轻集料混凝土小型空心砌块强度偏低原因分析

轻集料混凝土小型空心砌块强度偏低原因分析

李丹丹

李丹丹

（辽宁省盘锦市建设工程检测中心，辽宁，盘锦，124120）

【摘要】针对轻集料混凝土小型空心砌块强度偏低的问题，结合实地考察所了解的小砌块生产现状，依据混凝土性能形成机理，借鉴有关科学实验研究成果并结合生产实践经验，对轻集料小砌块强度低的原因进行分析，以促进生产工艺技术进步和产品质量提高。

【关键词】轻集料小砌块；质量；强度；原因

1．前言

作为承重围护及填充墙体材料，轻集料混凝土小型空心砌块（以下简称轻集料小砌块）被大量采用，已经成为主要墙体材料之一。然而，在实际工程应用中经常出现轻集料小砌块强度低、破损率高、砌体开裂等质量问题，致使砌体强度降低、产生渗漏，影响建筑物外观甚至使用。轻集料小砌块强度低，在辽宁省亦是普遍现象，

2．轻集料小砌块产品质量低下的原因探讨

2.1原材料及生产过程造成小砌块质量低下

生产轻集料小砌块时，原材料的品质、集料的颗粒级配、粗细集料比例、水泥用量、水灰比、配合比稳定程度、搅拌均匀度、成型激震力大小、养护温湿度与养护龄期等因素，都直接关系到轻集料小空心砌块的强度、耐久性及收缩值等；成型设备性能以及操作人员技术水平等因素，可能还会导致砌块外观尺寸超差、施工砌筑赶不上模数等问题。下面仅就强度低、抗冻性能差以及建筑墙体裂缝等方面的原因进行分析。

2.2所用煤渣的影响

轻集料小砌块所用煤渣的影响对轻集料混凝土砌块而言，砌块成型后，混凝土在硬化过程中逐渐失水收缩，其干燥收缩值因不同材料和成型质量而异，为满足建筑工程需要，避免墙体裂缝产生，国家标准GB/T15229规定小砌块干燥收缩率不应大于0.65mm/m。由于生产煤渣小砌块的企业大多为中小型企业，采用劣质煤渣和粉煤灰是造成小砌块收缩大的重要原因。煤渣特别是民用锅炉煤渣因燃烧不充分，含碳量高，据有关部门统计有的高达36.03%，一般都以焦炭的形式存在，因此，吸水率较大，造成小砌块的吸水率都超过15%，有的高达35%，致使砌块干缩率超标。

2.3粉煤灰的影响

在混凝土中掺粉煤灰对其抗冻性有很大影响。当粉煤灰质量较差，如Ⅲ级和等外粉煤灰粗颗粒较多，含碳量高都对混凝土抗冻性有不利影响。质量差的粉煤灰随掺量的增加，水灰比加大，致使小砌块孔隙率和吸水率增加，其抗冻性急剧下降。目前生产轻集料小砌块所用的粉煤灰大都是等外粉煤灰，还有的采用灰、渣混排灰，有的为了降低成本而加大粉煤灰掺量，如此，势必造成轻集料小砌块抗冻性能低下。

2.4轻粗集料粒径的影响

小砌块系薄壁空心制品，其壁和肋厚一般仅为20~30mm，因此骨料允许的最大粒径较小，GB/T15229规定最大粒径不宜大于10mm。轻集料的粒径对混凝土的力学性能有重要影响。轻集料的最大粒径直接影响到混凝土的强度，劣质粉煤灰随着粒径增大，集料颗粒强度降低，用其配制出混凝土强度就低，随着轻集料最大粒径逐渐减小，混凝土的7d和28d抗压强度增加非常显著。国外不少实验室研究表明，轻集料最大粒径最佳尺寸为8~10mm（正好与小砌块所需最大粒径相当）。

2.5砂率的影响

轻集料混凝土砂率的合理范围为40%～45%，在这个范围内，相对于强度而言，煤渣轻集料混凝土的砂率有一个最佳值。无论砂率低于还是高于最佳值，强度均会有所下降。这主要是由于在砂率低于最佳值时，粗集料之间的空隙未被填充密实，随着砂率的提高，空隙率减小，混凝土更加密实，使强度得到提高；而砂率高于最佳值以后，随着砂率的提高，粗集料用量降低，细集料用量增大，轻集料表面积增加，而水泥用量却没有变化，包裹集料表面的水泥浆减薄，使砂浆本身的密实程度降低，煤渣与水泥石之间的界面强化度和机械啮合作用下降，混凝土破坏时，沿煤渣本身的破坏和界面破坏两种形式同时存在，轻集料混凝土强度有所降低；而且过高的砂率很容易产生分层离析和泌水，导致轻集料混凝土稳定性降低，强度反而下降。因此，在配制煤渣轻集料混凝土时，应注意合理的砂率选择，以达到优化的目的。

生产煤渣轻集料小砌块的企业，几乎都不设置分别堆放粗、细轻集料的场地，煤渣破碎后，不经筛分处理，而将粗、细集料混用，使煤渣轻集料混凝土的砂率远高于最佳值，甚至有的高达80%，致使轻集料混凝土强度下降，小砌块强度低下

2.6养护制度的影响

轻集料小砌块成型之后，需要在适宜的环境中进行养护，确保水泥水化过程得以正常进行，方能获得预期的混凝土强度。养护是否良好，取决于温度、湿度和时间等。混凝土所处的温度环境对水泥的水化影响较大：温度越高，水化速度越快，混凝土的强度发展也越快。为了加快混凝土强度发展，在采用自然养护时，可以采取一定的措施，如覆盖、利用太阳能养护。另外，采用热养护，如蒸汽养护、蒸压养护，可加速混凝土的硬化，提高混凝土的早期强度。环境湿度越高，混凝土的水化程度越高，混凝土强度越高。为了使混凝土正常硬化，必须保证混凝土成型后的一定时间内保持一定的温度和湿度。

有的企业因养护场地不足竟堆高达2m以上，湿养护将极为困难，则强度难以达标。因此，由于自然养护的轻集料小砌块不能严格按自然养护工艺的相关要求操作，尤其不注重保湿养新型墙材表面，会增大混凝土内部孔隙和降低水泥石与集料之间的粘结力。因此，在水泥强度及其他条件相同时，混凝土的抗压强度主要取决于水灰比，这一规律称为水灰比定则。水灰比越小，则混凝土的强度越高。但水灰比过小，拌和物和易性不易保证，硬化后的强度反而降低。当水灰比过大即用水量过大时，一方面由于满足水泥水化后剩余的水分较多，多余的水分在硬化过程中被蒸发，在混凝土内留下许多细微小孔，另一方面因水泥石与集料之间的粘结力下降，使混凝土强度降低。由于生产小砌块的企业所用粉煤灰大都是劣质粉煤灰，粒度粗、含碳量高，且含有较多的多孔颗粒和连珠体，因此，会引起轻集料混凝土的净水灰比加大、用水量增加、强度下降，致使轻集料小砌块的强度低下。

2.7水泥用量的影响

水泥用量是影响轻集料混凝土强度和密度的主要因素之一。水泥用量过少，如同砂率过大一样，使砂浆的密实程度降低，煤渣与水泥石之间的界面强化度和机械啮合作用下降，混凝土破坏时，沿煤渣本身的破坏和界面破坏两种形式同时存在，轻集料混凝土强度有所降低，实验表明，水泥用量降低20%，轻集料混凝土的强度降低10%。有的企业质量意识淡薄，为了抢占市场、降低成本、增加利润，不惜牺牲产品质量，大幅度降低水泥用量，抽检和调研发现，有的少到甚至不到10%，造成砌块强度低下。

2.8搅拌的影响

混凝土拌和物的搅拌，除了能起混合作用外，还能起到一定的塑化和强化作用。轻集料混凝土应采用强制搅拌机进行搅拌。煤渣轻粗集料的吸水率，按GB/T17431.1的规定，应小于10%，因此，可采用轻粗集料未经预湿处理的搅拌工艺即二次投料搅拌工艺，轻集料混凝土的搅拌工艺最重要的是投料顺序。轻集料的孔隙在拌和过程中既可吸入水泥浆又可吸入外加剂，从而影响混凝土的工作性和强度。二次投料工艺首先将轻集料、粉煤灰和1/2总用水量加入，在搅拌过程中轻集料的孔隙可吸入粉煤灰浆并被封闭，避免了水泥浆及外加剂的吸入。

3．结语

综上所述，轻集料小砌块强度低的主要原因是原材料本身性能欠佳及配合比不尽合理造成的，其次是搅拌工艺不合理、保湿养护和浇水天数及次数不足。原材料品质合格、配合比合理，且保证成型质量，以科学的方法加强搅拌和养护工艺，可节约水泥用量和提高产品质量。

参考文献：

[1]孙惠镐.混凝土小型空心砌块生产技术[M].北京：中国建材出版社，2001

[2]胡曙光，王发洲.轻集料混凝土[M].北京：化学工业出版社，2006