新型墙体材料干硬性混凝土配合比

新型墙体材料

生产工艺与质量控制河北农业大学教授：孟志良.1、混凝土小型空心砌块1.1混凝土小型空心砌块配合比设计混凝土小型空心砌块的组成材料与普通混凝土基本相同，但是砌块所用的混凝土与普通混凝土有所不同。首先混凝土小型砌块空洞率高（40%左右），组成砌块的混凝土的强度并不等于砌块的强度；其二是砌块不能带模养护，脱模后必须具有能抵抗一定变形和自承重.的强度。这就要求组成砌块的混凝土必须是干硬性的；其三是砌块所用的混凝土是在成型机上有限的时间内(以秒计)完成布料，加压振动使之密实的，而且由于设备的不同，激振力的不同，振动方式的不同，振动的时间也不同。即使是同一种配合比，在不同成型机上成型的砌块，其最终强度及各项物理性能也有差异；.其四是砌块是制品，是直接销售的商品，外观和色泽均有一定的要求，特别是用于清水墙时要求更加严格。因此，在设计砌块配合比时，必须考虑砌块的这些特殊性。目前砌块混凝土还没有成熟的配合比设计方法。现行《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55-2000)(以下简称规程)中用水量、砂率的选择等方面不适合砌块所用的干硬.性混凝土。而对砌块性能有重大影响的骨料的颗粒级配，在《规程》中没有考虑。在2001年11月份北京召开的中国建筑砌块协会第12次会员代表大会上，美国砌块专家约翰·克利斯勒说目前美国也没有成熟的砌块混凝土配合比设计方法，主要是通过长期经验的积累而得出的配合比。

.1.1.1小型空心砌块混凝土配合比设计砌块混凝土配合比设计原则是：选用原料使混合骨料的分计筛余和细度模数符合规定要求；建立砌块强度等级与组成砌块混凝土强度之间的关系，确定出砌块所用混凝土的强度；确定满足砌块用混凝土强度的水灰比；确定用水量，满足工作性要求；确定水泥、砂、石用量；配比应经济合理。.1)选用原料，使混凝土骨料的分计筛余和细度模数符合规定要求根据几年的生产实践，笔者认为混凝土骨料的分计筛余和细度模数是砌块所用混凝土中十分重要的工艺参数。对砌块的强度、密实度、外观质量、抗渗性能以及成型性能起着决定性的作用。对骨料分计筛余和细度模数的研究国内还很少,目前还没有提出合适的参照值。美国贝赛尔公司.积多年的经验与实践，提出了普通混凝土小型空心砌块混凝土骨料颗粒级配的推荐值(见表1)。.表1普通混凝土小型砌块混合骨料颗粒级配推荐值筛孔尺寸（mm)分计筛余(%)分计筛余允许偏差（%）累计筛余（%）9.5000~5—4.752520~30252.361510~22.5401.181510~20550.61510~20700.31510~20850.15105~1595筛底52~10.由表1累计筛余计算出的细度模数Mx=3.70。美国材料试验协会(ASTM)经过研究也提出了普通混凝土小型空心砌块混合骨料级配的推荐值，其数值与贝赛相近，细度模数Mx=3.65。根据贝赛尔推荐的混合骨料的筛分值，我们就可以选择两种或多种粗细骨料进行颗粒级配，使其组配的混.合料其筛分值尽量接近推荐值，至少应在允许的范围内。其细度模数尽量靠近3.70。个别分计筛余稍有超出允许范围，一般来说偏差越大，砌块的质量越差。如果把大于4.75mm(中国原标准为5mm)的颗粒看作石子，那么从推荐值中可以看出，混骨料中砂子占75%，石子占25%。砂率为75%.，远远超出《规程》的选择范围，《规程》中最高砂率为41%。2）确定砌块用混凝土的强度对有生产经验的老厂，可以从砌块强度与组成砌块混凝土立方体试件强度多次试验的统计数据中，找到它们之间的关系。对于新投产的厂来说，为了缩短摸索的时间，建议采用如下关系式：.Rk/Ri=0.9577-1.129K⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯①式中：Rk—混凝土砌块28d抗压强度，MPa；Ri—组成砌块混凝土立方体试件28d抗压强度，MPa；K—砌块空心率(以小数计)。.本公式是由六省数个科研单位根据大量试验而建立的砌块强度、砌块空心率和组成砌块混凝土强度之间的关系式。知道了砌块所要求的强度等级和砌块的空心率就能求出组成砌块混凝土的强度。考虑到各厂设备的差异及在试配过程中可能出现的偏差，为了确保新试制的砌块达到预定的强度，应使试配的混凝土强度比上述公式计算出的混凝土强度提高10%～15%。.3）确定混凝土的水灰比计算混凝土水灰比最常用的公式是鲍罗来公式，《规程》中应用的也是这个公式，鲍罗来公式表达形式如下:Ri=ARc(C/W-B)⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯②式中：Ri—混凝土的试配强度，MPa；Rc—水泥28d的实测抗压强度，MPa。.当缺少水泥28d抗压强度实测值时，可按下列公式，可按下式确定Rc：Rc=rc×Rck式中：rc—水泥强度等级值的富余系数，可按实际统计资料确定,无统计资料时，可按rc=1.13计算；Rck—水泥强度等级值，MPa。.C/W—灰水比(即水灰比的倒数)。A、B—回归系数,与使用的水泥、骨料种类有关。新“规程”对回归系数作了较大改动。这是在使用水泥新标准条件下，通过大量试验而得出的参数。当骨料为碎石时，A取0.46，B取0.07；当骨料为卵石时，A取0.48，B取0.33。将上述参数代入式②，鲍罗来公式可改写成如下形式。.采用碎石为骨料时:Ri=0.46×1.13×Rck(C/W-0.07)采用卵石为骨料时：Ri=0.48×1.13Rck(C/W-0.33)运用上述公式,只要知道砌块所用混凝土的试验强度Ri和水泥强度等级值Rck，即可求出水灰比。.4）确定用水量在《混凝土砌块生产与应用》(严理宽等编著)一书中所给的每立方米混凝土的用水量，且比较切合砌块生产的实际(见表2)，《规程》所给的用水量以及根据需水性定则公式计算出的需水量都偏大。.表2生产小砌块混凝土每立方米用水量参考数据粗骨料种类粗骨料粒径（mm）混凝土用水量（kg）卵石5~10130~150碎石5~10140~160注：表中数据系以中砂为基础，如采用细砂或粗砂时，可相应增加或减少5~10kg.对于固定式成型机来讲，按表2选取用水量是合适的。国产成型机激振力偏小，选用水量的上限较为适宜。.5）确定水泥用量求出了水灰比，确定了用水量，可用下式求出水泥用量：水泥用量：C=W/(W/C)(kg/m3)式中C—水泥的用量,kg/m3；W—水的用量,kg/m3；W/C—水灰比(以小数计)。.6）确定骨料(砂、石料)的用量确定骨料的用量可用重量法或体积法进行计算。a.按重量法时，可用下列公式计算：C+(G+S)+W=γh式中：C—每立方米混凝土的水泥用量，kg；(G+S)—每立方米混凝土混合骨料(砂、石混合料)用量，kg；.G—每立方米混凝土石子用量，kg；S—每立方米混凝土砂子用量，kg；W—每立方米混凝土的用水量，kg；γh—每立方米混凝土拌和物的假定重量(kg)，其值可取2350～2450kg。对试配的混凝土，实测其密度值，根据下列求出核心系数K。K=混凝土实测表观密度值/混凝土假定表观密度值.对计算出的每项材料用量,均乘以核心系数K，即为最终定出的配合比设计值。b.按体积法时,可用下列公式计算：.式中：γc—水泥密度(kg/m3)，可取2900～3100kg/m3；γg、γs—分别表示粗细骨料(石和砂)的表观密度(kg/m3)，可按现行行业标准《普通混凝土用碎石或卵石质量标准及检验方法》(JGJ53)规定的方法测定。γw—水的密度(kg/m3)，可取1000kg/m3；.α—混凝土的含气量百分数，在不使用引气型外加剂时，α可取为1。由上述公式可知：C、W、γh均为已知数，砂子、石子的表观密度均可实测，所以不管用重量法还是用体积法均容易求出(G+S)，即骨料混合料的重量，混合骨料中砂、石所占的比例，则需根据混合骨料满足分计筛余和细度模数要求时，砂、.砂、石的比例而定，而不是按《规程》中选取砂率的方法来确定砂、石比例。这是与传统混凝土配合比设计方法最本质的区别。知道了骨料总量和砂、石所占的比例，即可求出砂、石用量(详见设计实例)。.7）实例：某厂的成型设备为QM4模振成型机，欲生产MU10MPa强度等级的普通混凝土砌块，砌块的空心率为48%，采用32.5MPa强度等级的矿渣水泥。可选用的原材料有卵石、河砂、山砂，其粒径筛分结果见表3，试确定砌块用混凝土配合比。.A.首先对粗细骨料的分计筛余进行认真分析。从筛分情况来看，有几个特点：①河砂中含大于5mm的石子占到21.44%，卵石中含6.81%的砂子(小于5mm的颗粒)；②河砂中1.25mm筛孔和0.63mm筛孔的分计筛余偏小，而山砂中的正好比两筛孔分计筛余偏大，正好予以弥补；.③因山砂2.5mm筛孔，0.315mm筛孔分计筛余很小，且0.16mm筛孔分计筛余为0，这就决定了配比中必须以河砂为主，山砂、卵石作为补充；④以河砂为主要用料，试算河砂中缺口较大的分计筛余(与推荐的分计筛余相比较)，，如1.25mm筛孔的筛余和0.63mm筛孔的筛余，使之控制在分计筛余.允许的范围内，然后再试算其他筛孔的分计筛余看能否满足要求，这种测算往往要多次反复才能成功。如果已有原料无论怎样级配都不能达到要求，则应另选取砂、石原料。上述原料经测算,河砂占80%、山砂占13%、卵石占7%时，其混合骨料的分计筛余基本能满足要求，现将计算结果列入表4。.表4混合骨料颗粒级配计算结果筛孔尺寸（mm）分计筛余（%）河砂山砂卵石10003.13521.44090.82.523.353.694.471.256.8652.172.340.6310.1736.4200.31522.427.3200.169.6400筛底5.2100.续上表混合骨料累计筛余（%）混合骨料分计筛余（河砂80%、山砂13%、卵石7%0×80%+0×13%+3.13×80%=0.220.2221.44×80%+0×13%+90.8×80%=23.5123.7323.35×80%+3.69×13%+4.47×80%=19.4743.206.86×80%+52.17×13%+2.34×80%=12.4355.6310.17×80%+36.42×13%+0×80%=12.8768.5022.42×80%+7.32×13%+0×80%=18.8987.399.64×80%+0×13%+0×80%=7.7195.15.21×80%+0×13%+0×80%=4.1799.27.经计算混合骨料的细度模数Mx为3.74，从测算的结果看，混合骨料的分计筛余都在推荐值允许的范围内，且细度模数Mx为3.74，与要求也很接近。因测试原料时使用的是中国标准筛，筛孔尺寸比美国标准筛筛孔尺寸略大，所以测得的分计筛余、累.计筛余以及最终计算出的细度模数略有差别，但不影响对原料的评价和分析。根据混合骨料的累计筛余可以看出，石子(>5mm的颗粒)占23.73%，砂子(<5mm的颗粒)占76.27%，即砂率为76.27%。如果单从原料品种来看，不考虑砂中有石、石中有砂，则混合骨料中砂子(河砂+山砂)占93%，石子占7%。.B.计算砌块用混凝土的强度根据公式:Rk/Ri=0.9577-1.129K式中：Rk=10MPa，K=48%，代入上式则将计算的强度提高15%，则：Ri=24.05×1.15=27.66MPa.C.计算水灰比将Rck=32.5MPa，Ri=27.66MPa，代入下式则：

Ri=0.48×1.13Rck(C/W-0.33)经计算W/C=0.526。.D.确定用水量根据表2选取用水量，因该厂系国产设备，且砂率较高，宜选用水量上限，即150kg/m3。E.计算水泥用量用下式求水泥用量：C=W/(W/C)=150/0.526=285kg.F.确定砂、石用量采用重量法计算，混凝土拌和物的假定密度取2400kg/m3，则骨料总重量可利用以下公式计算：C+(G+S)+W=γh式中C=285kg/m3，W=150kg/m3，γh=2400kg/m3，.代入公式则(G+S)=2400-285-150=1965kg/m3。根据骨料颗粒级配时砂、石所占的比例，可计算出河砂、山砂和卵石的用量：河砂：S1=1965×80%=1572kg/m3山砂：S2=1965×13%=255kg/m3卵石：G=1965×7%=138kg/m3.G.确定配合比

根据上述计算，砌块用混凝土试配配比为：水泥：285kg/m3；河砂：1572kg/m3；山砂：255kg/m3；卵石：138kg/m3；水：150kg/m3。利用这个配比可在试验室或直接在生产线上试拌混凝土混合料，并测定混凝土的真实表观密度。.例如:测得的混凝土的表观密度γh=2350kg/m3，则校正系数K为：K=2350/2400=0.98根据校正系数，对配比进行调整：水泥：285kg/m3×0.98=279kg/m3河砂：1572kg/m3×0.98=1541kg/m3山砂：255kg/m3×0.98=250kg/m3.卵石：138kg/m3×0.98=135kg/m3水：150kg/m3×0.98=147kg/m3水泥∶河砂∶山砂∶卵石∶水=1∶5.52∶0.90∶0.48∶0.52胶骨比:1∶6.90，水泥占混凝土的比例为11.86%，扣除水分因素，水泥占的比例为12.65%。此配比设计的水泥比例与国产设备实际生产情况.基本上是吻合的，有了基本配方，各生产厂家可根据自己厂的情况，不断调整和改进配合比，使之更加经济合理。这里需要说明，此配比是在砂、石干燥状态下计算的，即细集料(河砂、山砂)的含水率小于0.5%粗集料含水率小于0.2%时计算的，如果含水率超过此值，必须对配比进行调整。.1.2混凝土小型砌块生产工艺

混凝土小型空心砌块生产工艺包括：原材料处理、砌块成型和砌块养护等。1.2.1原材料处理（1）石必须用孔径5mm和10mm过筛，小于5mm与砂混合，大于10mm经破碎后使用。（2）砂同样必须用孔径5mm和10mm过筛，5mm以上和10mm以下作为石来用，大于10mm经破碎再用。生产混凝土小型砌块.宜采用中砂，其细度模数为3.0~2.3；（3）控制砂石中含泥量和粉量，除去金属物和腐殖殖物等杂质；（4）严格计量，对计量器具进行定期标定和校验；（5）湿粉煤灰必须进行过筛处理，否则会造成抗冻性指标下降。（6）轻集料应预先加湿处理，以保证砌块成型质量。.（7）水泥首选硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥，最好选用旋窑水泥。MU7.5和MU10混凝土小型空心砌块一般选用32.5水泥；MU15.0以上的混凝土小型空心砌块宜选用42.5水泥；MU20.0以上的混凝土小型空心砌块一般选用52.5水泥。.1.2.2混凝土搅拌工艺搅拌工艺包括原材料投料顺序、拌和次数、拌和时间等。1）一次投料和二次投料搅拌工艺比较一次投料搅拌工艺：提升斗投料的顺序为粗集料—水泥—细集料；翻斗投料的顺序为细集料—水泥—粗集料。加入水搅拌。外加剂应预先加入水中，水泥、水、粉料等误差应<2%，粗集料误差<3%，干拌2min，湿拌2min。.二次投料搅拌工艺：细集料—水泥+部分水，拌成水泥浆，再加入粗集料和剩余的拌和水搅拌。全部物料拌和时间不少于2min。搅拌好的混凝土为干硬性混凝土，手握成团，湿而不散。两种搅拌工艺比较：二次投料搅拌工艺拌制拌合物均匀，且具有较好的和易性，3d、7d和28d提高强度15%～28%。若配制相同强度等级的混凝土，可节省水泥15%～20%。.2）轻集料混凝土搅拌工艺轻集料混凝土搅拌工艺与其吸水率密切相关，应根据吸水率不同选择不同的搅拌工艺。(1)当轻集料吸水率<10%时，可采用二次投料搅拌工艺。其工艺流程为：粗集料+细集料→搅拌→集料混合物+水泥→搅拌→水、外加剂→混凝土拌和物。.(2)轻集料的吸水率>10%时，轻集料在搅拌前应预加水，使轻集料在成型前吸足水，可以提高混凝土的强度。其预湿搅拌工艺流程为：水→粗集料、细集料+水泥→搅拌→水、外加剂→混凝土拌和物。1.2.3注意事项首次搅拌应多加入20%～30%的水泥。因成型失败而回收的混凝土拌合物，如重.新成型能在水泥的初凝前完成的可重复使用，除此之外的回收拌和料必须作为废料处理。.1.2.3砌块成型工艺混凝土小型空心砌块成型工艺包括布料、振动挤压、脱模三个环节。布料是在设备振动的状态下，使混凝土拌合物充填模具至预定布料高度，并形成水平面的过程。在此过程中拌合物要克服与模具的粘附作用力，尽可能地把狭窄的模具空间填实。振压是通过成型设备的强力振动和加压，.使模具内的拌合物紧密成型至具有预定高度的坯体。脱模是使坯体从模具中脱出，然后设备复位准备下一个成型周期的操作。布料要根据混凝土小型空心砌块的强度等级，选择布料时间和振动频率；振压成型也是视混凝土小型空心砌块的强度等级大小，选择成型时间、振动频率、压力大小。.脱模要平稳，防止突然撞击和剧烈振动造成砌块坯体内部裂纹，影响砌块强度。成型周期是由布料时间、振动时间和脱模时间这三个成型工艺参数构成。成型周期时间和各成型工艺参数，需要根据砌块成型质量和生产效率权衡而定。生产强度等级较高的混凝土小型空心砌块，即需要较长的成型周期。.成型质量较好的砌块坯体，其条面应为稍显湿润的密实表面，有时在上下部位出现水平浆带，坐浆面有细小的拉浆，坯体外观尺寸符合规范要求，无缺棱掉角、烂根与亏料现象。轻推砌块坯体条面，有弹性手感，而无明显的塑性变形。.1.2.4砌块养护工艺混凝土小型空心砌块养护工艺包括坯体运输和养护，目的是砌块达到码垛强度进行托板回收及达到工程应用所需要的强度。刚成型好的砌块坯体基本上没有强度，这就要求坯体的运输装置能平稳运作，避免振动，防止砌块坯体内部产生裂纹。湿产品下线码放时，不要直接码放在湿的坯体上，托板与托板之间要有支撑。混凝土小型空心砌块养护分为高温高压蒸汽养护、低温常压蒸汽养护、自然养护、低温蓄热养护、太阳能光热互补式养护等。.1）高温高压蒸汽养护此种养护适用于以石灰、石膏为胶结料的静压机成型工艺产品，养护是在密封的蒸压釜内进行的，其温度达150℃～180℃，压力达1.3大气压，投资大、运行成本高，不适宜以水泥为胶结料的混凝土小型空心砌块养护。.2）低温常压蒸汽养护坯体在密闭的养护窑内进行养护，养护窑的围墙、门和屋顶都要做保温和防水处理，窑内两侧安装有蒸汽管道，并在养护窑的中部安装一个温度探头。蒸汽养护分为静停→升温→恒温→降温四个工艺阶段。静停时间与水泥的初凝时间相当，夏季约为2h，冬季则适当延长，.静停时间的计算是以关上窑门算起。升温速率不宜过快，通常为30℃/h左右，恒温时间为8h～10h，恒温温度约为65℃～70℃，降温速率不超过10℃/h。3）自然养护砌块坯体放在室外和室内养护的方式。放在室外养护时，当环境温度低于20℃，就必须用塑料布覆盖在砌块坯体上，以便保温保湿；在炎热.的夏季则需要用草帘覆盖并洒水养护。自然养护的砌块码垛后，还要连续养护10d～14d。4）低温蓄热养护将砌块坯体放在一个密闭的养护室内，不通入蒸汽和暖气，仅仅依靠水泥的水化热来提高环境温度。其最高温度一般为35℃～40℃，湿度必须保证在90%以上，养护窑必须做保温处理。.5）太阳能光热互补式养护养护窑以阳光板建成，利用太阳能提高养护窑内的温度，阳光板与塑料布一样，可以保温和保湿。在阳光、水化热不足的情况下，可以利用热源管道给养护窑内加热，提高养护窑内的温度，并注意将湿度控制在90%以上，可采用喷雾或洒水的.方式增加湿度。优点是可以连续生产，节约能源，无环境污染。养护好的小型空心砌块达到码垛强度后，应及时码垛，垛高不宜超过1.6m，码垛后必须洒水养护，即使是蒸汽养护的混凝土小型空心砌块，也必须进行洒水养护，因为蒸汽养护的砌块强度仅仅达到设计强度的70%左右，至少需洒水1～2次。其他养护方式的混凝土小型空心砌块，需要.洒水10d～14d。根据要求，所有的养护方式(包括高温高压蒸汽养护工艺)生产出的混凝土小型空心砌块，均须在成品场地堆放28d方可出厂、上墙。.2严格工艺管理建立健全混凝土砌块生产质量控制保证体系。从原材料入厂到混凝土砌块出厂，提高全员的质量意识，加强技术保障措施。要制定严格的生产工艺规程，精心设计混凝土小型空心砌块的配合比，完善和保存好各种原始数据与资料。抓好5个质量控制工艺阶段、20个质量控制点：.(1)原材料质量控制工艺阶段：原材料的供应点选择、原材料进厂目检、定期抽样分析、集料计量系统定期标定、胶结料计量系统定期标定等五个质量控制点。砂子选用中砂，其细度模数Mx为3.0～2.3，粒径控制在5mm以下，含泥量<3%；石子的粒径控制在.5mm～10mm之间，含泥量<1%。水泥必须是正规厂家生产的水泥，每批水泥必须索要检测报告和合格证。在配比计量方面，要求水泥的误差<2%，粗集料、细集料的误差<3%。(2)混凝土搅拌质量控制工艺阶段：干物料搅拌时间、湿物料搅拌时间、最终拌和用水量三个控制点。保证水灰比准确,混凝土拌和物均匀。.(3)砌块成型工艺控制阶段：布料时间、成型时间、砌块成型尺寸和外观质量、单块重量等四个控制点。砌块的干密度应≥2300kg/m3。(4)砌块养护质量控制工艺阶段：养护各个阶段的时间、养护温度与湿度、蒸汽压力、出窑产品强度等四个控制点。蒸汽养护的砌块产品出窑强度约达到设计强度的70%。.(5)产品质量控制工艺阶段：产品批量检验、成品分类码放、产品出厂检验、产品出厂合格证签发等四个控制点。.1.3混凝土小型砌块配套材料1.3.1混凝土小型砌块灌孔混凝土混凝土小型空心砌块和砌块砌体结构如图1所示。砌块、专用砌筑砂浆和灌孔用的芯柱混凝土是砌块结构体系原材料的三大要素。芯柱（灌孔）混凝土的主要功能芯柱（灌孔）混凝土与砌体共同承受建筑物的垂直荷载和水平荷载，尤其对抗震房屋的整体性有十分重要的作用。.图1混凝土小型砌块和砌块砌体结构.1.3.1现行标准对灌孔混凝土要求现行标准《混凝土小型空心砌块灌孔混凝土》JC861-2000中规定：灌孔混凝土是砌块建筑灌注芯柱、孔洞的专用混凝土，是保证砌块建筑整体工作性能、抗震性能、承受局部荷载的施工配套材料。.灌孔混凝土的原材料：水泥、集料（粗集料的最大粒径不大于16mm）、水、掺合料和外加剂等组分。灌孔混凝土性能指标（1）灌孔混凝土拌合物工作性流动性指标：坍落度不宜小于180mm，稳定性指标：具有均匀性（通过目测评定）。.（2）灌孔混凝土的强度等级：Cb20、Cb25、Cb30、Cb35和Cb40五个强度等级。.1.3.2国内外灌孔混凝土研究现状尽管我国制定了灌孔混凝土的标准，但是在芯柱混凝土领域的研究刚刚开始，只有清华大学、建设部东北设计研究院、四川省建筑科学研究院等几家高校和科研单位，在高强度芯柱混凝土、芯混凝土对砌块建筑体系力学性能的影响，以及芯柱混凝土的设计和施工方法等方面进行了有益的探索和研究。.中国建筑东北设计研究院的邹寿昌和郝竹筠于1996年6月鉴定了DY—5型注芯混凝土。为混凝土小型空心砌块高层建筑（8~18层）结构体系而研制开发的新型配套材料。注芯混凝土的强度等级：C20、C25、C30和C35四个强度等级。.注芯混凝土拌合物工作性：（1）流动性：坍落度大于200mm；（2）稳定性好：不分层离析，保水性好。3）注芯混凝土与孔壁的粘结性好，使其在砌体中与砌块能共同工作。近年来天津大学的刘蕙兰、李志国等人曾对.低强度等级大流动性高性能芯柱混凝土做了大量的试验研究。他们配制的强度等级C15~C25高性能灌孔混凝土，其配合比和混凝土拌合物工作性指标如表4-5所示。仍不能满足自密实混凝土工作性的要求，仍然需要振捣成型。.强度等级配合比（kg/m3）水泥粉煤灰砂石水聚合物外加剂C15167.4134.0798.4882.024233.537.85C20179.0143.2780926228.535.823.4C25234.8117.4829882229.039.125.6表4天津大学低强度高性能灌孔混凝土的配合比.强度等级坍落度（mm)流动度（mm）粘聚性泌水率（%）30min60min90min30min60min90minC15229206198480370320好4.3C20240231207505450360好2.4C25245228203530420350好2.8表5天津大学低强度高性能灌孔混凝土拌合物工作性指标.在美国、日本等发达国家，砌块建筑中的专用芯柱混凝土的和易性非常好，以袋装出售，现场只需按说明书要求加水拌合成混凝土拌合物，采用高位灌浆方式在2m左右高度灌浆，由于混凝土拌合物的高流动性、低收缩性、较高的粘结性及较高的强度，从而可有效的将砌块砌体连成整体形成剪力墙。.混凝土小型砌块孔洞的尺寸约为：150mm×140mm，中心配一根直径为10mm的钢筋。采用灌孔混凝土或者以上的研究成果，均需要振捣。由于混凝土本身流动大，振捣很难保证混凝土均匀密实（容易过振）。振捣容易引起芯柱周围砌体的开裂，降低砌体结构的工程质量。.尽管灌孔混凝土拌合物的坍落度比较大，但是仍然不能满足混凝土自密实的要求，须小型振捣棒进行振捣。由于灌孔混凝土隐藏在砌体内部，质检部门无法检验其质量，也无法评定其质量，该问题一致困扰的质量检查部门和施工单位。.如将低强度自密实高性能混凝土应用于芯柱，不仅可以保证混凝土质量，减少施工工艺，提高施工效率，节约了与振捣相关的费用，无噪音污染，节能，符合国家节能减排的方针政策。从经济角度分析，采用自密实混凝土节省了与混凝土振捣棒相关的费用。其综合成本比灌孔混凝土低。.利用地方原材料，采用正交试验法和单因素试验法，优化出的低强度自密实混凝土配合比如表6-7所示。.表6采用正交试验优化配制的SCC25和SCC20配合比编号原材料及用量（kg/m3）

萘系（%）脂肪族（%）增稠剂（%）水泥粉煤灰砂石水12671788128122270.90.0922911948447792121.10.0933101758447792121.20.0942911948447792121.650.0453101758447792121.550.045.表7采用单因素法优化配制的SCC20-SCC35配合比编号原材料及用量（kg/m3）

萘系（%）缓凝剂（%）增稠剂（%）水泥:粉煤灰:砂:石:水10.65:035:1.82:1.82:0.451.10.070.00920.65:0.35:1.63:1.63:0.401.10.060.08530.65:0.35:1.82:1.82:0.451.10.090.0740.65:0.35:1.63:1.63:0.400.90.0550.65:0.35:1.65:1.65:0.420.80.0560.68:0.32:1.46:1.60:0.401.050.0570.70:0.30:1.57:1.77:0.420.80.0580.70:0.30:1.53:1.67:0.400.90.0590.75:0.25:1.60:1.60:0.371.20.05100.80:0.20:1.40:1.56:0.381.00.06.1.3.2混凝土小型砌块专用砂浆由于普通混凝土小型承重空心砌块本身特有的块体重量大、空洞率高、铺浆面窄、立面尺寸较大、表面较光滑、吸水慢和吸水率小等特点。采用常规砌筑砂浆（指水泥石灰砂浆和水泥砂浆）砌筑，混凝土小型承重空心砌块砌体和砖砌体力学性能有明显的差异。相同砂浆强度等级下，混.凝土小型承重空心砌块砌体沿通缝抗剪强度仅为砖砌体的50%～55%。由于混凝土小型承重空心砌块实际强度与砌筑砂浆强度之间相差较大（强度不匹配），最根本的原因是由于混凝土砌块与砂浆粘结面积仅为砖砌体的23%，而且砌块表面光滑，导致砌筑砂浆与混凝土小型空心砌块粘结强度降低和砌体的抗剪强度大幅度降低。.根据现行JGJ/T14-2004《混凝土小型空心砌块建筑技术规程》要求，水平灰缝应满铺混凝土小型空心砌块的全部壁肋，水平灰缝砂浆饱满度（应按净面积计算）和竖向灰缝饱满度不得低于90%，竖向灰缝应将混凝土小型空心砌块端头满铺砂浆挤紧，并加浆插捣密实。由于常规砌筑砂浆在砌块端部难以挂灰，施工人员往往在砌块放上墙后塞灰，很难保证砂浆饱满度。.因此，常规的砌筑砂浆不能满足混凝土小型承重空心砌块对砌筑砂浆提出的高和易性和高强度（抗压强度和粘结强度）的要求，使砌体易出现裂缝和渗漏等质量问题。于2004年申报了建设厅课题“混凝土小型空心砌块专用砌筑砂浆试验研究”，经过两年的研究，研制出适合于混凝土小型承重砌.块使用的专用砂浆，能满足砌体抗压和抗剪的要求。.砌体抗压试验装置及砌体破坏形态.不同种类砂浆所起砌体抗压强度与现行标准设计要求比较专用砂浆水泥砂浆水泥石灰砂浆抗压强度设计值5.8525.1426.133现行标准设计要求2.512.79.砌体抗剪试验装置.不同种类砂浆所起砌体抗剪强度与现行标准设计要求比较专用砂浆水泥砂浆水泥石灰砂浆抗剪强度设计值0.17880.0560.068现行标准设计要求0.0720.09.2.蒸压加气混凝土砌块

对于材料要求及生产工艺2.1加气混凝土砌块对原材料要求蒸压加气混凝土砌块是以水泥、石灰、矿渣、砂、粉煤灰和铝粉等为原料，经磨细、搅拌浇注、发气膨胀、蒸压养护等工序制造而成的多孔混凝土。2.1.1石灰石灰是生产加气混凝土砌的最重要的基本组成材料之一，其质量对加气混凝土生产工艺的稳定和加气混凝土制品的性能影响最大。.石灰的成分包括两部分(一是非活性部分)二是活性部分，加气混凝土砌块生产中运用的是活性部分，它是从碳酸钙中分解出来的呈游离状态的氧化钙，它能与二氧化硅、三氧化二铝反应。称为有效氧化钙。石灰主要向加气混凝土提供有效氧化钙，使之在水热条件下与硅质材料中的二.氧化硅、三氧化二铝反应，生成水化硅酸钙与水化铝酸钙，从而使制品获得强度。另外，石灰在水化时能迅速放出大量的热，这不仅为加气混凝土料浆的加热提供了有效的热源，而且在坯体硬化阶段可以使坯体升温达80~90度以促进水化反应的加快。从而加快了加气混凝土坯体的硬化速度。.总之，生石灰在加气混凝土砌块生产中的作用主要有两方面(第一是提供钙质成分。生石灰中的有效氧化钙与粉煤灰或砂中的活性二氧化硅、三氧化二铝在水热条件下反应，生成结晶状或胶体状的水化硅酸钙和硅铝酸钙产物，使制品具有一定强度的其他性能。第二是调整生产过程中的料浆发气、稠化速度。一方面提高料浆的碱.度，使铝粉发气；另一方面消解放出的热量，加速料浆的发气、稠化和硬化。生产加气混凝土砌块要求生石灰中有效氧化钙大于65%；消化速度：10~30min；消化温度应大于65度；消化的最高的温度：70~85度，细度不大于15%。.2.1.2水泥水泥是生产加气混凝土的又一重要的钙质材料，它可以单独使用，也可以与石灰一起作为混合钙质材料使用，生产加气混凝土砌块应采用硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥为宜，它与水拌和后会发生一系列的水化反应。水泥在加气制品生产中一般用量在10%以下，其主要作用是保证料浆.浇注的稳定，保证料浆浇注稳定，同时，水泥的水化、凝结、硬化可调节加气混凝土料浆的稠化时间，并可加速坯体的硬化，提高坯体的强度，并可提供氢氧化钙与粉煤灰或砂中的硅铝成分起反应，使产品具有一定的强度和较好的耐久性。.2.1.3粉煤灰粉煤灰本身不具有单独的硬化性能，当它与石灰或水泥混合加水拌和成料浆时能够继续硬化，具有一定的活性。其表现在，第一是粉煤灰的密实度越大，孔隙率越小。因此，其料浆的需水量越少。也就是说可以使料浆的水料比较小。第二是对粉煤灰的细度要求，并非越细越好，根据理论和实践经验，用于加气砌块粉煤灰的细度在12%~20%最好。.假若粉煤灰颗粒过细时，首先是粉煤灰料浆的体积密度很难调整，造成渣浆泵和搅拌机的运行电流过大，容易烧坏电机，其次是坯体中骨料成分少，反而使制品内部不能很好地形成骨架结构，影响制品强度，增加需水量，从而增加制品的干缩。第三是粉煤灰中含有许多玻璃体物质，即.无定形的二氧化硅和三氧化二铝和偏高岭土，它们是粉煤灰的主要活性物质成分，另外，低铁玻璃体是其活性的主要来源。总之，从物理特性上看，根据现行标准GB1596《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》中规定的Ⅰ、Ⅱ级粉煤灰，以及从化学特性看，化学组成为二氧化硅不小于40%，三氧化二铝在15%~40范围内，三氧化二铁不大于18%，氧化镁不大于3.5%，氧化钾+氧化钠小于2.5%，三氧化硫不大于2%，烧失量不大于12%的粉煤灰适合生产粉煤灰加气混凝土砌块。.2.1.4石膏石膏是生产加气混凝土制品时发气过程中的一种最常用的调节材料，其在制品中的作用体现在以下几个方面：在加气料浆中参加水泥的水化反应，与水化铝酸钙发生反应，生成高硫型的水化硫铝酸钙，