通过建立蒸压加气混凝土生产碳减排技术评估模型,提出了固废回收利用、绿色能源、余热利用等减碳技术措施。结果表明:采用减碳措施可有效降低蒸压加气混凝土生产阶段的碳排放,为实现蒸压加气混凝土“双碳”目标选择合理技术方向提供依据。

为了研究高温对蒸压加气混凝土(AAC)物理力学特性的影响,对不同温度作用后的AAC试件进行了质量损失、纵波波速、单轴抗压强度等性能试验,并结合XRD及SEM测试,分析了温度对AAC成分与微观结构的影响。结果表明:随着温度的增加,高温后AAC试件表面颜色逐渐加深,质量损失不断增加;当温度低于100℃时,AAC试件的纵波波速略有增加,当温度高于100℃时不断下降;常温至300℃作用下,AAC试件的单轴抗压强度不断增大,超过300℃后逐渐下降;温度为900℃时,AAC试件碎裂,并失去了承载能力;随着温度的增加,AAC的物相成分和微观结构都发生不同程度的变化,由此导致AAC宏观物理力学特性发生相应变化。

将废混凝土粉作为硅质材料掺入蒸压加气混凝土中,研究了废混凝土粉的掺量(40%~70%)、蒸压压力(0.9~1.7 MPa)和蒸压时间(4、6、8 h)对蒸压加气混凝土性能的影响,并通过XRD和SEM分析了其水化机理。结果表明:当废混凝土粉掺量为50%、蒸压压力为1.1 MPa、蒸压时间为8 h时,制备的再生蒸压加气混凝土的抗压强度和干密度分别达到7.5 MPa和647 kg/m3,满足相关标准中的A5.0、B06级别要求;蒸压养护促进了蒸压加气混凝土中的硅质材料和钙质材料反应,生成了大量的片状托贝莫来石、半结晶CSH(Ⅰ)、CSH凝胶和少量水化石榴石、硬石膏等水化产物,从而提高了蒸压加气混凝土的强度,降低了其干密度。

通过强度、干密度测试以及XRD、FTIR、SEM分析,研究了纳米C-S-H对固硫灰蒸压加气混凝土性能及水化产物的影响。结果表明:随着纳米C-S-H掺量的增加,蒸压加气混凝土的干密度和抗压强度均呈先增后降的趋势,且当纳米C-S-H掺量为3%时,蒸压加气混凝土的抗压强度最大,较空白组提高了13.2%;在蒸压养护条件下,纳米C-S-H的掺入一方面促进了体系中的Ca(OH)2与固硫灰中的活性SiO2和Al2O3反应,形成了更多的托贝莫来石和C-S-H凝胶,另一方面加速了托贝莫来石和C-S-H凝胶的生长速度,形成了尺寸更大的反应产物;纳米C-S-H的掺入降低了蒸压加气混凝土中的孔洞率,提高了蒸压加气混凝土的密实度和强度;固硫灰中的三种主要物相与Ca(OH)2的蒸压反应活性大小为薄片叠层状的黏土矿物热分解产物最高,带棱角粒状的石英颗粒次之,球状的铝硅酸钙物相最低。

蒸压加气混凝土砌块作为一种新型建筑材料,在建筑中应用的程度和功能发挥迄今远未达到应有的水平。结合在舟山地区的应用情况,对其经济性进行了分析,证明蒸压加气混凝土砌块的使用可以使制造成本、运输费用、建筑能耗、使用耗材、建筑用地等得到不同程度的节约。为蒸压加气混凝土砌块在夏热冬冷地区的推广应用提供了依据。

掺稻壳灰蒸压加气混凝土过高的吸水率影响了其工作性能,为改善蒸压加气混凝土的吸水特性,研究了三种不同类型憎水剂对蒸压加气混凝土吸水性能的影响。对比分析了掺甲基硅醇钠、辛基三乙氧基硅烷和聚硅氧烷粉末憎水剂的蒸压加气混凝土吸水率、抗压强度和导热系数。结果表明:三种不同类型的憎水剂均能显著降低AAC的吸水率;对比三种憎水剂对蒸压加气混凝土性能的影响,发现聚硅氧烷粉末憎水剂改性效果最佳,其适宜掺量为0.3%～0.7%。

探索了用硫铁矿选矿尾砂生产蒸压加气混凝土砌块的可行性,得出了尾矿砂生产蒸压加气混凝土砌块的最佳配比和最佳蒸养制度。所制的的尾矿砂蒸压加气混凝土制品平均密度为716kg/m3,平均抗压强度为5.20MPa,符合标准GB/T11968-2006中A5.0、B07级蒸压加气混凝土砌块的要求。

采用煤粉炉粉煤灰和循环流化床粉煤灰进行了蒸压加气混凝土性能的研究。结果表明,采用两种粉煤灰生产的加气混凝土虽然水化产物基本相同,但由于其组成含量不同对加气混凝土性能的影响较大。

通过对聚氨酯蒸压加气混凝土性能的测试,研究了聚氨酯掺量对蒸压加气混凝土比强度、吸水率、抗冻性的影响。并利用X射线衍射和扫描电镜等分析方法分析了不同聚氨酯掺量下的蒸压加气混凝土的水化产物和结构特点。研究发现:聚氨酯能提高蒸压加气混凝土的比强度;聚氨酯的掺量在6%左右,比强度有显著提高;聚氨酯掺量在6%左右对抗冻性有显著改善,15次冻融循环后的质量损失率和强度损失率分别为3.249%和16.43%;水化产物以托勃莫来石和C-S-H为主;加入聚氨酯后没有引起蒸压加气混凝土表观密度的明显增加。

利用长英岩类石粉代替粉煤灰制备蒸压加气混凝土,研究了蒸压养护温度和铝粉掺量对加气混凝土强度、干表观密度及吸水性等性能的影响。试验结果表明,当铝粉为最佳掺量时,试块强度达到3.6 MPa,干表观密度为620 kg/m^3,符合蒸压加气混凝土B06级要求,完全可以用长英岩类石粉代替粉煤灰生产蒸压加气混凝土。在蒸压养护过程中,长英岩中石英和长石均不同程度地参与了水热反应。