摘 要：分析了空心砌块生产中影响混凝土布料的关键因素，阐述了混凝土中各成分的特性及其作用。
关键词：空心砌块；混凝土；布料；壁薄；堆积特征
引言
在小型空心砌块生产中，由砌块成型机的供料机构将混凝土拌合物送入模箱盛料槽的过程称为布料。混凝土拌合料在料槽内填充饱满并均质分布是生产工艺过程所期望的。
小型空心砌块的模箱，其盛料槽的上口宽度就是砌块的侧壁与肋的上端厚度，一般分别为30 mm和25 mm。在砌块肋部，盛料槽口中间有1 条宽10～12 mm的连接筋，所有的拌合物均需从筋的两侧流入槽内，然后借助料的流动充满筋下槽的空间。
该处是布料以及成型较薄弱层面。布料开始时，当供料机构行至模箱上方，混凝土拌合物由于自重与动能的作用进入盛料槽内，待盛料槽充满后供料机构退回原位，布料完成后振压成型。
砌块常见的质量问题与布料过程密切相关。主要表现为砌块脱模后外壁局部过于粗糙、表面分层、肋中间有松软壁、前部未填满或几个部位都缺料甚至脱模后酥散不成型、成型后静放变形以及振压不到位等。
1 混凝土集料
1. 1 集料的种类与作用
小型空心砌块混凝土分为粗、细两种集料。粗集料粒径在5～10 mm，细集料粒径< 5 mm。同时集料还有普通集料与轻集料之分，轻粗集料堆积密度≯1 100 kg/m3 ，轻细集料堆积密度≯1200 kg/m3。
普通集料包括卵石、碎石、砂;轻集料为陶粒、粉煤灰、炉渣、工业废渣等。这里将粗集料的粒径限制在10 mm以下，主要是因为空心砌块壁薄的缘故。集料在混凝土中起着骨架和增加强度的作用，同时使混凝土具有良好的体积稳定性和耐久性。集料的大量使用，对于降低砌块的生产成本，改善生态环境，具有重要的意义。
1. 2 模箱中的堆积特征
(1)集料依靠自重进入模箱盛料槽内，其松散密度随着槽宽的减小以及颗粒层高度的增加而减小，即槽底部比槽顶面堆积密实，槽宽比槽窄密实。
有关资料显示，当槽口宽度超过颗粒粒径的50倍时，槽口宽度对集料的堆积密度无影响。
(2)集料中有棱角的颗粒越多，颗粒在模箱内的空隙就越大，且颗粒粗糙度越高其空隙越大，堆积越松散。堆积松散的混凝土，其流动性好，便于布料。在机械破碎力下的作用下，颗粒的表面结构产生缺陷、棱角分明，有利于吸咐其他颗粒形成新的稳定界面。人们将这方面的研究称为机械力化学。新近破碎颗粒的这一特性，对于砌块的性能具有影响。
(3)粗细集料的级配对堆积特性的影响极大。在采用多种粒度的集料时，粒度相差4～5倍的集料混合后其堆积密度较高。在上述条件下，当粗细两种集料的体积比在7∶3左右时，集料的致密性好。
(4)将普通集料与轻集料分别在同一模箱内堆积，如果二者的粒度与级配相同，则普通集料的致密程度高。主要原因是由于其表观密度大的缘故，而且普通集料更便于布料。
(5)普通集料与轻集料相比，普通集料的收缩与膨胀率低;粗集料与细集料相比，则粗集料的收缩率较低。这一点对砌块性能影响很大。
1. 3 粉煤灰细集料的作用
粉煤灰作为一种细集料，具有形态效应和微集料效应，可使混凝土的浆体含量增加、密度增大，并参与粗集料的造壳和封闭粗集料料孔的作用，从而降低砌块的吸水率及碳化速度，这在轻集料砌块中尤为明显。另外，粉煤灰还具有火山灰效应，通过激发粉煤灰的潜在活性，可以改善砌块的性能。通常采用石灰和石膏作激发剂，使粉煤灰的火山灰效应发挥出来，促进水化反应与晶体发育，形成具有胶凝性的水化产物———水化硅酸钙(CSH) 、水化铝酸钙(CAH)和钙矾石(AFt) ，进而增加砌块的强度与耐久性。
CAH与CSH为胶凝材料，可将粗、细集料颗粒胶结在一起组成骨架结构，具有较高的强度。钙矾石在形成初期就具有一定的强度。
2 水泥和水
水泥是混凝土中主要的胶凝材料，砌块生产所用水泥必须符合质量要求。砌块生产中，经充分搅拌的粗细集料和水泥，要加入适量的水再搅拌混合，至混合物能够手握成团，松手后不松散但分裂成瓣，这时的混凝土较为合适。
当水加入到混合物中时，水吸附在大小颗粒的表面形成水化膜，其厚度视颗粒表面的亲水程度以及施水量而不同。亲水性越强、湿度越大，则水化膜越厚。当粗细集料颗粒表面的水达到粒子接触点处形成透镜状或环状液相时，开始产生液桥力，加速颗粒的聚集。液桥力是颗粒成团的最主要原因。若粗细集料与水泥搅拌不匀、均质性不好，则布料成型后砌块的性能差。有关液膜附着力理论较完整地阐述了这一点。
对砌块混凝土而言，根据其含水量的大小，可将液相分为4个状态：
(1)摆动状态：颗粒接触点有透镜状或环状液相，液相互不相连。
(2)链索状态：颗粒接触点上液相扩大，颗粒摆动空隙中的液体互连成网状，空气分布于其中。
(3)毛细管状态：颗粒间空隙被液体充满，仅在颗粒群体表层存在液气界面。
(4)浸渍状态：颗粒群体浸在液体中，存在有自由液面。
混凝土含水量的高低影响其大小颗粒之间的吸附，在上述几种状态下，混凝土颗粒间的内聚力随着水分的增大而提高，即混凝土混合物的张力强度在增大。一般情况下，胶凝材料在成型脱模时，其水化时间≯45 min，即在到达初凝时间之前，此时砌块在脱模后正常成型并具有一定强度的原因，与水的作用密切相关。
3 混凝土对布料产生影响的分析
3. 1 砌块局部过于粗糙
当混凝土中含有一定量的粒径10 mm以上的粗集料，且送料机构料斗内的粗颗粒集中于某一部位时，在布料中易造成砌块局部过于粗糙。严格控制粗集料的粒径，适当增大细集料的比例，将混凝土搅拌均匀，避免混凝土在料斗内呈现大堆积角，可以明显减少该现象的出现。
3. 2 砌块表面分层现象
搅拌机的供料分斗进行，若料斗中为同一次供料，一般不会出现分层现象; 若料斗中为不同次供料，则由于前次供料在料斗中的时间较长，或两次供料的配比、水灰比不同，则表面易出现分层现象。混凝土在料斗中不宜久放，否则会出现凝结，影响混凝土下料。
3. 3 砌块肋中间松软、开裂
这种现象表明该处的混凝土供给不足或不够密实。通过改进混凝土集料的配比、控制适度的含水量，使混凝土在模箱中具有较好的流动性，可以减少这种现象。此外，振压工序对此的影响很大。
3. 4 砌块局部缺料
若砌块前部缺料，表明料斗混凝土量不足，将供料机构往复数次可以解决这一问题。当料斗中混凝土积聚成团、成块，或由于料斗机械运动使得混凝土析水时，易出现混凝土板结，此时砌块顶部会供料不足，料斗也不能正常布料。解决办法是清理料斗。
3. 5 砌块酥散不成型与静放变形
当混凝土含水量过低以及水泥或细集料的配比小，此时易造成砌块酥散不成型。
当混凝土含水量过高时，砌块脱模后由于析水和水分迅速蒸发，砌块原有体积形状变异，会出现挠曲变形。
4 结语
砌块脱模后出现的问题与布料过程密切相关。这些问题大多是由混凝土选料、配料、加水、搅拌、静放等因素引起的。掌握好粗细集料、水泥、水、激发剂的物理化学性质以及各成分对混凝土性能的影响，对于减少布料过程产生的问题、改善砌块质量，提高企业的经济效益，具有重要的意义。
