加气混凝土砌块

四、加气混凝土砌块

加气混凝土砌块是由水泥（或部分用水淬矿渣、生石灰替代）和含硅材料（如砂、粉煤灰、尾矿粉等）经过磨细并与发气剂（如铝粉）和其他材料按比例配合，再经料浆浇注、发气成型、静停硬化、胚体切割与蒸汽养护（蒸压或蒸养）等工序制成的一种轻质多孔的建筑材料，它可以制成配筋内外墙板、屋面板、楼板、无筋砌块和其他形状的保温材料等多种制品。

通常，混凝土按其容重可分为两大类，一类为重混凝土（就是一般所说的普通混凝土），其容重大于1 800kg／m³，另一类为轻型混凝土，其容重小于1 800kg／m³。在轻型混凝土中，又可分为两大类，即轻骨料混凝土和多孔混凝土。前者的制造工艺与普通的混凝土基本相似，只是所用的骨料为人造或天然轻骨料，其容重为1 000～1 800kg／m³，后者没有粗骨料，主要的原材料都要经过磨细，并通过物理或化学方法使之形成气孔结构，其容量一般小于1 000kg／m³。多孔混凝土按照气孔的形成方式可分为加气混凝土和泡沫混凝土两种。

加气混凝土砌块是目前在建筑中应用较为普遍的砌块种类。它最突出的特点是轻质（其容重是所有砌块中最小的），而且有较好的力学性能、保温性能、隔音性能和可加工性能，既可以应用于非承重墙，又可以通过采取某些措施而应用于承重墙。由于加气混凝土砌块在我国生产和应用已有一段较长的时间，所以该种砌块的应用技术也比较成熟，很受建筑业欢迎。

现已颁布加气混凝土砌块制品的国家标准，即GB 11968—2006《蒸压加气混凝土砌块》。

（一）特性及构成

加气混凝土砌块具有轻质、保温、耐火、抗震、强度高和加工性能好等优点，因此，在建筑中应用非常广泛，最普遍的是用于框架结构的填充墙，以及低层建筑的墙体（承重墙和非承重墙），也可与现浇钢筋混凝土密肋组合成平屋面或楼板，有时也用作吸声材料，总之，该制品是一种一材多用的建筑材料。

加气混凝土的基本组成原料包括钙质材料和硅质材料两类。钙质材料是以氧化钙（CaO）为主要成分的水泥、石灰、水淬矿渣、火山灰等。硅质材料是以二氧化硅（SiO₂）为主要成分的砂、硅石、粉煤灰、尾矿粉等。加气混凝土生产工艺是将钙质材料、硅质材料、发气剂（主要是铝粉）、调节剂、稳定剂和水按配比混合搅拌、发气、成型、蒸养而成。

（二）品种、规格和性能

1．品种

加气混凝土砌块按其原料的组成来分，主要有3种：水泥—石灰—粉煤灰、水泥—矿渣—砂和水泥—石灰—砂。

加气混凝土砌块按其抗压强度级别来分，可分为7种：A1．0、A2．0、A2．5、A3．5、A5．0、A7．5和A10。

加气混凝土砌块按其体积密度来分，可分为6种：B03级、B04级、B05级、B06级、B07级和B08级。

加气混凝土砌块按其质量级别可分为3种：优等品（A）、一等品（B）和合格品（C）。参照GB 11968—2006《蒸压加气混凝土砌块》。

2．规格

（1）规格尺寸

加气混凝土砌块的规格见表1－68。

表1-68　加气混凝土砌块的规格尺寸（mm）

（2）标记方法

1）标记顺序：产品名称（代号）、强度级别、体积密度级别、规格尺寸、产品等级和标准号。

2）标记示例。强度级别为A3．5、体积密度级别为B05、规格尺寸为600mm×200mm×250mm、优等品的蒸压加气混凝土砌块：

ACB A3．5B05 600×200×250AGB 11968－2006

3．性能指标

（1）尺寸偏差

加气混凝土砌块的尺寸偏差要求见表1－69。

表1-69　加气混凝土砌块的尺寸偏差要求

（2）干体积密度

加气混凝土的干体积密度要求见表1－70。

表1-70　加气混凝土砌块的干体积密度要求（kg／m³）

（3）强度级别

加气混凝土砌块的强度级别见表1－71。

表1-71　加气混凝土砌块的强度级别

（4）抗压强度

加气混凝土砌块的抗压强度要求见表1－72。

表1-72　加气混凝土砌块的抗压强度要求

（5）干燥收缩、抗冻性和导热系数

加气混凝土砌块的干燥收缩、抗冻性和导热系数要求见表1－73。

表1-73　加气混凝土砌块的干燥收缩、抗冻性和导热系数要求

注：1．规定采用标准法、快速法测定砌块干燥收缩值，若测定结果发生矛盾不能判定时，则以标准法测定的结果为准；

　　2．用于墙体的砌块，允许不测导热系数。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

（6）外观质量

加气混凝土砌块的外观质量要求见表1－74。

表1-74　加气混凝土砌块的外观质量要求

（三）墙体的设计

1．墙体的高厚比

加气混凝土砌块墙体的高厚比β可按下式计算：

式中：k₁——非承重墙［β］的修正系数，取k₁＝1．3；

　k₂——有门窗洞口的墙［β］的修正系数，按式（1－3）计算；

　H₀——墙的计算高度。

注：当墙高H大于或等于相邻横墙间的距离l₀时，应按计算高度H₀＝0．6l₀验算高厚比。

［β］——墙的允许高厚比，见表1－75。

表1-75　加气混凝土砌块砌体的高厚比

k₂＝1－0．4b₀／l₀　　　　　　　　　　　（1－3）

式中：b₀——在宽度l₀范围内的门窗洞口宽度；

　l₀——相邻横墙之间的距离。

按式（1－3）计算出的k₂值小于0．7时，仍采用0．7。

2．力学性能的设计

加气混凝土制品的力学性能与材料的容重、含湿率有很大的关系。

加气混凝土制品的含湿状态主要有以下4种情况：①绝干态，其含湿率W₂＝0%；②气干态（空气中自然干燥的平衡含湿率），W₂＝10%±2%；③基准含湿态（对力学性能影响很小的稳定含湿率，其数值相当于出釜含湿率），W₂＝35%±10%；④饱水态，W₂＞60%。

（1）抗压强度R

加气混凝土制品的抗压强度与容重成正比，不同容重时气干态的加气混凝土的抗压强度见表1－76。

表1-76　加气混凝土制品的抗压强度

注：括号内数值为粉煤灰加气混凝土的抗压强度；括号外的数值为矿渣砂加气混凝土的抗压强度。

加气混凝土的抗压强度与含湿率成反比，但不呈线性关系，它们的关系可用下列公式表示。

矿渣砂加气混凝土：

粉煤灰加气混凝土：

式中：R₀——绝干态下的抗压强度；

　R_W——含湿率为W₂时的抗压强度。

图1－10是RW／R₀强度比与含湿率的变化关系曲线，从中可以看出，含湿率小于15%时，抗压强度随着含湿率的增大而急剧降低；当含湿率大于15%时，抗压强度下降趋势逐渐趋于平缓；含湿率大于25%时，则对抗压强度的影响很小。

图1-10　RW／R₀与含湿率的关系

（2）抗拉强度R_l、抗折强度R_w和抗剪强度R_j

当加气混凝土的抗压强度R＝2．3～4．5MPa，含湿率W₂＝0%～30%时，材料的抗拉强度R_l（劈裂法）＝0．3～0．4MPa。R_l／R值一般为0．075～0．10，平均值为0．087，在实际应用中可取为0．08。

当加气混凝土的抗压强度R＝2．3～3．6MPa时，抗折强度R_w＝0．6～0．9MPa。R_w／R的平均值为0．261。

当加气混凝土的含湿率W₂＝0%～35%时，抗剪强度R_j＝0．65～1．00MPa。R_j／R值为0．2。

以容重500kg／m³的矿渣砂加气混凝土为例，其抗拉强度R_l、抗折强度R_w、抗剪强度R_j与抗压强度R的一般关系式为：R_l＝（0．08～0．12）R；R_w＝（0．15～0．22）R；R_j＝（0．18～0．21）R。

（四）设计注意事项

1．承重墙体

（1）砌块级数与层数、墙厚的关系

加气混凝土砌块建筑层数与墙厚的确定，不能笼统地根据砌块的级数以简单的方式来确定，由于建筑的平面形式不同（如有的建筑平面形式简单，开间、进深较小，承重墙体门窗洞口较少，有的则相反）、地区不同（如地震区与非地震区）、构造形式和承重体系不同（如横向承重还是纵向承重），都是影响建筑的层数与墙厚的重要因素，应根据具体工程通过计算和经济分析来确定。

经验表明：采用厚为200mm、抗压强度为3MPa的05级（容重为500kg／m³）加气混凝土砌块建造3层、总高度为9m的住宅，并在每层设置钢筋混凝土现浇圈梁，结构体系采用横向承重的效果良好。有的为了满足建造5层住宅的需要，将下部的2层墙体厚度扩大到250mm，选用厚为250mm、抗压强度为5MPa的07级（容重为700kg／m³）加气混凝土砌块，上部3层仍与上述3层建筑墙体相同，其建筑总高度为15m，效果仍良好。

（2）建筑的整体性

采用加气混凝土砌块做承重墙体应有良好的整体性，在地震区尤应注意这一点。措施是应在建筑的每层设置混凝土圈梁；某些部位每隔一定高度在砌体中设置钢筋网片，如在转角、内外墙咬砌部位等处布筋拉结以增强建筑的整体性。对薄弱环节，还应注意采取加强措施。

（3）规格模数

加气混凝土砌块墙体的砌块规格应尽量考虑采用600mm长度模数，但这种单一规格往往不能满足设计的要求，而需要对砌块进行现场锯切，虽然加气混凝土砌块具有良好的可加工性能，但是出于省工节料考虑，就要求在确定平面设计方案时认真合理安排。例如，600mm可锯切成±400mm＋200mm、300mm＋300mm、350mm＋250mm、450mm＋150mm、…，并应考虑到设计本身应使这些锯切形成的不同规格砌块，尽可能恰当地组合于砌体之中。

在设计中，要注意解决门窗洞口、层高和砌块尺寸（包括砌缝）之间的矛盾。通常解决的措施有3种：

①调整灰缝厚度；

②增加辅助规格；

③调整圈梁高度尺寸，使过梁与圈梁合一，见图1－11。

2．非承重外墙

（1）墙厚度

图1-11　圈梁与过梁合一的构造

加气混凝土砌块用于非承重外墙时，确定墙厚度的主要依据是建筑物的保温要求。通常容重为500kg／m³的加气混凝土墙体厚150mm相当于370mm的黏土砖墙体的保温效果；厚200mm相当于490mm的黏土砖墙体的保温效果。但是，在决定外墙体的厚度时，还应考虑其他因素，如厚为150mm的加气混凝土砌块墙体，在华北地区基本能满足保温要求，但当窗间墙为600mm宽、1．5m高时，施工稳定性较差，圈梁厚度也不够（圈梁厚度如为120mm，外贴30mm厚的加气混凝土保温块，则不能满足圈梁的保温要求）。灰缝也容易结露。因此，在华北地区加气混凝土砌块外墙最好不小于175mm。在东北地区不得小于200mm，最好为250mm，这主要是除了考虑保温要求外，还要给安装双层窗及圈梁保温等创造条件。

（2）砌块规格的选择

一般外墙门窗洞口较多，窗间墙规格较多，同时内外墙体咬砌又给规格带来一定的复杂性，矛盾的主要方面是窗间墙的规格尺寸。图1－12所示是民用建筑中常见的窗间墙在内墙横向承重、内外墙咬砌时所出现的情况，以及用3种不同方法解决内外墙咬砌的规格示意，图1－12（a）是内外墙取齐咬砌搭接，其窗间墙的规格较多，需要合适的现场锯切工具；图1－12（b）是内外墙缺口搭接咬砌，其窗间墙的规格比图1－12（a）少，但需局部锯切。图1－12（c）是直缝对砌，其规格较少，但这种砌筑方法适宜采用黏结砂浆，并在一定间距用钢筋拉结。

图1-12　墙体不同砌筑方法常见的窗间墙规格

（a）内外墙取齐咬砌搭接；（b）内外墙缺口搭接咬砌；（c）直缝对砌

在外墙立面规格方面应主要考虑3个部位尺寸，即窗口上皮、层高和窗台高度，设计时应控制这3个部位符合砌块高度尺寸，尤其是前个尺寸。

（3）与主体结构的连接

加气混凝土砌块非承重外墙与主体结构应有牢固的连接，如内外墙均为加气混凝土砌块，采用普通砂浆砌筑，一般内外墙均应咬砌，并在山墙与檐墙拐角、承重墙与非承重墙交接等部位，每隔1m高度设置2φ6或3φ4钢筋，钢筋伸入墙体的长度不得小于1m（从墙里皮线算起）。见图1－13。

图1-13　加气混凝土砌体与结构主体的连接构造

（a）山墙与非承重外墙转角用钢筋拉结；（b）内承重墙与非承重外墙用钢筋拉结；（c）内承重墙与外墙及墙垛用钢筋连接

加气混凝土砌块在框架体系中用作非承重围护结构时，若普通钢筋混凝土柱、梁外露，则不符合保温要求，因为在采暖地区有可能在该部位产生结露，最好用加气混凝土砌块外包。在柱上每隔1m左右高度甩筋或加柱箍钢筋与砌块连接，砌块上部与钢筋混凝土的叠合梁连接，见图1－14。

图1-14　加气混疑土砌块在框架体系中的局部保温措施

（a）非承重外墙与框架柱连接做法；1—托钢筋；2—φ8钢筋；3—扩孔灌黏结砂浆；（b）砌块上部与钢筋混凝土框架叠合梁连接1—现浇叠合梁；2—保温块；3—钢筋

（4）砌块过梁

图1-15　过梁固定件

在北方采暖地区外墙部位的外露钢筋混凝土构件往往是出现冷桥较突出的部位之一，其中主要的是外墙洞口上的过梁。对此，宜采用加气混凝土构件，这样不但可以消除冷桥，而且还可避免由于两种材料的线膨胀系数不同所引起的粉刷开裂现象。若无此类加气混凝土构件，而且在宽度在1．5m以内的非承重门窗洞口，可采用配筋平砌过梁的做法，梁底配以3φ6钢筋，伸入墙支座不小于500mm，配筋保护层不得小于20mm，见图1－15和图1－16。

非承重墙的门窗洞口采用钢筋混凝土过梁（图1－17）时，其梁的配筋见表1－77。

图1-16　过梁配筋做法

表1-77　加气混凝土砌体的钢筋混凝土过梁的配筋设置

注：1．安装钢筋混凝土过梁时，支座处先浇水2～3遍，然后铺1∶2．5水泥砂浆，水泥强度等级为32．5级。

　　2．当门窗洞口一侧为混凝土柱时，可采用射钉将过梁连接件与柱固定（见图1－16）。　　　　　　　

图1-17　过梁施工方法

1—木板；2—临时固定木块；3—钢筋

3．内隔墙

（1）墙厚度

由于加气混凝土砌块是一种比较好的内隔墙材料，故常用于砌筑内隔墙。对于层高在3m以内的民用建筑，可选用75～100mm厚的加气混凝土砌块砌筑，对于层高较大，进深较长的隔墙，应根据有关规范复核其稳定性，以确定隔墙的厚度或采取某些相应的构造措施。

（2）与主体结构的连接

内隔墙一般在主体结构完成后砌筑，当采用一般砂浆时，隔墙与外墙、承重墙、柱的连接方式是在每隔1m高度左右的砌体中甩出2根φ6钢筋，并使其与隔墙拉结。钢筋伸入隔墙的长度不得小于300mm。若采用黏结砂浆时，可以不预留钢筋，但应保证灰缝饱满、黏结牢靠，隔墙上部与梁或楼板的连接是保证墙体稳定的重要因素，应予以注意。其做法是，设计时在隔墙顶部留30～50mm间隙，当每块顶部砌块就位后，在侧向打入木楔（木楔宽度比墙厚小30～50mm），砌筑完毕后在木楔空隙中塞入混合砂浆，见图1－18。

图1-18　加气混凝土砌体与主体结构的连接

（3）隔声

加气混凝土砌块与其他低容重材料一样，其隔声效果较差。若采取加厚隔墙的措施，则浪费材料，较好的做法是采用空心墙。一般住宅可采取两道各50mm厚的隔墙，中间留50mm厚的空气层；或者采取一道50mm厚、一道75mm厚的隔墙，中间留50mm厚的空气层的做法。在施工中，每砌筑1m高度，就在两道墙之间用8号铅丝或φ4钢筋扒锯连接，见图1－19。隔墙的灰缝要饱满，两道墙的立缝应相互错开，墙上的开关盒等的周围要用砂浆堵严，以提高隔声效果。

图1-19　加气混凝土砌块隔声墙的构造