加气砖(硅质和钙质材料为主要原料的多孔硅酸盐砌块)

加气砖（Aerated bricks），又称为加气混凝土砌块，是由硅质材料和钙质材料为主要原料，掺加发气剂，经加水搅拌，由化学反应形成孔隙，经浇注成型、预养切割、蒸汽养护等工艺过程制成的多孔硅酸盐砌块。

1889年，捷克人霍夫曼（Hofman）取得了用盐酸和碳酸钠通过化学反应产生气体以生产加气混凝土的专利。1919年，德国柏林人格洛沙海用金属粉末作发气剂，生产出质量较高的加气混凝土，但是生产过程不稳定。1923年，瑞典人埃里克森取得了铝粉为发气剂的生产技术，并取得了专利。此后，随着人们对加气混凝土工艺和生产设备的不断改进和创新，工业化生产日益成熟。1929年，在瑞典建成了世界第一座加气混凝土厂。

加气砖按尺寸偏差分为I型和Ⅱ型；按抗压强度分为A1.5、A2.0、A2.5、A3.5、A5.0五个级别；按干密度分为B03、B04、B05、B06、B07五个级别。按照原材料的种类不同分类可分为蒸压水泥—生石灰—砂加气混凝土砌块、蒸压水泥—石灰—粉煤灰加气砌块、蒸压水泥—矿渣—砂加气混凝土砌块等。

加气砖因为具有表观密度小、保温隔热、耐火、加工性能好等优点，多作为建筑围护结构应用于工业及民用建筑、多层和高层建筑及建筑物加层等，同时，加气砖也存在抗渗性能偏低、表面强度低、抗冲击性能差等问题。

历史沿革

起源

早在罗马时代，人们就已经将多孔石材用于寺院的墙壁和圆顶，以减轻建筑物的自重，混凝土作为一种人造的石材问世以后，学者们就力求在其中混入气泡以减轻其自重，如何产生气泡成为争相研究的课题。

1889年，捷克人霍夫曼取得了用盐酸和碳酸钠通过化学反应产生气体以生产加气混凝土的专利，1919年，德国柏林人格洛沙海用金属粉末作发气剂，生产出质量较高的加气混凝土，但是生产过程不稳定，1923年，瑞典人埃里克森取得了以铝粉为发气剂的生产技术，并取得了专利。这种发气剂产量大，所产的氢气在水中溶解量小，故发气效率高，发气过程中比较容易控制，铝粉资源也很丰富，从而为加气混凝土的大规模工业化生产提供了重要的技术条件，此后，随着人们对加气混凝土工艺和生产设备的不断改进和创新，工业化生产时机日益成熟，终于在1929年在瑞典建成了世界第一座加气混凝土厂。

发展

瑞典是最早生产加气混凝土的国家，1929年，依通公司首先采用蒸压养护方法成功，并以生石灰作胶结料进行加气混凝土的工业化生产。1932年，西波列克斯公司以水泥作胶结料，砂子为硅质材料生产加气混凝土，世界上第一幢加气混凝土制品的建筑，也是于1931~1934年在瑞典建成，这两家公司目前在世界各地建有70多个工厂，总生产能力800万立方米。

波兰自1952年从瑞典引进“西波列克斯”的“依通”全套生产设备以来，经过了消化、改造和创新等三个阶段，生产技术已有了新的飞跃，并创立了国产加气混凝土的专利“乌尼波尔”。

1962年，罗马尼亚从波兰引进了三条生产工艺线，开始建设了自己的第一批加气混凝土工厂，同年，日本也开始发展加气混凝土技术，1965年，中国引进瑞典西波列克斯公司专利技术和全套装备，在北京建成中国第一家加气混凝土厂——北京加气混凝土厂（现金隅集团加气混凝土有限责任公司），标志着中国加气混凝土进入工业化生产时代。 1962年~1966年，日本分别引进了独立国家联合体、瑞典和西德的生产加气混凝土专利，1968年，西德引进了“海波尔”专利，在布加勒斯特建了一条年产22万立方米'的水泥、生石灰、砂加气混凝土生产线。罗马尼亚在"海波尔"和“依通"工艺基础上，吸取了它们的优点，完成了被称为“罗姆布卡"工艺的生产技术。1970年，日本又引进荷兰的"求劳克斯"专利。

2011年~2015年，中国加气混凝土达到空前的发展时期，生产规模不断扩大，技术装备、产品质量都有了较大的提高，在全国已建成生产企业2000多家，总设计能力超过2亿立方米；总产量约为1.87亿立方米，占墙体材料产量的9％以上，占新型墙体材料的15％以上，成为国际上加气混凝土生产和应用最多的国家，也是应用粉煤灰生产加气混凝土最广泛、技术最成熟的国家，并且进一步拓展了原材料的范围，成功地将其他含二氧化硅工业废弃物（如石材加工产生的碎末、水泥管桩生产过程中排放的废浆以及玻璃、采煤、采金业的尾矿等）作为硅质材料大量用于加气混凝土生产。

生产工艺

加气混凝土砌块生产线的生产工艺流程全过程分成原料处理、搅拌浇注、料浆静养、切割、蒸养等一系列生产流程。

原料处理

混凝土加气块原材料，使用球磨机来处理粉煤灰(或砂、石粉)经电磁振动给料机、胶带输送机送入球磨机，磨细后的粉煤灰(或砂、石粉)用粉煤灰泵分别送至料浆罐储存。生石灰经电磁振动给料机、胶带输送机送入颚式破碎机进行破碎，破碎后的石灰经斗式提升机送入石灰储仓，然后经螺旋输送机送入球磨机，磨细后的物料经螺旋输送机、斗式提升机送入粉料配料仓中。

配料、搅拌、浇注

化学品按一定比例经人工计量后，制成一定浓度的溶液，送入储罐内储存。铝粉由铝粉库运至生产车间，用电葫芦提升到配料楼二楼倒入搅拌机中定量加水，搅拌成铝粉悬浮液。混凝土加气块配料、搅拌、浇注石灰、水泥由粉料配料仓下的螺旋输送机依次送到自动计量秤累积计量，秤下有螺旋输送机可将物料均匀加入浇注搅拌机内。

初养和切割

混凝土加气块初养和切割浇注后模具用输送链推入初养室进行发气初凝，室温为48~68℃，初养时间为1.5-2小时(根据地理有利条件，可免去此工艺)，混凝土加气块初养后用负压吊具将模框及坯体一同吊到预先放好釜底板的切割台上，脱去模框，切割机即对坯体进行横切、纵切、铣面包头，模框吊回到运模车上人工清理和涂油，然后吊到模车上组模进行下一次浇注，切好后的坯体连同釜底板用筒车吊到釜车上码放两层，层间有四个支撑，若干个釜车编为一组，切割时产生的坯体边角废料，经螺旋输送机送到切割机旁的废浆搅袢机中，加水制成废料浆，待配料时使用。

蒸压及成品

混凝土加气块蒸压及成品坯体在釜前停车线上编组完成后，打开要出釜的蒸压釜釜门，先用卷扬机拉出釜内的成品釜车，然后再将准备蒸压的釜车用卷扬机拉入蒸压釜进行养护。

特点

优点

自重轻

一般加气混凝土砌块的密度为500kg/m3 ~700kg/m3 ，仅为黏土烧结砖的1/3，普通混凝土的1/5，加气混凝土砌块砌筑可以使建筑工程整体自重减轻40%左右，可有效增强建筑结构的抗震性能。

强度高

有实验表明，加气混凝土砌块可以承受25kg/m2 的压力，可媲美125#黏土砖和灰砂砖，大大增强了建筑结构的稳定性。

隔热保温

加气混凝土砌块的隔热保温效果非常好，符合当前建筑工程绿色节能发展的要求。加气混凝土的隔热保温效果是由其导热系数决定的，研究表明加气混凝土的导热系数基本在 0.11W/m·K~0.18W/m·K，是黏土砖和灰砂砖的1/4~1/5，大大降低了建筑的导热性能，起到良好的隔热保温效果。

隔音性能

从加气混凝土气孔结构可知，由于加气混凝土的内部结构像面包一样，均匀地分布着大量的封闭气孔，因此，具有一般建筑材料所不具有的吸音性能。10mm厚墙体可达到41dB。

耐火性

加气混凝土主要由无机化合物材料制作而成，其耐火性能非常好，而且在高温状态下也不会释放出有害气体。有研究证明，当温度处于600℃以下时，加气混凝土的抗压强度会稍有增加；当温度达到600℃时，其抗压强度基本与常温时的抗压强度相同。有研究人员做过相关试验，在650℃环境下，90mm厚墙体可耐高温245min，300mm厚墙体可耐高温520min，其耐火性能达到国家一级防火标准要求。

抗渗抗震

因材料由许多独立的小气孔组成，吸水导湿缓慢，同体积吸水至饱和所需时间是黏土砖的5倍。用于卫生间时，墙面进行界面处理后即可直接粘贴瓷砖。同时，加气砖具有抗震的特点，同样的建筑结构，比黏土砖提高2个抗震级别。

环保

制造、运输、使用过程无污染，可以保护耕地、节能降耗，属绿色环保建材。

快捷

具有良好的可加工性，可锯、刨、钻、钉，并可用适当的粘接材料粘接，为建筑施工创造了有利的条件。

经济

综合造价比采用实心黏土砖降低5%以上，并可以增大使用面积，大大提高建筑面积利用率。

缺点

抗渗性能偏低

加气混凝土砌块空隙率大，吸水高，若加气混凝土砌块墙上直接预留门窗洞口，容易造成门窗边渗水或漏水现象。

表面强度低

加气混凝土砌块表面强度低，在运输和搬运过程容易缺角或断裂现象。

抗冲击性能差

由于加气混凝土砌块内有大量的封闭气孔，较普通砖块的硬度略低，装修施工时，对于要在砖墙上打墙洞或者鼓胀螺丝吊挂，容易出现整块脱落。

与砂浆粘结性差

加气混凝土砌块表面容易起粉末，不易于与砂浆更好的粘结。

应用

建筑围护结构

蒸压加气混凝土砌块应用于工业及民用建筑、多层和高层建筑及建筑物加层等，可减轻建筑物门重，增加建筑物的使用面积，降低综合造价。由于墙体轻结构自重减少，大大提高了建筑自身的抗震能力，因此，在建筑工程中使用蒸压加气混凝土砌块是最佳的砌块之一。

框架结构建筑

德国Hebel进入澳大利亚市场，开发了CSR加气混凝土系统。配筋加气混凝土板材主要结合木结构作为外围护使用。澳大利亚建筑结构设计标准要求配筋加气混凝土板必须结合钢结构或其他能承担地震水平荷载的结构体系使用。作为绿色建筑材料，加气混凝土在新西兰也得到广泛的认可。新西兰的Celcrete公司也成功开发了加气混凝土幕墙系统用于框架结构。

墙体保温材料

陶粒增强加气砌块，是作为墙体自保温材料，具有轻质、高强、隔热保温、防火、隔音、环保等特点的新型自保温材料。

施工注意事项

1、砌块堆放要求：应设置防雨棚和100mm高的混凝土或模板垫台，防止雨水的浸泡，否则受雨水浸泡过的蒸压加气混凝土砌块含水量太高，在砌筑完成后会产生较大的体积收缩，从而导致墙体开裂。

2、在外墙、厨房、卫生间等易受潮的墙体底部防潮层应砌筑不高于200mm的烧结砖、混凝土砖或现浇混凝土等，避免蒸压加气混凝土砌块墙体长期承受干湿交替而产生空鼓。

3、不同干密度和强度等级的蒸压加气混凝土砌块不应混砌，防潮的底层、墙体的顶层和门窗洞口处局部采用烧结砖和混凝土砖的除外。如果混砌的情况下，其干燥缩收率不同会导致抹灰面开裂现象。

4、蒸压加气混凝土砌块墙上不得留脚手眼，以免破坏其整体性。

5、过梁伸入蒸压加气混凝土墙体≧250mm。

6、切锯加气混凝土砌块应使用专用的工具，不得用斧或瓦刀等劈砍。

7、墙上孔洞需要堵塞时，应用经切锯而成的异型砌块和加气混凝土修补砂浆填堵，不得用其他材料（如碎砖、混凝土块或普通砂浆等）塞堵。

8、采用专用砂浆，有专用砌筑砂浆和专用抹面砂浆两种，其主要原料水泥、氢氧化钙、砂浆的配比为1:1:3-6（浇水湿润前），消石灰（即熟石灰）中含有一定水分，不再消化吸水，基本解决了加气混凝土砌块墙面粉刷层的空鼓、开裂问题。

发展趋势

环保可持续

加气混凝土砌块是以硅质材料和钙质材料为主要原料制造而成，因其含有大量的气孔，故称为加气混凝土砌块，产品适用于民用与工业建筑承重和非承重墙体及保温隔热，属于环保节能建筑材料。

高性能

因应节能减排的世界潮流和国家政策，建筑节能与结构―体化的研究和实践逐渐升温，一些高能耗、高污染、技术落后的建筑材料将很快革新换代，建筑向环保节能型、生态健康型、功能集中型、低成本高性能型的方向发展势在必行，建筑结构与建筑节能一体化已成为行业主流。湖北省研发创新的“蒸压砂加气混凝土精确砌块和高性能蒸压砂加气混凝土砌块墙体自保温系统”和“干法施工技术"，满足冬冷夏热地区建筑节能设计标准要求，并在湖北省内工业与民用建筑工程中进行了大量的实践应用，效果十分显著。

市场拓展

加气混凝土砌块是一种性能非常优越的轻质、保温、用途广泛的内在墙体、屋面、楼层材料，不仅可以用于民用居住建筑的外墙围护、内墙隔断、平坡屋面，而且可以用于工业厂房屋面和外墙，也可以做四层以下混合结构建筑的承重墙体，更是各类钢结构建筑的内、外墙最佳材料，是目前唯一能够满足节能50%要求的单一材质外墙材料。建筑节能和绿色建筑的推广为加气混凝土砌块的发展拓展了更大的空间。