3.3 调节材料

为了使加气混凝土料浆发气膨胀和料浆稠化相适应，使浇注稳定并获得的性能良好的坯体；为了加速坯体硬化，提高制品强度；为了避免制品在蒸压过程产生裂缝，都需要在配料中加入适当的辅助材料，使加气混凝土在生产过程中的某一工艺环节上性能得以改善。这些材料统称为调节材料。

不同的加气混凝土，需要不同的调节材料，在水泥－矿渣－砂系列中，常用的有纯碱、水玻璃、硼砂；在水泥－石灰－粉煤灰系列中，常用的有烧碱、水玻璃、石膏等；在生产加筋板材时，则加入菱古土。

石膏

石膏是一种常用的胶凝材料，在加气混凝十中常用作发气讨辉的调节剂。在蒸压石灰－粉煤灰制品中，石膏不仅作为发气过程调节剂，同时也因参与水化反应而可以提高制品强度，减少收缩，提高抗冻性。在石灰－砂、水泥－砂制品中，则主要为调节作用。石膏的调节作用主要体现在对生石灰消解和料浆稠化速度的延缓。

石膏的主要化学成分是CaSO₄。自然界存在的古膏主要有两种，一种是含2个结晶水的二水石膏。即生石膏（CaSO₄·2H₂O）；一种是不含结晶水的无水石膏，即硬石膏（CaSO₄）。这两种石膏都可以从矿床中直接开采获得。

将生膏加热烧炒，使其失去一个半水分子，形成半水石膏[CaSO₄·(1/2)H₂O]又叫熟石膏。半水石膏在遇水后会立即与水结合，生成含2个水分子的二水石膏。人们利用石膏的这一特性制作各种模型和石膏胶凝材料，所以，废模型石膏可当二水石膏使用。

另外，在化工生产中也有废石膏产生，如制造磷酸时以二水石膏为主要成份的下脚料，因含有磷酸盐杂质，故称为磷石膏；生产氢氟酸时的下脚料（因含氟）氟石膏，其主要成分也是二水石膏。

加气混凝土较常用的是天然生石膏、废模型石膏和磷石膏，氟石膏近年来因氟里昂产量增加而有所增加。与一般石膏不同，氟石膏具有促凝作用，因而被一些工厂用来生产低体积密度加气混凝土，但因对蒸压釜有一定的腐蚀，所以未被广泛采用。

石膏在加气混凝土中的作用：

1  抑制石灰的消化，使其消化时间延长，并降低最终消化温度。

2  参加铝粉的放气反应，当有石膏存在时，同铝粉在与水反应时生成的氢氧化铝反应，生成硫铝酸钙。因此，在某些加气混凝土（如水泥－矿渣－砂，水泥－砂）中，水泥中石膏被铝粉的反应消耗过多时，由于水泥中铝酸盐成分得不到石膏的抑制就可能发生快速凝结，这时，应补充加入石膏。

3  提高坯体及制品的强度，改善收缩等性能，石膏在静停过程中的坯体内参与生成水化硫铝酸钙和C－S－H凝胶，使坯体强度提高。增强了坯体适应蒸养时温差应力和湿差应力的能力。在蒸压过程中，石膏可以促进水热反应的进行，使CSH(Ⅰ)向托勃莫来石转化。同时，可以抑制水石榴子石的生成，从而使游离的铝离子进入CSH(Ⅰ)中，其中部分转化为铝代托勃莫来石，而Al₂O₃本身也能促进CSH(1)向托勃莫来石转化，阻止其向硬硅钙石转化，因而强度提高，收缩值降低。

纯碱

纯碱即碳酸钠（Na₂CO₃）。主要用于水泥－矿渣－砂加气混凝土，其作用为：

l  提高料浆碱度，参与并加速铝粉的发气反应。

2  加速加气混凝土坯体的硬化，缩短坯体切割时间（主要是用于激发矿渣的潜能）。

3  提高加气混凝土制品的强度。因为Na₂CO₃能促进SiO₂溶解，有利于生成更多的水化产物。

硼砂

硼砂是白色结晶颗粒，分子式是Na₂B₄O₇，分无水硼砂、5个结晶水硼砂和10个结晶水硼砂。

硼砂在水泥－矿渣－砂加气混凝土料浆中的作用是延缓料浆中水泥的水化和凝结速度，从而调节料浆的稠化速度，使其与铝粉发气速度相适应，并促进料浆的稳定。

烧碱

烧碱或称苛性钠即氢氧化钠（NaOH），易溶于水，能吸收空气中的水份和二氧化碳生成碳酸钠。烧碱具有强碱性和强烈的腐蚀性。

烧碱可以有效提高加气混凝土料浆的碱性，从而改善铝粉的发气条件，提高铝粉的发气速度。对于不用矿渣的加气混凝土，可以不用纯碱，而用烧碱来促进铝粉的发气反应。在采用矿渣的加气混凝土中，有时候为了改善发气和料浆流动性也采用少量烧碱。在以石灰为钙质材料的加气混凝土中一般很少使用。

水玻璃

水玻璃是将固体硅酸钠（或硅酸钾、硅酸钾钠）溶解在水中而得到的具有一定粘性的液体，分别称为钠水玻璃（Na₂O•nSiO₂）、钾水玻璃（K₂O•nSiO₂）和钾钠水玻璃（NaO•K₂O•nSiO₂）。式中n是SiO₂与Na₂O（或K₂O）的摩尔比，又称为模数。一般水玻璃的比重在1.30～1.60之间，模数在2.0～3.5之间，模数越大，水玻璃越粘。

水玻璃在加气混凝土生产过程中的作用是延缓铝粉在料浆中开始发气的时间，消除因铝粉、料浆温度、料浆碱度变化所引起的发气过早或过快的现象，使铝粉开始发气的时间与料浆浇注速度和稠化速度相适应。

水玻璃之所以能调节铝粉发气速度，目前有两种说法。一种认为水玻璃溶于水后生成硅酸胶体（H₂SiO₃），它可以推迟料浆中NaOH与铝粉的反应，其反应式如下：

Na₂SiO₄＋2H₂O ＝ 2NaOH＋H₂SiO₃

另一种看法认为水玻璃在水中形成粘性胶体，粘附在铝粉颗粒表面，阻碍了与料浆的接触，从而推迟铝粉的发气。

水玻璃不仅能延缓铝粉开始发气时间，对铝粉的整个发气过程也有一定影响。若水玻璃过多，铝粉发气虽然控制了，但料浆稠化可能因此而提前，造成不良的后果。因此，用量应考虑多方面因素确定。

菱苦土

菱苦土又叫煅烧镁石，淡黄色或略带棕色的粉末，是菱镁矿（MgCO₃）经700～1100℃煅烧后磨细而得，故又称苦土粉，是目前使用最多的蒸压养护过程的调节剂。

菱苦土的主要成分是MgO，比重3.5左右，堆积密度800～900kg/m³，煅烧时的分解反应式为：

MgCO₃＝ MgO＋CO₂  ↑

低温（700～900℃）烧成的菱苦土遇水很快反应生成Mg(OH)₂，体积比原来增加118％。而高温（1000～l100℃）烧成菱苦土则在遇水后消解时间延长至8小时以上，因此可用来调节蒸压过程中加气混凝土制品的膨胀。

配置钢筋的加气混凝土制品在蒸压过程中，制品中钢筋与加气混凝土都将发生膨胀。由于钢的热膨胀系数为1.2×10^-5mm/m·℃，而加气混凝土的热膨胀系数只有0.8×10mm/m·℃左右。也就是说，假如一块3.6m的加筋板，由60℃上升到198℃时，在长度方向上，钢筋与加气混凝土的热膨胀之差约为1.99mm，显然，将导致板的裂缝。而菱苦上的加入，则可提高加气混凝土的热膨胀系数，使其尽量与钢筋的热膨胀系数相一致。

对菱苦土的质量要求，主要看其消化时间是否满足生产的需要，一般要求消化时间在8h以上。菱苦土的消化时间与其煅烧温度有关，对应地说，煅烧温度最好在1000～1100℃。