大，這樣膨脹就會逐漸緩慢下來。當(dāng)鋁粉反應(yīng)結(jié)束，氣泡內(nèi)不再繼續(xù)增加內(nèi)壓力，或者這種內(nèi)壓力不足以克服上層料漿的重力和料漿的極限剪應(yīng)力時，膨脹過程就停止了。

料漿的稠化過程

加氣混凝土料漿失去流動性并具有支承自重能力的狀態(tài)稱為稠化。稠化是由于料漿中的石灰、水泥不斷水化形成水化凝膠，使坯體中的自由水越來越少，水化凝膠對材料顆料的粘結(jié)和支撐，從而極限剪應(yīng)力急劇增大的結(jié)果。因此，料漿的稠化過程就是在化學(xué)和吸附作用下，料漿極限切應(yīng)力和塑性粘度逐漸增大的過程。

料漿稠化意味著失去流動性，因此一根細(xì)鐵絲在料漿表面劃一道痕，如果料漿尚未稠化，此溝痕必然流平閉合；如果料漿已經(jīng)稠化不再流動，此溝痕無法閉合，這是目前鑒定稠化的經(jīng)驗方法。然而，此法非常粗糙，無法定量，更不能表示其稠化過程。

料漿極限剪應(yīng)力隨時間的變化曲線，可以看作是料漿的稠化曲線，采用拔片法來測定各個時間的剪切應(yīng)力，來繪制稠化曲線，當(dāng)實際稠化曲線低于理想稠化曲線，表示料漿稠化太慢，有可能產(chǎn)生塌模；當(dāng)實際稠化曲線高于理想稠化曲線，表示料漿稠化太快，有可能產(chǎn)生不滿模、憋氣等現(xiàn)象。

澆注過程中的不穩(wěn)定現(xiàn)象

不同品種的加氣混凝土澆注穩(wěn)定性的現(xiàn)象，有相同之處，也有不同之處，產(chǎn)生的原因也不盡相同。不同品種的加氣混凝土為實現(xiàn)澆注穩(wěn)定、對原材料和工藝參數(shù)的要求也不一樣。

如水泥－礦渣－砂加氣混凝土生產(chǎn)中要求料漿澆注后6～8min鋁粉發(fā)氣基本結(jié)束，否則就會出現(xiàn)鋁粉發(fā)氣時間太長而引起的收縮下沉。而以水泥、石灰為混合鈣質(zhì)材料的加氣混凝土，一般正常的發(fā)氣時間為15～20min，有的甚至達(dá)30min。

在水泥一礦渣一砂加氣混凝土中，無論發(fā)生在料漿膨脹過程中，還是在膨脹結(jié)束后的冒泡，都被認(rèn)為是澆注不穩(wěn)定的現(xiàn)象。而對粉煤灰加氣混凝土來說，有人認(rèn)為在料漿稠化后，發(fā)生在坯體表層的冒泡不一定是澆注不穩(wěn)定的表現(xiàn)，在某些情況下甚至還是有益的。

另外，對水泥－礦渣－砂加氣混凝土，鋁粉在攪拌機(jī)內(nèi)的攪拌時間大于15s就能使其基本實現(xiàn)均勻分布；而對摻入生石灰的加氣混凝土，由于料漿粘性大，即使攪拌30s，仍可能會因鋁粉攪拌不勻而造成澆注不穩(wěn)定。

以水泥、石灰為混合鈣質(zhì)材料的加氣混凝土，由于石灰消化過程中的放熱，使鋁粉發(fā)氣過程中料漿的溫度不斷地升高，溫度的變化既影響料漿的稠化又影響著鋁粉的發(fā)氣，使它們兩者間的協(xié)調(diào)比以水泥為單一鈣質(zhì)材料的水泥－礦渣－砂加氣混凝土更為困難。

穩(wěn)定澆注的宏觀特征

穩(wěn)定澆注的基本要求如下：

（1）料漿的發(fā)氣及膨脹過程

①發(fā)氣開始時間緊接在料漿完成澆注之后，或在料漿即將澆完之前。料漿的膨脹不得在澆完之后長時間不起動，或者尚有大量料漿未澆注入模，而模內(nèi)料漿已開始上漲。

②發(fā)氣時，料漿膨脹平穩(wěn)，模內(nèi)各部分料漿上漲速度基本均勻一致。

③氣泡大小適當(dāng)，模具各部分各層次料漿中的氣泡大小均勻，形狀良好。

④發(fā)氣即將結(jié)束時，料漿開始明顯變稠，進(jìn)而達(dá)到稠化和及時凝固，使料漿能夠保持良好的氣孔結(jié)構(gòu)。

⑤料漿凝固后，發(fā)氣反應(yīng)及料漿膨脹結(jié)束，并能保持體積的穩(wěn)定。

（2）發(fā)氣過程的相關(guān)工藝參數(shù)

料漿的稠化速度與鋁粉的發(fā)氣速度應(yīng)互相適應(yīng)和協(xié)調(diào)一致。

如圖5－6所示，當(dāng)鋁粉開始進(jìn)行發(fā)氣反應(yīng)時，料漿的稠度（以料漿的極限剪應(yīng)力表示）處于最低值，隨著發(fā)氣過程繼續(xù)進(jìn)行，料漿極限剪應(yīng)力逐步增加，直到鋁粉大量發(fā)氣階段結(jié)束之前仍保持較低值；當(dāng)鋁粉大部分氣體發(fā)出之后，料漿應(yīng)進(jìn)入加速稠化期，當(dāng)鋁粉發(fā)氣基本結(jié)束時，料漿應(yīng)當(dāng)達(dá)到稠化點，并開始進(jìn)入凝結(jié)階段。例如，對水泥－石灰－粉煤灰加氣混凝上來說，在比較理想的狀況下，鋁粉發(fā)氣在料漿澆注接近完畢時就已開始，料漿澆注結(jié)束后即開始膨脹，料漿平面平穩(wěn)上升，此時料漿極限剪應(yīng)力很小，料漿保持著良好的流動性，發(fā)氣激烈進(jìn)行，料漿迅速膨脹，在2～l0min內(nèi)達(dá)到最大，12min后，發(fā)氣趨緩，而稠化加速，約在20min時料漿達(dá)到稠化點，此時，料漿將表現(xiàn)出明顯的塑性，用細(xì)鐵絲劃痕時，料漿表面能留下清晰的劃溝。此后，盡管鋁粉尚有微量余氣產(chǎn)生，但料漿極限剪應(yīng)力值已經(jīng)足以阻止其自由膨脹，少量氣體只起進(jìn)一步充實氣泡結(jié)構(gòu)、增強(qiáng)氣泡內(nèi)壓力、增強(qiáng)氣孔結(jié)構(gòu)的支承力的作用。其它品種加氣混凝土，因具體工藝條件不同，這種相互適應(yīng)的關(guān)系在圖形上可能有所不同，但發(fā)氣與稠化相互適應(yīng)的要求是相同的。如果料漿的發(fā)氣與稠化相互適應(yīng)，澆注成型過程就是穩(wěn)定的，否則，就不穩(wěn)定。

澆注過程的不穩(wěn)定現(xiàn)象

澆注過程中的不穩(wěn)定現(xiàn)象，在不同的加氣混凝土品種和不同的具體情況下，有各種不同的表現(xiàn)，歸納起來，主要有以下幾種。

（1）發(fā)氣過快

所謂發(fā)氣過快是指鋁粉發(fā)氣反應(yīng)過早，或速度過快。例如，鋁粉發(fā)氣反應(yīng)不在料漿澆注即將完畢時，而是提前在澆注過程之中，甚至提前到攪挫過程中。這樣，就造成一邊澆注，一邊發(fā)氣，氣泡結(jié)構(gòu)受到很大破壞，甚至使?jié)沧⑹　０l(fā)氣速度過快與發(fā)氣過早相關(guān)，但主要表現(xiàn)為鋁粉的反應(yīng)速度。當(dāng)發(fā)氣速度過快時，料漿將迅猛上漲，往往造成料漿稠化滯后而發(fā)生冒泡、沸騰等不良現(xiàn)象。

（2）發(fā)氣過慢

發(fā)氣過慢現(xiàn)象基本上與發(fā)氣過快的情況相反，即往往發(fā)生料漿膨脹困難，發(fā)不到應(yīng)有的高度或有其他破壞現(xiàn)象。

（3）冒泡

這種現(xiàn)象通常發(fā)生在料漿膨脹到一定高度或發(fā)氣基本結(jié)束之后，料漿表面出現(xiàn)浮出的氣泡或是在表層料漿下鼓起氣泡，隨后氣泡爆裂，氣體散失。冒泡輕微時，只是模具中個別角落或部分區(qū)域發(fā)生，嚴(yán)重時可以形成整個模具中普遍冒泡的局面。冒泡現(xiàn)象可能不一定給澆注成敗造成決定的影響，但必然影響料漿內(nèi)部的氣泡結(jié)構(gòu)。冒泡嚴(yán)重時，由于大量氣體散失，往往會造成坯體的收縮下沉，甚至使坯體報廢。

（4）沸騰

這是由于氣泡結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定而形成的全面破壞現(xiàn)象，很象水在鍋內(nèi)沸騰一樣。沸騰現(xiàn)象通常都有一個漸變的發(fā)展過程，一開始可能只是局部冒泡，甚至只是個別角落或部位少量冒泡，然后逐步發(fā)展，冒泡點不但不能停止，反而迅速擴(kuò)展，最終形成整個料漿氣泡迅速破壞（塌模）的連鎖反應(yīng)。

沸騰現(xiàn)象可能產(chǎn)生在發(fā)氣基本結(jié)束之后，也可能產(chǎn)生在發(fā)氣過程之中或發(fā)氣初期，少數(shù)情況產(chǎn)生在料漿稠化之后。沸騰現(xiàn)象在使用水泥作單一鈣質(zhì)材料的水泥－礦渣－砂加氣混凝土中產(chǎn)生的頻率比其它加氣混凝土中高些。體積密度低的加氣混凝土比體積密度高的加氣混凝土容易產(chǎn)生。

產(chǎn)生沸騰的料漿不能形成正常的坯體，因此是完全的破壞。

（5）發(fā)氣不均

產(chǎn)生這種現(xiàn)象時，料漿表面各部分上漲速度不一致，料漿不是平穩(wěn)上升，而是某些部分因發(fā)氣量大于其它部分而上涌外翻。也有上下層發(fā)氣不均勻及氣孔大小不合要求。這種現(xiàn)象往往使坯體產(chǎn)生層次或疏密不同的氣孔結(jié)構(gòu)，嚴(yán)重時可以造成塌模破壞。

（6）料漿稠化過快

料漿稠化過快一般指料漿稠化大大超前于鋁粉發(fā)氣結(jié)束的時間，因而對鋁粉的發(fā)氣和料漿順利膨脹造成障礙。這種現(xiàn)象表現(xiàn)坯體豎立地“長出”模框，表示料漿已失去良好的流動性。在生產(chǎn)中，常見的現(xiàn)象是憋氣、發(fā)不滿模，甚至料漿表面出現(xiàn)裂縫，同時伴隨放氣現(xiàn)象。稠化過快情況嚴(yán)重時，也會導(dǎo)致坯體的破壞、澆注失敗。

（7）料漿稠化過慢

料漿稠化過慢是指稠化大大滯后于鋁粉發(fā)氣結(jié)束時間。稠化慢的料漿雖然發(fā)氣舒暢，但保氣能力差，而且容易形成氣泡偏大，料漿超常膨脹，有時還會造成料漿發(fā)滿模具之后向模外溢出，這種料漿形成的氣泡結(jié)構(gòu)也不夠穩(wěn)定，容易冒泡、沸騰和塌模。

（8）收縮下沉

這是發(fā)氣膨脹結(jié)束后料漿出現(xiàn)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。“收縮”指坯體橫向尺寸的減小，坯體與?？蛑g形成收縮縫?！跋鲁痢敝噶蠞{從原來膨脹高度下降。收縮下沉由多種原因：引起，但總的后果都是氣孔結(jié)構(gòu)受到不同程度的破壞，這必然影響到制品的性能。在生產(chǎn)板材時，還將導(dǎo)致混凝土與鋼筋粘著力（握裹力）減弱，對板材的結(jié)構(gòu)性能帶來不利影響。收縮下沉嚴(yán)重時，將直接造成澆注失敗而成為廢品。

（9）塌模

塌模是澆注完成后，料漿在發(fā)氣膨脹過程中出現(xiàn)的一種徹底破壞的現(xiàn)象。多數(shù)是因料漿冒泡導(dǎo)致沸騰而塌模，有時是料漿在發(fā)氣結(jié)束后，由于模內(nèi)某一局部的不穩(wěn)定，出現(xiàn)氣孔破壞，初凝的料漿嚴(yán)重下沉，并牽動其余部位的料漿也失去平衡而依次逐漸形成不同程度的破壞，因而有時會出現(xiàn)塌牛模的情況。

塌模的原因也是多方面的，但結(jié)果都使?jié)沧⑼耆　?/span>

影響澆注穩(wěn)定性的因素

??? 加氣混凝土的發(fā)氣過程是由于鋁粉在堿性溶液中的化學(xué)反應(yīng)，而且這個反應(yīng)是在具有流變特性的加氣混凝土料漿的特定環(huán)境中進(jìn)行的。鋁粉的發(fā)氣反應(yīng)表現(xiàn)為料漿體積的膨脹，而料漿自身彈－粘－塑性特性的變化在宏觀上就表現(xiàn)為料漿的逐步稠化和凝結(jié)。這兩個隨時間而變化的過程同存于一個體系中，若相互諧調(diào)一致，發(fā)氣過程就穩(wěn)定。因此，影響這兩個過程的因素也必然影響到澆注過程的穩(wěn)定。為了分析澆注過程的穩(wěn)定性，必須首先了解影響上述兩個過程的主要因素。

1?? 影響發(fā)氣速度的因素

（1）鋁粉的發(fā)氣特征

用于加氣混凝土的發(fā)氣鋁粉或鋁粉膏，由于生產(chǎn)工藝和質(zhì)量控制上的差別，各生產(chǎn)廠的產(chǎn)品，甚至同一工廠不同批次的產(chǎn)品總不會完全相同。因而，鋁粉或鋁膏在使用中表現(xiàn)出來的實際發(fā)氣特性曲線就會有不同的形狀，并與料漿的極限剪切應(yīng)力曲線形成不同的對應(yīng)關(guān)系。如圖5－7所示。在（a）圖情況下，鋁粉發(fā)氣速度基本上在工藝要求的范圍內(nèi)，料漿膨脹速率落在圖中陰影面范圍內(nèi)，在這種情況下，在鋁粉大量發(fā)氣期間，料漿極限剪應(yīng)力保持較低值，發(fā)氣舒暢。在（b）的情況下，鋁粉發(fā)氣的前期雖然也有短暫的集中發(fā)氣時間，但隨后變得緩慢，有較多的鋁粉留在料漿接近稠化時才發(fā)氣，在這種情況下，后期發(fā)氣過程受阻，可能發(fā)生憋氣和冒泡現(xiàn)象，澆注不夠穩(wěn)定。在圖（c）的情況下，鋁粉發(fā)氣更不集中，發(fā)氣曲線平緩上升，大量的氣體在料漿稠化后發(fā)出。在這種情況下，料漿膨脹遲緩，后期憋氣嚴(yán)重，甚至料漿不能正常膨脹，在料漿內(nèi)部氣泡穿孔合并，冒泡甚至下沉。出現(xiàn)以上現(xiàn)象，主要是鋁粉顆粒組成不良，雖有部分細(xì)顆粒，但偏大粒子較多，或者混有某些活性低的顆粒。如果鋁粉過細(xì)，則其發(fā)氣時間將大大提前，在此情況下，如果料漿太稀，保氣能力太差，也可能發(fā)生嚴(yán)重冒泡，甚至沸騰。在某些情況下，可能在攪拌機(jī)內(nèi)出現(xiàn)大量發(fā)氣的現(xiàn)象，其澆注穩(wěn)定性就會受到更大的影響。

（2）料漿溫度

鋁粉的發(fā)氣反應(yīng)速度與溫度有密切的關(guān)系。溫度高，反應(yīng)進(jìn)行得快，在較高的溫度下，介質(zhì)溶液對反應(yīng)物和反應(yīng)產(chǎn)物的溶解速度和溶解度相應(yīng)增大，這無疑將有利于反應(yīng)的進(jìn)行。鋁粉發(fā)氣反應(yīng)速度與溫度的關(guān)系，可由實驗測定，溫度越高，反應(yīng)開始時間越早，反應(yīng)速度越快，反應(yīng)結(jié)束時間越早。相反，則反應(yīng)進(jìn)行遲緩，時間拖長。由此可見，通過改變料漿溫度，可以在一定程度上協(xié)調(diào)發(fā)氣和稠化過程。當(dāng)然，這只能是在一定范圍之內(nèi)，而不可能無限地調(diào)節(jié)，正象料漿稠化速度的調(diào)節(jié)不可能無限制的適應(yīng)發(fā)氣速度一樣。如果為了適應(yīng)稠化快的料漿，而過多地提高溫度，例如將料漿溫度提高到60～70℃，這在大多數(shù)情況下恐怕在攪拌中就發(fā)氣了，另外也必然會促使料漿更快稠化，效果將適得其反。

（3）攪拌時間

攪拌鋁粉的時間主要從兩個方面影響發(fā)氣速度及其與料漿稠化的協(xié)調(diào)性。一方面是鋁粉投入料漿的時機(jī)；另一方面是鋁粉在料漿中所需攪拌時間。前者主要是從調(diào)控鋁粉與堿溶液接觸的時間來調(diào)節(jié)鋁粉開始發(fā)氣的時機(jī)；后者主要是從鋁粉攪拌時間的長短來調(diào)控鋁粉的發(fā)氣速度。為了使鋁粉發(fā)氣能在適當(dāng)?shù)某矶葪l件下進(jìn)行，顯然應(yīng)當(dāng)選擇一個適當(dāng)?shù)臅r機(jī)。過早，料漿太??；過晚，料漿太稠，對鋁粉發(fā)氣和料漿膨脹都不利。

（4）堿濃度

料漿中的堿濃度越高，鋁粉反應(yīng)越快。鋁粉在碳酸鈉溶液中的發(fā)氣速度比在石灰溶液中快。當(dāng)溶液中加入氫氧化鈉時，鋁粉的反應(yīng)速度將大大加速。因此，有的工廠常常備用一些氫氧化鈉溶液來調(diào)節(jié)發(fā)氣速度。

（5）石灰

在以石灰為主要鈣質(zhì)材料，石灰消解生成了Ca(OH)₂，因此，石灰中A－CaO含量的多少及消解溫度，直接影響發(fā)氣速度。所以，以石灰為鈣質(zhì)材料時一般不加堿液。

（6）水泥品種

水泥的水化速度及水化熱影響鋁粉發(fā)氣。如果水泥中含有較多的鉻酸鹽，它會使鋁粉表面氧化，使發(fā)氣反應(yīng)變得遲鈍。但在石灰用量較大時，水泥的影響很小。

（7）石膏

石膏會顯著延緩鋁粉的發(fā)氣過程，根據(jù)北京加氣混凝土廠的實驗，在水泥－石灰－砂加氣混凝土中，當(dāng)石膏用量是鋁粉重量的3倍左右時，鋁粉的發(fā)氣速度將延長5～8倍。若石膏用量更多時，鋁粉的發(fā)氣還將受到更嚴(yán)重的抑制。當(dāng)然，這一關(guān)系也并不總是成正比關(guān)系發(fā)展下去。因此，在使用石膏作調(diào)節(jié)劑的加氣混凝土中，石膏用量是否適當(dāng)，不僅關(guān)系到制品性能，而且也影響發(fā)氣過程。

（8）外加劑

某些外加劑對鋁粉發(fā)氣過程也有不同程度的影響。例如在化學(xué)脫脂劑中，平平加在20℃～30℃的水溫下可以使鋁粉脫脂，獲得正常的發(fā)氣速度，但在40～50℃的水溫下，雖然也能脫脂，但同時又使發(fā)氣速度比正常的情況有所減慢。

水玻璃和某些強(qiáng)氧化劑能夠抑制鋁粉發(fā)氣。三乙醇胺和乙二醇等外加劑，在作為石灰消化抑制的同時，還可以起到促進(jìn)鋁粉發(fā)氣的作用。而減水劑NNO則與此相反。

（9）水料比

加氣混凝土料漿的水料比對鋁粉發(fā)氣過程有間接的影響。水料比太小，料漿太稠，其極限剪應(yīng)力勢必偏大，因而氣泡不易成長和推動料漿膨脹，發(fā)氣過程遲緩甚至受阻。水料比太大時，料漿粘度太小，保氣性差，氣體容易浮升逃逸，已經(jīng)形成的氣泡也容易合并、破裂，因而也對發(fā)氣過程有不良影響。

2?? 影響料漿稠化速度的因素

（1）水泥的品種和用量

當(dāng)水泥中氧化鈣含量（或更確切的是指C₃S含量）高時，其水化速度快，凝結(jié)硬化也快。尤其在以水泥為主要鈣質(zhì)材料的加氣混凝土料漿中，水泥的作用更為明顯。在使用以石灰為主的混合鈣質(zhì)材料時，水泥對料漿的稠化速度不起主導(dǎo)作用，但水泥用量的增加，在一定程度上可以延緩稠化，而在坯體硬化過程中，能顯著提高坯體強(qiáng)度。

相同種類的水泥，甚至相同標(biāo)號和相似化學(xué)成分的水泥，在加氣混凝土料漿稠化硬化過程中，效果可能很不相同。因此，生產(chǎn)中還應(yīng)及時調(diào)整。

（2）石灰的性能和用量

石灰中所含有效氧化鈣的數(shù)量和結(jié)晶狀況決定著石灰的消化溫度、消化時間和消化特性曲線。當(dāng)以石灰為主要鈣質(zhì)材料時，石灰的消化溫度、消化時間和消化特性曲線在加氣混凝土料漿的稠度、稠化速度和坯體的硬化方面起著重要的作用。

一般的情況下，石灰消化越快，加氣混凝土料漿的稠化速度也越快，這是因為石灰消化時吸收了大量的水分并生成氫氧化鈣凝膠的緣故。

石灰的消化溫度對加氣混凝土料漿稠化速度有一定的促進(jìn)作用。一般來說，消化溫度高，使料漿溫度也相應(yīng)提高，可以進(jìn)一步促進(jìn)水泥和石灰的水化凝結(jié)，料漿稠化必然加速。生產(chǎn)實踐證明，使用高溫快速灰，料漿稠化過快，澆注穩(wěn)定性很差。

石灰用量高時，加氣混凝土料漿稠度大，稠化也快；用量小，料漿流動性好，稠化也較緩慢。在采取其它措施的情況下，可以有所改變。

生石灰在運(yùn)輸貯存過程中受潮后，一部分生石灰會消化生成消石灰。含有消石灰成分的石灰，在消化溫度和速度方面比原來有所減小。人們利用這一現(xiàn)象，采取措施，從控制石灰中消石灰含量人手達(dá)到改變石灰消化特性的目的。

（3）料漿溫度

料漿的初始溫度（或稱澆注溫度）對料漿的稠化速度有重要影響，在使用石灰的各類加氣混凝土中，料漿溫度不僅對水泥的水化速度產(chǎn)生影響，更重要的是將影響石灰的消化進(jìn)程。像大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)一樣，溫度越高，反應(yīng)越快。無論是快速灰、中速灰還是慢速灰，其受初始溫度影響的規(guī)律性基本相同，即溫度高，反應(yīng)快。同一種石灰，在不同的初始溫度下，其消化規(guī)律也不同，即溫度越高，消化時間越短，消化溫度越高，而且消化曲線的斜率越大。掌握料漿的初始溫度，控制料漿的升溫速度和料漿最終達(dá)到的最高溫度，不僅影響到料漿中各物料的化學(xué)反應(yīng)和料漿稠化過程，還影響到氣泡的最終體積。例如當(dāng)料漿溫度由40℃升到70℃時，氫氣體積將膨脹11％以上，若每模坯體中鋁粉發(fā)氣產(chǎn)生的氫氣體積為2.5m³時，則氫氣的總體積將膨脹約0.274m³。如果在整個模具中存在溫度不均恒的情況，這種膨脹則可能給已經(jīng)定形的坯體帶來不良的影響。

（4）水料比

無論哪種加氣混凝土，水料比都會對料漿的稠度和稠化速度產(chǎn)生重要的影響。在一般情況下，水料比小，料漿稠化過程中粘度增長的速度快，達(dá)到稠化的時間短；水料比大，料漿粘度增長速度慢，達(dá)到稠化的時間長。由于水料比的減小，料漿的堿度及堿度增長速度加強(qiáng)，因此水料比小的料漿其后期發(fā)氣膨脹速度可能會更快，而水料比大的料漿則為前期膨脹較快。在實際生產(chǎn)中，水料比可能因為操作誤差造成波動而偏離原配方規(guī)定的值。如果是采用蒸汽在攪拌機(jī)內(nèi)對料漿加熱，應(yīng)注意蒸汽中的含水量和蒸汽冷凝水對料漿含水量的影響。必要時，應(yīng)將這部分由蒸汽帶入的水量從配料中要求的總水量中扣除。

（5）石膏

石膏對石灰的消化有抑制作用，因而使加氣混凝土料漿稠化時間延長。石膏過多時，有可能影響氣泡的穩(wěn)定，發(fā)生冒泡和收縮下沉，甚至料漿不能稠化而發(fā)生塌模。

（6）其它材料

硅質(zhì)材料的細(xì)度決定料漿需水量。在相同水料比時，硅質(zhì)材料越細(xì)，料漿越稠。某些具有潛在水化活性的硅質(zhì)材料如粉煤灰等，其細(xì)度越高，在料漿被激發(fā)時表現(xiàn)出的水化活性越大，料漿越容易因此而加速變稠。而一些外加劑則是通過對石灰等材料的作用，影響料漿的稠化速度。

（7）攪拌工藝

攪拌工藝對料漿稠化的影響主要表現(xiàn)在攪拌強(qiáng)度和攪拌時間上。在有限的時間內(nèi)，能否將加氣混凝土料漿充分?jǐn)嚢杈鶆?，水泥、石灰等膠凝材料能否均勻分布到料漿的每一部分的微小空間，關(guān)系到料漿能否均勻地稠化和硬化。攪拌強(qiáng)度還可以對物料起到再分散的作用，防止結(jié)團(tuán)，促進(jìn)反應(yīng)，改善料漿流動性。在生產(chǎn)中攪拌強(qiáng)度的差異對料漿均勻性和穩(wěn)定性有重要影響。

攪拌時間不僅關(guān)系到料漿的均一性，而且在一定程度上決定著料漿澆注入模時的初始粘度，從而可以調(diào)整料漿稠化速度與鋁粉發(fā)氣速度之間的相互關(guān)系。當(dāng)鋁粉發(fā)氣快，而料漿稠化速度較慢時，可以適當(dāng)延長攪拌，使料漿稠化過程的起點高一些。反之，則可以適當(dāng)縮短攪拌，以此降低料漿的初始稠度去適應(yīng)鋁粉發(fā)氣的需要。

在攪拌強(qiáng)度不夠的情況下，月延長攪拌時間的辦法來達(dá)到攪拌均勻的目的。當(dāng)產(chǎn)生使料漿過稠的不良后果時，應(yīng)當(dāng)首先改善攪拌機(jī)的工作狀態(tài)。有的操作人員無原則地隨意減少料漿攪拌時間或者提前加入鋁粉，則降低了料漿性能，破壞了氣孔結(jié)構(gòu)。

（8）特殊工藝措施的影響

在生產(chǎn)中，根據(jù)不同情況可以采取不同的工藝措施以解決某些具體的工藝問題，這些措施可能對料漿的稠度和稠化產(chǎn)生重要的影響。例如使用減水劑、促凝劑可以使料漿增稠，使用硫酸鈉可以促進(jìn)發(fā)氣并加速料漿稠化，使用氟石膏則可促凝。當(dāng)使用植物脫指劑時，其中的某些成分可以起到延緩石灰消化，推遲料漿稠化的作用。有的工廠為了解決石灰消化快的問題，采取分二次加料的方法來消除料漿升溫過快和溫度過高的現(xiàn)象。在這種情況下，第一批投入的石灰在料漿中消化放出熱量，使料漿溫度升高、粘度增大，但在連續(xù)的攪拌下并不能形成凝聚結(jié)構(gòu)。第二批投入的石灰，應(yīng)當(dāng)恰好為工藝要求的料漿初始溫度，即當(dāng)?shù)诙覕嚢柰瓿珊螅蠞{溫度適合澆注。這種方法澆注的加氣混凝土料漿一般都較稠，而且稠化時間早，但相對于一次加料的料漿來說，其稠化過程稍乎緩些，基本上可以避免速凝。

在水泥－石灰－粉煤灰加氣混凝土中，采用混合濕磨工藝，對改善料漿性能有顯著的作用。采用混合濕磨的加氣混凝土料漿，在發(fā)氣初期的30～40min內(nèi)，粘度增長緩慢，從而發(fā)氣順暢，并且料漿懸浮性能好，無泌水現(xiàn)象，稠化較快，能夠較好地與鋁粉發(fā)氣過程相配合。坯體塑性強(qiáng)度發(fā)展也比較快，但也不是摻得越多越好。目前，加氣混凝土行業(yè)中，采用高鈣粉煤灰的較多，其生產(chǎn)特性類似于混合濕磨。

加氣混凝土澆注不穩(wěn)定現(xiàn)象分析

加氣混凝土料漿在澆注過程中的不穩(wěn)定性問題是一種比較復(fù)雜多變的現(xiàn)象。它在不同品種的加氣混凝土中既有共同之處，又有不同之處。

水泥－石灰－粉煤灰加氣混凝土的澆注穩(wěn)定性

澆注時最理想的情況是發(fā)氣和稠化同時結(jié)束，即稠化正好出現(xiàn)在沒有體積膨脹的瞬間，但原材料中石灰、水泥和鋁粉在與水反應(yīng)過程中都發(fā)熱，它們的成分與摻量的變化都會影響料漿的升溫速度和溫度的絕對值，都會影響熱膨脹值的大小，其中，尤以石灰的影響更為顯著。因此，稠化和體積膨脹完全同步是有困難的。一般鋁粉發(fā)氣應(yīng)在料漿體積可以自由變化的狀態(tài)下進(jìn)行，鋁粉發(fā)氣完成后，料漿還允許自由膨脹一點，這就是要求的操作控制點。料漿澆注的不穩(wěn)定現(xiàn)象，均由于此點控制不好而產(chǎn)生。

（1）塌模及其控制

①前期塌模? 前期塌模即發(fā)生在料漿發(fā)氣過程前期的塌模，一般指澆注15min以內(nèi)，在高膨脹階段的塌模。通常由下列原因引起：

a．水料比大，料漿粘度增長緩慢，氣泡極易匯集成大氣泡并上浮；

b．鋁粉顆粒太細(xì)，覆蓋面積大于6000cm²/g，早期發(fā)氣太快；

c．料漿溫度太低，生石灰消化溫度較低。

解決辦法主要圍繞提高料漿的粘度、抑制鋁粉發(fā)氣及采用穩(wěn)泡措施進(jìn)行，其途徑有：

a．檢查粉煤灰采灰點，避免使用存放時間久、出現(xiàn)板結(jié)的粉煤灰；

b．檢查粉煤灰的磨細(xì)效果，保證粉煤灰細(xì)度；

c．在條件許可的情況下適當(dāng)加入部分石灰混磨；

d．粉煤灰漿中摻入一定量的廢料漿（摻入時間盡量提前）；

e．適當(dāng)減小水料比，促使粘度迅速增長；

f．加入適量水玻璃，延緩鋁粉發(fā)氣；

g．加入一定量的可溶油等氣泡穩(wěn)定劑；

h．配料中適當(dāng)增加石灰摻量；

i．延長料漿的攪拌時間。

②后期塌模? 后期塌模即發(fā)生在料漿接近稠化時，局部發(fā)生冒泡、沉陷而引起的塌模，一般發(fā)生在15min之后。后期塌模常因石灰性能波動或石灰消化速度過快引起。

當(dāng)采用消化速度過快，消化溫度過高的石灰，由于料漿溫度在模內(nèi)高度方向變化大，頂部散熱快，溫度最低；底部散熱次之，溫度較低；中部不易散熱，溫度最高。這樣氣孔壓力、壓力梯度、極限剪應(yīng)力沿模高方向都不均勻，中部極限剪應(yīng)力最大，發(fā)氣就容易被抑制，欲向極限剪應(yīng)力較小的地方伸展產(chǎn)生縱向裂縫。頂部極限剪應(yīng)力最小，發(fā)氣最舒暢，但當(dāng)某一局部由于繼續(xù)發(fā)氣或氣體壓力的傳遞，亦會在頂部拉斷料漿表面而形成冒泡及塌模，其解決的主要途徑有：

a．抑制生石灰的消化速度（參見“原材料制備·生石灰”）、配料中適當(dāng)增加石膏，并可考慮適量加入三乙醇胺等；

b．將部分生石灰提前消化，延長石灰存放時間；

c．調(diào)整配合比，適當(dāng)減少石灰用量，增加水泥用量；

d．不要使用過粗的鋁粉（蓋面積小于4000cm2/g）或適當(dāng)減小鋁粉用量；

e．適當(dāng)降低澆注溫度。

（2）冒泡程度的控制

冒泡一般發(fā)生在料漿稠化之后，此時料漿已形成坯體，并不發(fā)生體積變形。冒泡是由熱膨脹而引起的。當(dāng)坯體中部溫度高，氣體壓力大時，將產(chǎn)生膨脹力。由于坯體頂部溫度低，料漿塑性強(qiáng)度低，就有可能在頂面的薄弱部位造成破裂，排除部分氣體而使坯體內(nèi)部膨脹力減小，這就是冒泡。

摻有生石灰的加氣混凝土，在水料比較大、鋁粉發(fā)氣時間較長、坯體溫度升高緩慢的條件下，在料漿稠化后，經(jīng)常是不冒泡而保持了澆注穩(wěn)定。在水料比較小、鋁粉發(fā)氣時間較短時，在料漿稠化后將出現(xiàn)冒泡，但不一定是破壞因素，而往往是屬于正?，F(xiàn)象，正常的冒泡在生產(chǎn)中被看作是發(fā)氣結(jié)束的一個標(biāo)志，是發(fā)生在離坯體頂部3cm的深度范圍內(nèi)（此范圍正好屬面包頭而將被切掉），其特征是冒泡時一次放出的氣體量較大，但不連續(xù)，有時是脫泡（將坯體表面沖開一片，冒出氣體，而后又重新蓋合坯體表面，坯體沒有因此而下沉）。深入制品內(nèi)部形成大孔的冒泡是不允許的，怛陪模壁的冒泡（在制品外表面下的氣泡痕跡）難以避免。

當(dāng)坯體表面塑性強(qiáng)度較大，雖然坯體內(nèi)部有一定的膨脹力，卻不能在坯體頂面造成裂縫，氣體無法排除，我們稱之為憋氣。（當(dāng)發(fā)氣后期出現(xiàn)面包頭豎起時，往往伴隨憋氣現(xiàn)象）這時，膨脹力繼續(xù)要求坯體體積膨脹，但卻因塑性強(qiáng)度過高而不能膨脹，又不能在頂部排除氣體，往往在坯體上部形成水平裂縫，這將對坯體產(chǎn)生破壞。

因此，粉煤灰加氣混凝土出現(xiàn)適量的冒泡，有利于獲得良好的坯體，但冒泡量過多易于坯體中因料漿下沉而出現(xiàn)密實部分或出現(xiàn)深層孔洞，對坯體形成破壞。

消除因憋氣引起的水平裂縫，首先應(yīng)該使坯體出現(xiàn)冒泡，增加熱膨脹值。為此，可以用多摻生石灰、提高料漿溫度，或用消化溫度較高的生石灰來提高坯體溫度升高值，也可適當(dāng)加大水料比，降低頂面坯體的塑性強(qiáng)度。

出現(xiàn)嚴(yán)重冒泡時，應(yīng)適當(dāng)減少石灰用量或適當(dāng)降低料漿的澆注溫度：用降低坯體溫升夾減少熱膨脹值；嚴(yán)重的冒泡還可能由于環(huán)境溫度太低，頂面坯體塑性強(qiáng)度太低而引起，考慮以適當(dāng)?shù)拇胧﹣肀ＷC環(huán)境的溫度。

（3）泌水

泌水是指料漿在澆注后期（一般將滿模時），在模具四角及邊沿，因料漿與混合水的分離而出現(xiàn)一層不含物料的清水，這種現(xiàn)象主要是由于粉煤灰過粗、料漿保水性能差，而石灰中生燒成分較多，造成料漿溫度偏低，坯體稠化硬化較慢，使料漿滿模后仍未稠化，粗物料下沉而引起。出現(xiàn)此現(xiàn)象，輕者形成的坯體周邊較軟，中部較硬，不利于切割；重則極易引起塌模。當(dāng)出現(xiàn)泌水時，應(yīng)立即調(diào)節(jié)配合比，增加膠結(jié)料（石灰、水泥）的用量。同時，應(yīng)調(diào)整磨機(jī)的粉煤灰出料細(xì)度，在有條件的情況下，可以采用粉煤灰與石灰、水泥等膠結(jié)料混磨工藝，以改善澆注穩(wěn)定性。

（4）坯體龜裂

坯體發(fā)氣結(jié)束后，表面出現(xiàn)不規(guī)則裂紋，主要原因是石灰過火成分較多，或與原使用石灰相比，消解溫度及A?CaO含量明顯提高，也因為因石灰存放過久及吸濕、發(fā)熱量較低，從而增加石灰用量所致。

遇有坯體龜裂現(xiàn)象，首先必須檢查石灰性能，及時根據(jù)石灰性能調(diào)節(jié)其用量；若發(fā)生經(jīng)常性含有過量過火石灰，則應(yīng)在工藝上采取相應(yīng)的措施，如提前部分消解、混磨等；另外，石灰的運(yùn)輸與貯存應(yīng)嚴(yán)格把握。

（5）面包頭豎起

發(fā)氣后期，料漿高于模框時不是向?？蛲饴?，而是垂直向上升起，我們稱之為面包頭豎起。面包頭豎起主要是發(fā)氣滯后于稠化，也就是稠化后繼續(xù)發(fā)氣，這一現(xiàn)象極易造成坯體的破壞，一般可采用增加石膏等延緩石灰的消解或改用中速石灰等辦法，使稠化適應(yīng)發(fā)氣。

（6）切割后坯體裂縫及其它破損

坯體在切割時，易造成一定的破壞，較常見的有裂縫及缺棱掉角，其原因主要表現(xiàn)在兩方面，其一是坯體強(qiáng)度過低，輕微的震動碰撞或遇剪應(yīng)力所致。可通過重新選擇采灰點，以保證所采粉煤灰存放期較短，活性較好；保證粉煤灰的磨細(xì)度；保證水泥的質(zhì)量及配料量等措施予以改善。其二是機(jī)械原因損壞，除切割機(jī)的因素，主要原因在于澆注底板不平整（造成原因是起吊時，沒使所有吊鉤鉤牢底板；底板置放不平整等）；底板、小車、?？虻仍O(shè)備剛度不夠等?？赏ㄟ^加強(qiáng)操作管理及設(shè)備維護(hù)等予以避免。對于變形和質(zhì)量過差的設(shè)備應(yīng)有計劃進(jìn)行修理或更換。

水泥－石灰－砂加氣混凝土的澆注穗定性

水泥一石灰一砂加氣混凝土澆注穩(wěn)定性與水泥一石灰一粉煤灰加氣混凝土有相似之處，其主要的影響因素也是原材料性能和工藝方法。但在控制和操作上，又有其特點：生產(chǎn)的主要原料砂相對于粉煤灰來說，其物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，因此，在澆注穩(wěn)定性上一般可看作相對穩(wěn)定的因素，而石灰與水泥作為主要影響因素。

通常，在水泥－石灰－砂加氣混凝土中，鈣質(zhì)材料（水泥和石灰）的總量較高（達(dá)配料量的35％～40％）。因此，石灰及水泥質(zhì)量的波動，對澆注穩(wěn)定性有著更顯著的作用。特別是如果石灰消化太快，消化放熱又高，料漿可能在短時間內(nèi)（如5～6min）達(dá)到90℃的高溫，使料漿失去流動性而稠化，鋁粉的發(fā)氣反應(yīng)不能完成，出現(xiàn)發(fā)氣不暢、憋氣，造成不滿模及氣孔不封閉且大小不均勻。嚴(yán)重時可能發(fā)生因石灰過高的水化熱使氣泡再膨脹，產(chǎn)生坯體分層開裂，影響到生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

水泥－石灰－砂加氣混凝土中的砂，在澆注靜停過程中基本不參加水化反應(yīng)。坯體強(qiáng)度的形成主要靠石灰與水泥消解產(chǎn)生的凝膠及水泥初凝強(qiáng)度的貢獻(xiàn)。其中，凝膠中的SiO₂由

水泥提供。因此，要獲得的良好的坯體及合適的靜停時間，所采用的水泥必須嚴(yán)格符合要求，水泥的用量也必須得到保證。一些國家為了保證以砂為硅質(zhì)材料的加氣混凝土的質(zhì)量。常采用砂與石灰的混磨工藝或采用以水泥作為單一鈣質(zhì)材料的生產(chǎn)工藝，雖然生產(chǎn)成本有所增加，但產(chǎn)品的成品率及質(zhì)量均有較大提高。

水泥一礦渣一砂加氣混凝土的澆注穩(wěn)定性

水泥－礦渣－砂加氣混凝土是我國歷史較長的產(chǎn)品，其生產(chǎn)中澆注穩(wěn)定性的影響因素亦是原材料，水料比等工藝參數(shù)。因此，可以通過控制原材料的質(zhì)量（如水泥、礦渣及鋁粉的質(zhì)量）及生產(chǎn)工藝參數(shù)（如配合比、水料比、澆注溫度等）進(jìn)行調(diào)節(jié)，所不同的是，水泥－礦渣－砂加氣混凝土常使用堿性較強(qiáng)碳酸鈉作調(diào)節(jié)劑。因此，鋁粉的發(fā)氣反應(yīng)是生產(chǎn)中必須經(jīng)常調(diào)節(jié)的因素。

通常，在使用了強(qiáng)堿性的碳酸鈉時，鋁粉發(fā)氣反應(yīng)一般都較快，如果工藝條件處理不當(dāng)，常會發(fā)生發(fā)氣過早的問題。甚至鋁粉在攪拌機(jī)中便開始反應(yīng)發(fā)氣，或邊澆注邊發(fā)氣。料漿在模具內(nèi)互相沖擊翻卷，氣泡受到很大破壞。發(fā)生以上情形，一般采用增加水玻璃用量，減少堿用量或降低料漿溫度，更換顆料較粗的鋁粉等辦法加以解決。值得提出的是，如此調(diào)整，極易使?jié)沧⒎€(wěn)定性導(dǎo)向相反的方向，即鋁粉發(fā)氣太晚。