​蒸压加气混凝土砌块用砂类硅质材料标准及在企业生产中的要求

蒸压加气混凝土砌块（AAC）硅质原材料主要有砂类、粉煤灰类等，砂类硅质材料此处定义为未经过人工煅烧的以SiO₂为主要成分天然硅质材料，有砂、部分金属和非金属尾矿、石材锯泥、废石等；粉煤灰类硅质材料指经过高温燃烧后以SiO₂为主要成分硅质材料，有粉煤灰、炉渣、陶瓷抛光泥、焚烧生活垃圾等；此处主要讲砂类硅质材料。

1 标准要求及讨论

在实际生产中，很多企业不太重视硅质材料的质量，而是将就的态度，对于较差的硅质原料也使用，从而导致生产中出现很多的问题，有些地方硅质原材料很充足，仅仅是为了降低一些成本，牺牲了原材料的质量，得不偿失。下面就表1《硅酸盐建筑制品用砂》标准展开，对每个指标进行说明，同时结合生产中存在的问题和发达国家的生产经验，使大家对标准可以有深入的了解，对硅质原材料引起足够的重视。砂类硅质材料均可以参照此表1标准。

表1 硅酸盐建筑制品用砂

砂的主要成分是二氧化硅（SiO₂），也有少量的   Al₂O₃、Fe₂O₃、CaO等。按照矿物组成，天然砂分为石英砂、长石砂和碳酸盐砂等，虽然长石砂不如石英砂，但是在合适的工艺条件下，仍然可以做出较好的产品，碳酸盐砂只能作为集料使用；按照砂的来源可以分为天然砂和人工砂，可以细分河砂、海砂、风化砂、山砂、铸造废砂等。

1.1 SiO₂质量分数

多数砂中的SiO₂主要以石英态存在，一部分以长石和其它矿物存在，一般来说，石英态SiO₂含量越高越好。标准对SiO₂的要求是指其化学成分，有些砂在所有指标均达到标准合格品要求的情况下仍无法制备合格的AAC，比如风化砂，这与其矿物成分有较大的关系。

发达国家生产AAC时，对SiO₂含量要求很高，达到了标准中对SiO₂优等品要求，生产过程更容易控制，产品质量也好。加大固体废物利用需求，在生产中SiO₂含量一般要求在70%以上，并且能够及时检测。SiO₂的成分分析可以采用化学分析方法和仪器分析方法，仪器分析为半定量分析，化学分析为定量分析，较精确；由于其测试过程较为繁琐，目前多数AAC企业不能或不能及时测试，进而加大产品质量的不稳定性。

1.2 Na₂O+K₂O质量分数

砂中含有一定数量的Na⁺和K⁺，主要存在于长石或黏土中，对制品主要有两方面的影响：一、离子半径较小Na⁺、K⁺会进入形成的托钵莫来石晶体中取代少量的Ca²⁺，从而影响产品的强度；二、在加气混凝土生产过程中，它们生成主成分为Na₂SO₄、K₂SO₄的可溶性无机盐，遇水后溶解，通过AAC的微孔结构被带到制品的表面，随着水分的不断蒸发，可溶性盐类沉积下来，产生泛霜现象；泛霜会导致产品外观难看，有些盐溶于水后，水分经蒸发再结晶，往往会有一定量的结晶水，与原来的体积相比，有不同程度的膨胀，这些体积膨胀的再结晶盐存在于产品微孔中，会产生较大的膨胀应力，导致制品出现类似鱼鳞片的剥落现象，影响其耐久性；所以，对于Na₂SO₄和K₂SO₄来说，尤其要控制Na₂SO₄的含量，因为硫酸钠溶解于水后，再结晶的产物含有10个结晶水，其体积比前者增加86%，干湿循环对加气混凝土砌块的影响比较大。

在生产中，此指标比较高的硅质材料有风化砂、陶瓷抛光泥、花岗岩锯泥、部分废石等。Na₂O、K₂O本身对AAC产品标准中指标的影响比较小，但其高含量会影响AAC的耐久性。同时，引起泛霜的物质还有CaCO₃、CaSO₄、MgCl₂、Na₂CO₃、K₂CO₃等无机盐，建议生产中此指标控制在3%以内。

1.3 有机物

砂标准中有机物主要指腐殖质，它会中和加气混凝土料浆中的碱，有机酸含量过多，将降低料浆碱度，影响发气和硬化，延长生产周期。

标准中采用鞣酸比色的方法测定结果为定性测定，若定量测定可采用重铬酸钾法。

1.4 云母

云母是铝硅酸盐矿物，一般呈明亮的白色，标准中利用放大镜通过钢针挑出，有条件的企业进行矿物分析，其矿物成分多种多样，云母中含有K₂O，有时也含有少量MgO，需要严格控制。除成分上的影响以外，对AAC还有如下负面影响：解理完全，容易风化，形成大量的小薄片，这些薄片能在平行于解理面的一个方向上位移。由于云母的完全解理，这些细小薄片容易断裂，从而引起聚集体强度的急剧下降，试验表明，砂子中的云母超过1%，就会使强度大幅下降。

1.5 硫化物与硫酸盐质量分数

硫化物的危害程度与硫化物的数量和种类有关，易溶解的硫酸盐及硫化物，在空气和潮湿条件下发生氧化，致使构件内的钢筋腐蚀，并破坏钢筋周围的加气混凝土保护层；同时，可溶性硫酸盐会产生泛霜现象，其中的有些硫化物会发生水解，使坯体的体积膨胀，产生不利影响。自然养护时，参加反应形成钙矾石，强度较高；蒸汽养护时，水化产物转化为单硫型硫铝酸钙，强度降低；蒸压养护时，水化产物进一步转化为铝酸三钙或水石榴子石，强度低。

1.6 含泥量

含泥量指天然砂中粒径小于75 微米的颗粒含量，一般主要为粘土，粘土是一种或多种含水铝硅酸盐矿物的混合体，主要由铝硅酸盐类岩石，如长石、花岗石等经过长期地质年代的自然风化或热液蚀变作用而形成，含有未风化的岩石碎屑、石英砂等。按粒径来分，2～0.05mm的为砂粒，0.05～0.005mm的为粉粒，0.005mm以下的为粘粒。砂粒大部分是原生石英、长石、云母，粉粒主要有石英组成，同时含有少量高岭土和部分难溶的碳酸盐，粘粒是由含水铝酸盐混合组成，主要是高岭土、蒙脱石、水云母等矿物。不同于粉煤灰中形成的是铝硅玻璃体结构，具有火山灰活性，粘土中的SiO₂、Al₂O₃成分主要存在于结晶矿物结构中，在常温下活性较低或没有活性，在蒸压条件下，很少参与水化反应。

因为粘土是一种低硬度高分散性的物料，吸水性很强，大大的增加了料浆的用水量和粘稠性，对浇注成型、坯体硬化和制品性能都会带来不利的影响；同时会阻碍硅质材料与钙质材料的接触。因此，在试验研究中，需要控制砂的粘土含量，在生产中，建议控制在8%以内。

砂含泥量的测试只适用于天然砂，对于颗粒偏细的石英尾矿、石粉等，可以用石粉的亚甲蓝MB值和一定比重料浆的扩散度进行比较，进而判断是否用于生产中。

1.7 夹杂物

树皮、草根等杂物球磨进料前或者通过球磨机后筛除。

1.8 氯离子

当原料中的氯离子超过一定量时，会对板材的钢筋产生电化学腐蚀，而且腐蚀是持续性的，危害巨大。对于AAC也需要控制氯离子的含量，虽然其中没有钢筋，但是在砌筑过程中，氯离子的渗透会腐蚀预埋的钢筋。生产中，氯离子含量严重超标的主要硅质材料有海砂、花岗岩锯泥等，由于其氯离子含量高，会对钢筋造成腐蚀，去除氯离子比较困难，增加了使用成本，氯离子超标严禁使用。

1.9 其它指标

除了标准中要求以外，借鉴发达国家AAC企业对原料指标的要求，建议有条件的企业增加以下指标的要求。

Al₂O₃≤10%，Al₂O₃在前期生成水铝硫铝酸钙，强度较高，有利于提高切割强度；后期生产水化铝酸钙、水石榴子石，综合性能较差。

Fe₂O₃≤3%、CaO≤5%，两者不参与反应，作为集料。

2 小结

针对砂价格涨幅过快过高的情形，建议生产企业在保证产品品质的前提下加大利用除常规使用的砂、粉煤灰、炉渣以外的其它固体废物，比如花岗岩锯泥、铅锌尾矿、金尾矿、萤石尾矿、废石（非煤矿山产生的固体废物）、铁尾矿、铜尾矿、冶炼渣、玄武岩废料、铸造废砂、管桩废浆等固体废物硅质材料；粉煤灰类硅质材料如煤矸石、焚烧生活垃圾等也可以考虑。对于生产中出现的问题，较好的解决办法是通过去控制；所以，对于原材料不能将就，一定要讲究。