一 配合比的基本概念
  1 鈣硅比
  如前所述，加氣混凝土之所以能夠具有一定的強度，其根本原因是由于加氣混凝土的基本組成材料中的鈣質材料和硅質材料在蒸壓養(yǎng)護條件下相互作用，氧化鈣與二氧化硅之間進行水熱合成反應產(chǎn)生新的水化產(chǎn)物的結果。因此，為了獲得必要的水化產(chǎn)物(包括質量和數(shù)量)，必須使原材料中的氧化鈣（CaO）與二氧化硅（SiO2）成分之間維持一定的比例，使其能夠進行充分有效的反應，從而達到使加氣混凝土獲得強度的目的。我們把加氣混凝土原材料中的氧化鈣與二氧化硅之間的這種比例關系，稱為加氣混凝土的鈣硅比。它是加氣混凝土組成材料中CaO與SiO2的總和的摩爾數(shù)比，稱為鈣硅比，寫成C/S。

  加氣混凝土不同于水泥等其它硅酸鹽材料，其強度還包括氣孔的形狀和結構，而良好的氣孔與結構又有懶于料漿的發(fā)氣膨脹過程。因此，對某一品種的加氣混凝土和一定的材料，生產(chǎn)工藝來說，C/S有一個值和范圍。

  從我國主要的三種加氣混凝土品種來看，水泥－礦渣－砂加氣混凝土的C/S在0.54左右；水泥－石灰－粉煤灰加氣混凝土的C/S在0.8左右；而水泥－石灰－砂加氣混凝土的C/S約在0.7～0.8之間。

  加氣混凝土的鈣硅比不同于溶液中的摩爾比，更不等于水化硅酸鈣的堿度。因此，不能機械地把鈣硅比與水化產(chǎn)物的組成和性能等同起來。

  2 水料比
  水在加氣混凝土生產(chǎn)中是很重要的，它既是發(fā)氣反應和水熱合成反應的參與組分，又是使各物料均勻混合和進行各種化學反應的必要介質，水量的多少直接關系到加氣混凝土生產(chǎn)過程的好壞。

  衡量配方中用水量的多少，常用水料比這個概念。水料比指料漿中的總含水量與加氣混凝土干物料總和之比。

  水料比 ＝ 總用水量／基本組成材料干重量
 

  水料比不僅為了滿足化學反應的需要，更重要的是為了滿足澆注成型的需要。適當?shù)乃媳瓤梢允沽蠞{具有適宜的流動性。為發(fā)氣膨脹提供必要的條件；適當?shù)乃媳瓤梢允沽蠞{保持適宜的極限剪切應力，使發(fā)氣順暢，料漿稠度適宜，從而使加氣混凝土獲得良好的氣孔結構，進而對加氣混凝土的性能產(chǎn)生有利的影響。

  不同的加氣混凝土品種，原材料性能及產(chǎn)品的體積密度，在一定的工藝條件下，都有它的水料比。一般來說，體積密度500kg/m3的水泥礦渣～砂加氣混凝土的水料比為0.55～0.65；500kg/m3的水泥－石灰－砂加氣混凝土的水料比為0.65～0.75；500kg/m3的水泥－石灰－粉煤灰加氣混凝土的水料比為0.60～0.75。

  從加氣混凝土的氣孔結構和制品強度出發(fā)，通常希望水料比能夠穩(wěn)定在較小的范圍內(nèi)，并保持較低的數(shù)值，而當因材料波動需較大范圍變動水料比時，將影響澆注的穩(wěn)定性、氣孔的結構和坯體的稠化硬化速度，從而大大地影響到制品的質量。

  3 設計體積密度

  加氣混凝土的體積密度（原稱容重）是加氣混凝土制品的一個重要物理性能指標。體積密度與制品的含水量有關。通常，可分為出釜體積密度和絕干體積密度，在自然狀態(tài)下放置一定時間后，制品的含水因空氣濕度的相對穩(wěn)定而達到相對平衡，此時稱為自然狀態(tài)體積密度（因氣候條件而變）。

  加氣混凝土的設計體積密度是進行配合比計算的基本根據(jù)之一，代表所設計的加氣混凝土制品在完成蒸壓養(yǎng)護后，單位體積的理論干燥重量。即包括各基本組成材料的干物料總量和制品中非蒸發(fā)水總量（其中包括化學結合水和凝膠水）。

  二 加氣混凝土的配合比

  加氣混凝土和其它混凝土一樣是由幾種材料組成的。因此，就存在用哪幾種材料，每種材料用多少的問題．配料中所采用的各種材料用量的百分比就叫作配合比。

  對加氣混凝土而言，確定一個良好的配合比，必須滿足下列要求：
  （1）制品具有良好的使用性能，符合建筑的要求。在諸多性能中，首先是體積密度和抗壓強度，同時，也要考慮到制品的耐久性等性能。
  （2）制品或坯體具有良好的工藝性能，與工廠生產(chǎn)條件相適應。如澆注穩(wěn)定性。料漿的流動性（稠度）、硬化時間以及簡捷的工藝流程等。
  （3）所采用的原材料品種少，來源廣泛，價格低廉，無污染或低污染，并盡可能多利用工業(yè)廢料。
  加氣混凝土的配合比的確定和使用，一般要經(jīng)過理論配合比的研究試驗，生產(chǎn)用基本配合比的確定，并考慮配合比的經(jīng)濟性，最后計算確定配方。
  1 水泥－石灰－粉煤灰加氣混凝土的配合比
 

  （1）鈣質材料的選用
  水泥和石灰都可以單獨作為鈣質材料來生產(chǎn)加氣混凝土，但都存在一些缺陷。以水泥作單一鈣質材料，其最適宜的用量為40％。不僅水泥用量大，產(chǎn)品成本高，而且制品強度較低；而采用石灰作單一鈣質材料，粉煤灰雖然可以用到75％以上，但是，由于石灰用量單一，其消化特性和硬化特點不能得到有效的調節(jié)和補充。一般來說，坯體往往在初期硬化速度較快（快于發(fā)氣速度），而后期硬化速度又較慢，坯體強度低，靜停時間長，難以適應機械切割；又由于石灰質量波動較大，作為單一鈣質材料時，增加了控制的難度。因此，目前國內(nèi)加氣混凝土廠都趨向于使用水泥－石灰（以石灰為主）混合鈣質材料。這樣，既可以降低水泥用量，又可以更好地控制生產(chǎn)。需要說明的是，也有少數(shù)工廠現(xiàn)在采用石灰單一鈣質材料進行生產(chǎn)，這與所使用的硅質材料粉煤灰的質量及工廠的生產(chǎn)控制水平密切相關。

  （2）水泥和石灰用量

 
  當配方的C/S比確定后，僅是確定了粉煤灰與石灰加水泥的比例，確定石灰與水泥各占多少，也是一個相當復雜的過程，期間，要考慮到形成水化產(chǎn)物，也要考慮到生產(chǎn)中工藝參數(shù)的控制，以形成良好的氣孔結構；還要考慮到生產(chǎn)周期的長短。一般說來，在鈣質材料中，起主要作用的是石灰，這是因為石灰是CaO的主要提供材料，也是料漿中熱量的主要提供者，對制品的性能起著關鍵的作用，更對料漿稠化過程及坯體的早期強度起著決定性的作用；水泥也是CaO的提供者，但其遇水后迅速反應，產(chǎn)生大量的水化硅酸鈣凝膠，料漿粘度迅速增長；坯體形成后，水泥的初凝促進了坯體強度的提高，從而有利于切割，這對加氣混凝土生產(chǎn)來說意義巨大，也就是說，水泥的作用主要是保證澆注穩(wěn)定性并加速坯體的硬化。通常，在粉煤灰加氣混凝土配比中，石灰的用量約為18％～25％：水泥的用量則是 6％～15％，石灰與水泥總量占30％～35％相應地粉煤灰為65％～70％。

  （3）石膏用量
 

石膏在加氣混凝土生產(chǎn)中的作用也具有雙重性，在蒸壓粉煤灰制品中，由于石膏參與形成水化產(chǎn)物，摻加石膏可以顯著提高強度，減少收縮，碳系數(shù)也有很大提高。同時，在澆注過程中，對石灰的消解有著明顯的延緩作用，從而減慢了料漿的稠化速度。所以，石膏的摻入量，既要考慮提高制品性能，也要考慮控制工藝參數(shù)。如料漿的水料比、石灰的質量及用量等，一般石膏的摻人量控制在5％以內(nèi)。

  （4）鋁粉用量

  鋁粉用量取決于加氣混凝土的體積密度。在使用相同質量的鋁粉時，制品的體積密度越大，則鋁粉用量越小。理論上，我們可以根據(jù)制品的體積密度精準計算出鋁粉用量：

  根據(jù)鋁粉在堿性條件下，置換水中氫的反應式：
2Al+3Ca(OH)2+6H2O 3CaO?Al2O3?6H2O+3H2 ↑
可知，2克分子的純金屬鋁，可產(chǎn)生3克分子的氫氣，而在標準狀態(tài)下，l克分子氣體體積是22.4l，鋁的原子量是27，所以，鋁粉的產(chǎn)氣量為：
V0＝22.4×[3/(2×27)]＝1.24l/g
根據(jù)上式，可以用氣態(tài)方程(V1/T1)＝(V2/T2)求出任何溫度下鋁粉的產(chǎn)氣量：
加氣混凝土體積可以簡化為兩部分：一部分為基本組成材料的絕對體積，另一部分是鋁粉發(fā)氣后形成的氣孔體積。根據(jù)氣孔體積，可以計算鋁粉的用量：
m鋁＝V孔/(V2?K)
式中： m鋁——單位制品鋁粉用量(g/m3)；
V2——澆注溫度時鋁的理論產(chǎn)氣量(l/g)；
K——活性鋁含量
氣孔體積等于制品體積減去各原材料及水所占體積（通過材料用量與各自比重求得）。但是，在生產(chǎn)過程中，發(fā)氣量受到隨時變化的溫度、料漿稠度等諸多因素的影響，通過理論計算來確定鋁粉用量既不可能，也無必要。工廠都是在實踐的基礎上經(jīng)驗選取，并隨時調整。通常，采用鋁粉膏時，生產(chǎn)600kg/m3加氣混凝土以干物料8/萬的比例加鋁粉膏。

  （5）廢料漿
  使用廢料漿，不僅可以減少二次污染，而且可以大大改善料漿性能，提高澆注穩(wěn)定性，并且提高制品性能。因為（新鮮）廢料漿中，含有大量的Ca(OH)2及水化硅酸鈣凝膠，提高了料漿的粘度，改善了漿體性能。通常，廢料漿加入以5％為宜。

  2 水泥－石灰－砂加氣混凝土
水泥－石灰－砂加氣混凝土是歷史最悠久的品種。但各國的配合比因各地材料及經(jīng)濟因素也各不相同。
 

  （1）鈣質材料在配料中與粉煤灰加氣混凝土有相似的情形，一般來說，單獨使用水泥，不僅水泥用量大（多達35～40％），經(jīng)濟上不合理，而且坯體硬化慢，強度低；單獨采用石灰，也不便于對質量的控制。采用混合鈣質材料，無論料漿澆注性能和制品性能，都創(chuàng)造了一個便于調節(jié)控制的條件，有利于生產(chǎn)高質量的產(chǎn)品。通常在加氣混凝土配比中，石灰用量約占20～30％，水泥約占10～20％，石灰與水泥總量占40％，相應地，砂約占60％。

  （2）石膏的用量

石膏在水泥－石灰－砂加氣混凝土中與粉煤灰加氣混凝土中的作用不盡相同，在此，其作用主要為對石灰消解的抑制，可以使料漿稠化時間延長，使料漿溫度上升平緩，有利于形成良好的氣孔結構。因而對制品的強度在一定范圍內(nèi)有好處，但當用量過多時，易造成料漿稠化過慢而引起冒泡和下沉，甚至塌模。通常，石膏用量控制在3％以內(nèi)。

  3 水泥－礦渣－砂加氣混凝土

水泥－礦渣－砂加氣混凝土是在水泥－砂加氣混凝土工藝的基礎上發(fā)展而來的。其特點是采用水泥為鈣質材料，并盡可能多地以礦渣代替水泥，以減少水泥用量。由于目前高爐礦渣的應用前景廣闊，礦渣已不再是無用的工業(yè)廢料而供應漸趨緊張。許多原以礦渣為原料的加氣混凝土生產(chǎn)企業(yè)，逐步改用水泥－石灰－砂工藝。

  表5－1 各類加氣混凝土配比范圍 

  注：*采用425普硅水泥；**鋁粉膏用量按600kg/m3規(guī)格計算。

  水泥在水泥－礦渣－砂加氣混凝土中起著關鍵性作用，其性能好壞，將直接影響澆注穩(wěn)
定性、坯體硬化速度和制品強度，綜合效果來看，使用425普硅水泥比較合適，其用量約為20％左右，相應地用礦渣量約為30％，兩者之和約50％，若采用325礦渣水泥，則水泥用量將大大增加，礦渣用量則可降低。