蒸壓加氣混凝土砌塊工藝設計技術

...wd......wd......wd...蒸壓加氣混凝土砌塊工藝技術加氣混凝土生產(chǎn)過程主要由原料制備、配料、澆注、靜養(yǎng)、切割、蒸壓養(yǎng)護六大工序組成，其中澆注工序是加氣混凝土區(qū)別于其它各種混凝土的獨具特色的生產(chǎn)工序之一。澆注工序把配料工序配制好的物料，按工藝順序參加攪拌機中，攪拌成均勻合格的料漿混合物，然后澆注到模具中，混合料漿在模具中進展發(fā)氣等一系列的化學反響，最后形成加氣混凝土坯體。澆注工序是加氣混凝土“加氣〞成功與否，即加氣混凝土能否形成良好氣孔構造的重要工序。它與配料工序一道構成加氣混凝土生產(chǎn)工藝過程的核心環(huán)節(jié)。澆注質量主要有二大方面：一是原料質量；二是工藝方法。一原材料石灰：石灰的化學成分主要是氧化鈣(Ca0)，也含有少量的氧化鎂(Mg0),氧化鐵(Fe203)和氧化硅(Si02)等。由于在鍛燒過程中碳酸鈣的分解往往不是很完全，所以在石灰中常含有未分解的碳酸鈣和其他化合物。所以，石灰的成分主要可以分為兩局部:一局部是非活性局部;另一局部是從碳酸鈣中分解出來呈游離狀態(tài)的氧化鈣，是活性局部?；钚匝趸}是能與氧化硅反響的有效成分，稱為有效氧化鈣(ACaO)。石灰在加氣混凝土中的作用主要有以下幾個方面:(1)石灰是生產(chǎn)加氣混凝土的主要鈣質材料，其主要作用是向加氣混凝土提供有效氧化鈣，使之在水熱條件下與粉煤灰中的Si02,A1203化合，生成水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣，從而使制品獲得強度。(2)石灰促使鋁粉發(fā)氣，石灰提高了加氣混凝土料漿的堿度，提供了鋁粉發(fā)氣條件，促使鋁粉進展發(fā)氣反響。(3)石灰提供了有效熱量。石灰水化時放出大量的熱，1mol氧化鈣水化時放出64.9kJ的熱量，1Kg氧化鈣水化時就可以放出1160KJ熱量，其熱量大大高于其他膠凝材料。石灰的這種大量迅速放熱的能力，不僅為提高加氣混凝土料漿溫度提供了有效的熱源，而且可以在坯體硬化階段使配料升溫達80C~90C，促使坯體膠凝材料的進一步加速凝結硬化。水泥：水泥熟料中主要氧化物為CaO〔60~67%〕，SiO2〔19~24%〕，Al2O3〔4~7%〕，F(xiàn)e2O3〔2.5~6%〕，其主要礦物組成為C3S〔50~65%〕，C2S〔18~25%〕，C3A〔6~10%〕，C4AF〔5~11%〕；出廠水泥主要是由水泥熟料〔70~85%〕、混合材〔15~30%，如粉煤灰、火山灰、高爐礦渣等〕、石膏〔約2%〕組成。水泥標號越高〔如42.5#比32.5#高〕，表示其3天、28天各齡期抗折、抗壓強度越高，主要原因就是水泥中主要活性組分含量高，即出廠水泥中混合材摻量相對降低。加氣混凝土生產(chǎn)中所用的水泥材料，對加氣混凝土制備影響顯著的因素主要有水泥的初凝時間、終凝時間、強度及石膏含量〔以SO3測定值表示〕。水泥水化和硬化速度均比石灰慢，但后期水化強度高于石灰。水泥的初凝時間一般為45~90min。在水泥熟料的四種礦物中，C3S是Ca(OH)2的主要提供者，C3A水化反響進展得最快，C3S和C4AF水化也很快，三者決定著水泥的水化、凝結速度和早期強度，因而對加氣混凝土料漿的發(fā)氣、凝結硬化和制品強度都有重要的影響。水泥中混合材的摻量將直接影響到坯體的硬化甚至制品的強度，摻量過多，將影響澆注的穩(wěn)定和坯體的硬化。水泥中石膏在水泥熟料水化過程中與C3A發(fā)生反響，目的是為了調(diào)節(jié)水泥的凝結時間。水泥初凝時間長，在加氣混凝土生產(chǎn)中的表現(xiàn)為料漿冒泡時坯體還未及時稠化，可能導致坯體下沉1~2cm。水泥終凝時間長，在加氣混凝土生產(chǎn)中的表現(xiàn)為坯體長時間不硬化，靜停預養(yǎng)時間長。鋁粉：鋁粉是目前生產(chǎn)中使用最廣泛、最成熟的發(fā)氣劑，鋁粉在堿性介質中的發(fā)氣反響:2A1+6H20=2A1(OH)3+3H2↑2A1+3Ca(OH)2+6H20=3Ca0.A1203.6H2O+3H2↑可以看出，發(fā)氣劑的主要作用是在料漿中進展化學反響，放出氣體形成細小而均勻的氣泡，使加氣混凝土具有多孔構造到達輕質目的，提高料漿堿度可以有效促使鋁粉發(fā)氣。石膏：石膏的主要化學成分是硫酸鈣(CaS04)，石膏在加氣混凝土中作發(fā)氣過程的調(diào)節(jié)材料，其作用主要在以下幾個方面:〔l〕參加水泥的水化反響，調(diào)節(jié)水泥的凝結時間。石膏在水泥水化的早期起抑制作用，防止水泥發(fā)生快凝現(xiàn)象?！?〕抑制石灰的消化，使其消化時間延長，并降低其最終消化溫度?！?〕參加鋁粉的放氣反響。當有石膏存在時，同鋁粉在與水反響時產(chǎn)生的氫氧化鈣作用，生成水化硫鋁酸鈣?！?〕提高坯體制品強度，減少收縮值。石膏在靜停過程中的坯體內(nèi)參與生成水化硫鋁酸鈣和C-S-H凝膠，增強了坯體適應蒸壓養(yǎng)護時溫差應力和濕差應力的能力。在蒸壓養(yǎng)護過程中，石膏可以促進水熱反響的進展，使CSH(I)向托勃莫來石轉化。同時可以抑制水石榴子石的生成，從而使游離的鋁離子摻雜到CSH(I)中去，局部摻雜的CSH(I)可以轉化為鋁代托勃莫來石，而A1203本身也能促進CSH(I)向托勃莫來石轉化，而又阻止其向硬硅鈣石轉化，因而制品強度提高，收縮值降低。石膏對水泥水化和石灰消解均有一定的抑制作用。實際經(jīng)歷說明，石膏摻量為鈣質材料的2%~5%。石膏摻量過多，澆注穩(wěn)定性會很差。石膏摻量的多少，還應考慮水泥中石膏的含量〔以SO3測定值表示〕。一般石膏摻量控制在2.5~3.5%，再調(diào)整其它因素，可大大提高澆注穩(wěn)定性。當石膏摻量過多時〔二水石膏〕，混合料漿會出現(xiàn)稠化慢現(xiàn)象，而發(fā)氣仍會進展，最終產(chǎn)生塌模；當石膏摻量過少時，混合料漿會出現(xiàn)發(fā)氣快，稠化快，坯體內(nèi)部氣孔貫穿，造成產(chǎn)品物理性能差；當石膏摻量適宜時，混合料漿發(fā)氣速度與稠化速度相一致，易獲得好的澆注穩(wěn)定性，產(chǎn)品合格率高，產(chǎn)品質量穩(wěn)定。粉煤灰：粉煤灰在加氣混凝土生產(chǎn)中做為硅質材料，主要作用是提供SiO2，由于粉煤灰形成特點，其具備一定的水硬活性。粉煤灰的活性主要是它的化學成所決定的化學效應，粉煤灰應用于加氣混凝土這種效應可以看作是最重要的基本效應。粉煤灰的活性取決于火山灰反響能力，即粉煤灰中具有化學活性Si02和Al2O3與Ca(OH)2反響，生成類似于水泥水化所產(chǎn)生的水化硅酸鈣和水化鋁酸鈣等反響產(chǎn)物。這些水化物可作為膠凝材料的一局部起到增強作用。粉煤灰的微集料效應則是指粉煤灰中的微細顆粒均勻分布在水泥漿體系內(nèi)，填充孔隙和毛細孔，改善混凝土孔構造和增大密實度的特性。粉煤灰中玻璃微珠本身強度很高，微集料效應可明顯增強硬化料漿的構造強度。水玻璃：最常用的是硅酸鈉水玻璃Na2O?nSiO2，水玻璃在ACB生產(chǎn)中的作用是延緩鋁粉在料漿中開場發(fā)氣的時間，消除因鋁粉、料漿溫度、料漿堿度變化引起的發(fā)氣過早或過快的現(xiàn)象，使鋁粉開場發(fā)氣的時間與料漿的澆注溫度和稠化速度相適應〔在AAC生產(chǎn)中，因為石灰、水泥原材料的成分波動，曾屢次調(diào)整水玻璃用量，范圍大致在50~170ml/模,根據(jù)需要選擇，不一定要用〕茶皂素：茶皂素是一種性能良好的天然非離子型外表活性劑，TS-861穩(wěn)泡劑是以茶皂素為主體研制的ACB用外加劑。它在改善ACB性能方面作用顯著。它的分子構造決定了它是一種一頭親水一頭親油的雙親分子，具有很好的潤濕、起泡、穩(wěn)泡、脫脂作用。它的分子構造性質決定了它具有很好的降低溶液外表張力加固氣泡膜機械強度的作用，即穩(wěn)泡作用。它與鋁粉一起參加鋁粉攪拌罐里攪拌，還可以提高鋁粉的分散懸浮性能。由于茶皂素外表活性較高，其分散懸浮作用和穩(wěn)泡性能較強，能夠明顯地抑制輕質材料上浮和重質材料下沉，因此，以茶皂素作為穩(wěn)泡劑生產(chǎn)的ACB，上、中、下各局部容重的分布較為均勻。由于其穩(wěn)泡性能，可使ACB氣孔構造得到很大的改善，氣孔呈圓形、大小均勻，而且從上到下分布均勻，從而可提高ACB的物理力學性能。二工藝方法摻脫硫渣粉煤灰加氣混凝土制品的強度形成機理：在常壓下，石灰和水泥在澆注料漿和坯體中水化生成Ca(OH)2、CSH凝膠、少量的水化硫鋁酸鈣等。在熱堿激發(fā)下，少量的Si02組份開場表現(xiàn)出化學活性，與Ca(OH)2反響生成CSH凝膠，使制品坯體早期強度提高。在蒸壓養(yǎng)護過程中，由于溫度的升高，粉煤灰和脫硫渣中的Si02加速溶解，更多的SiO2與Ca(OH)2結合生成CSH(I)，水泥中的雙堿硅酸鹽也進一步結合Si02生成CSH(I)和托勃莫來石。接著在高溫高壓的條件下，OH一離子與活性陽離子作用而使硅氧鍵、鋁氧鍵斷裂。促使粉煤灰中的SiO2和Al2O3及其他硅質材料中的Si02組份表現(xiàn)出活性，與Ca(OH)2反響生成相應的水化產(chǎn)物，形成過飽和溶液。通過維持足夠的高溫高壓時間，以實現(xiàn)水化產(chǎn)物的成核、生成、再彼此穿插成網(wǎng)，呈現(xiàn)較強的膠凝性。隨著時間的推移，高硫型的水化硫鋁酸鈣轉化為單硫型的水化硫鋁酸鈣，然后又分解成C3AH6和水化石榴子石。由于粉煤灰和其他硅質材料中的活性成分在高溫高壓下能較好參與生成水化產(chǎn)物的反響中，形成較多的CSH(I)和托勃莫來石，從而可使制品具有較高的強度。脫硫渣中活性Si02的缺乏導致水化結晶少結晶程度低，加上高鈣高硫，其中的鈣主要為CaCO3形式，不是加氣混凝土需要的有效鈣且在水熱合成反響中基本不參與反響；CaSO3太多，由于加氣混凝土中石膏主要是起調(diào)節(jié)劑和激發(fā)劑作用，水熱合成后期主要以游離石膏形式存在，過多的CaSO3對強度不利。以上幾個因素綜合的結果導致制品的強度極低；在結合粉煤灰后，制品強度有了明顯提高，這正是由于反響充分，形成了較多的CSH(I)和結晶良好的托勃莫來石的緣故。由此可見，獲得高強度的關鍵是水化生成物的數(shù)量，水化生成物堿度和結晶度。水化物數(shù)量較少時，水化產(chǎn)物不能充分與硅質材料顆粒連結形成堅強的整體。水化物的堿度決定水化物的晶型和膠凝性能，堿度太高，制品強度必然降低，而堿度缺乏對水化生成物不利。水化物的結晶度決定了水化物的膠凝性能和強度。結晶度高時，晶粒粗大而量少;結晶度較低時，晶體細小而量多，具有良好的膠結性能。常見不穩(wěn)定現(xiàn)象及原因分析：l、發(fā)氣完畢前后，料漿外表局部少量冒泡。這是以石灰為主要鈣質材料的加氣混凝土較常見的一種不穩(wěn)定現(xiàn)象。由于冒泡程度輕微，所以一般不會對澆注過程和制品性能造成明顯的危害。輕微冒泡的基本原因是料漿溫度偏高而鋁粉發(fā)氣時問偏長。由于料漿溫度高促成料漿稠化早，對氣泡膨脹形成阻礙，氣泡內(nèi)壓力過大，以至穿破氣泡壁，氣泡合并，最后沖出料漿外表層而破裂。2、發(fā)氣中后期大面積冒泡。這是料漿在澆注中表現(xiàn)出的嚴重質量問題。其結果是一方面損失大量的氣泡；另一方面料漿和坯體內(nèi)部將形成大量合并氣孔。造成孔徑過大，分布不均，模框四個角還可能出現(xiàn)局部塌陷，對坯體強度和成模率都產(chǎn)生嚴重影響。大面積冒泡的主要原因是料漿稠化速度和鋁粉發(fā)氣速度嚴重不協(xié)調(diào)所致。通常都表現(xiàn)為冒泡早，冒泡快，面積大，數(shù)量多，冒泡點連續(xù)冒泡時間長，往往還伴隨著使坯體產(chǎn)生收縮或下沉。3、早期塌模。原因是在發(fā)氣初期，由于料漿稀，初期粘度和稠化速度不協(xié)調(diào)，極限應力增長太慢，發(fā)氣膨脹又快，料漿的支承力不夠，使料漿不能很好地保持氣泡，造成沸騰塌模。4、后期塌模。此現(xiàn)象一般是在發(fā)氣基本完畢、料漿已經(jīng)膨脹滿模階段。原因在于水泥與石灰比例不當，一般為水泥用量不夠，造成料漿不能保持穩(wěn)定氣泡自下而上破裂合并沖出料漿外表形成沸騰塌模。5、不夠高。即發(fā)氣定型后，料漿沒有脹滿?？蚺黧w高度達不到規(guī)定尺寸。其原因除操作和計量失誤之外，在工藝上主要有兩種類型：一是鋁粉質量波動；二是料漿稠化過快。前者是由于鋁粉發(fā)氣量缺乏引起，后者是由于鋁粉發(fā)氣膨脹不充分造成。另外，料漿溫度對二者都有影響，因而也是重要因素之一。6、收縮下沉。收縮下沉可能因冒泡引起，也有不冒泡而發(fā)生收縮下沉的現(xiàn)象。原因之一是料漿后期稠化慢，料漿不能很好地承受自身的重量；原因之二是因為鋁粉發(fā)氣時間太長或料漿后期升溫過高，造成氣泡內(nèi)氣壓大于初凝后漿料氣泡壁強度。氣泡破，氣體泄，因而坯體收縮。7、龜裂。料漿初凝后的坯體外表發(fā)生無規(guī)則裂紋的情況多發(fā)生在石灰久存經(jīng)雨或含較多過燒灰顆粒的時候。坯體初凝之后還有一些石灰在消解發(fā)熱膨脹，因此坯體外表因內(nèi)部溫度上升、壓力增大而脹裂。8、泌水和矩形裂紋。原因在于料漿保水性能差，粉煤灰過粗，而石灰中生灰成分增多(即末分解的CaCO3較多)，造成料漿溫度低，升溫慢，坯體硬化慢，常常是料漿發(fā)滿模后稠化跟不上，粗料下沉，模邊泌水，進而形成周邊較軟，中部較硬，并沿模邊方向出現(xiàn)裂紋。提高澆注穩(wěn)定性的主要措施造成澆注質量問題的主要原因從上述分析中可以看出有二大方面：一是原料質量；二是工藝方法。因此，在生產(chǎn)中必須采取以下措施：l、選定水泥。不同水泥對料漿稠化時間的影響不同，從實驗數(shù)據(jù)看：當水泥與石灰的比例為1：5時，稠化時間分別為：用32．5#硅酸鹽水泥為15分鐘，用32．5#礦渣水泥為11分鐘，用火山灰硅酸鹽水泥為10分鐘，稠化時問相差達25％。由于非普通硅酸鹽水泥的混合材品種繁多，性能不一，而且各批量間性能波動較大，直接影響澆注穩(wěn)定性。因此一般選用普通硅酸鹽水泥。2、控制生石灰的質量。生石灰的質量主要指它的消解特性和有效鈣含量。在生石灰應選擇消解時間在15—20分鐘，消解溫度80—90％，有效鈣含量為70％以上的產(chǎn)品。如受當?shù)夭牧舷拗浦挥锌焖倩业那闆r下，可以采取噴水助磨、加3—5％加氣碎渣助磨等措施降低消解溫度延長消解時間，使發(fā)氣時間與稠化時間相協(xié)調(diào)。還可以參加少量調(diào)節(jié)劑。3、控制鋁粉細度。鋁粉細度與發(fā)氣速度有關，因此，采用細度高的鋁粉是有利于提高穩(wěn)定性的，它可以使鋁粉發(fā)氣速度和料漿稠化速度相適應，并有利于形成良好的氣孔構造。鋁粉顆粒細度應控制在65—75um之間。4、調(diào)節(jié)石膏用量。石膏對石灰消解有一定抑制作用，但石膏過多將使加氣混凝土料漿澆注穩(wěn)定性變差。隨著石膏量增加，料漿溫度上升緩慢，最高溫度到達的時間可能延長至25—30分鐘，這對具有正常發(fā)氣速度的料漿十分不利，可能會發(fā)生氣泡不穩(wěn)定、冒泡和收縮下沉。所以，根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)歷，石膏用量都在3％以下。5、控制水料比和澆注溫度。水料比和澆注溫度隨石灰用量和消化特性等因素的變化而變化，為了獲得適當?shù)牧蠞{稠度和發(fā)氣速度，一般情況下，水料比小，料漿稠化快；澆注溫度高，料漿發(fā)氣快，稠化也快。澆注溫度低于36C，發(fā)氣太慢，高于42C，料漿溫升加速，可能引起料漿稠化過快，導致冒泡和收縮。實際生產(chǎn)中，料漿塌落度控制在260－280mm之間，澆注溫度控制在36—40C之間。6、充分利用廢漿。加氣混凝土在切割工序時會產(chǎn)生一些廢渣，把這些廢渣加水打成廢漿，用泥漿泵送至粉煤灰磨機中與粉煤灰一起磨制料漿，可以大大提高澆注穩(wěn)定性，提高制品強度，即利用了廢碴，又有利于生產(chǎn)，這是被我們生產(chǎn)實踐證實了的。加氣混凝土生產(chǎn)過程中裂紋的成因及解決方法：加氣混凝土產(chǎn)品裂紋現(xiàn)象已成為很多生產(chǎn)加氣混凝土的廠家亟待解決的問題之一。1、澆注過程中在澆注過程中形成的裂紋——油紋。油紋在坯體脫模后即清晰可見。凡有油紋的坯體在蒸壓養(yǎng)護后，一經(jīng)磕碰，成品就會在油紋處裂開。油紋的產(chǎn)生主要有三個方面的原因：(1)模具刷油過多，(2)澆注料漿水料比過小，(3)澆注過急(料漿注入模具時間短)。只要控制好刷油質量及料漿水料比，問題就會迎刃而解。2、靜停過程中靜停過程中形成的裂紋主要是由于模具受到外界的劇烈碰撞而產(chǎn)生的機械裂紋。這種裂紋的開口一般較大，并向坯體內(nèi)部呈楔形延伸。為了減少這一裂紋的產(chǎn)生，要求工作人員在操作過程中要做到快、穩(wěn)。3、脫模框、吊運過程中此過程中形成的裂紋有機械裂紋和工藝裂紋兩種。機械裂紋的產(chǎn)生主要有以下兩種原因：(1)在提模人員松開模具上的螺栓后或行車吊運時，坯體外表即出現(xiàn)一道裂紋，這往往是由于模具中模底板使用時間過長或長期高溫(模底板隨坯體一起進釜蒸養(yǎng))而產(chǎn)生嚴重變形，從而形成的機械裂紋；(2)行車吊運時，由于行車四爪不在同一平面，起吊時，四爪受力不均勻而造成模底板變形，進而使坯體產(chǎn)生裂紋。解決方法：及時更換不合格的設備，并使工作人員在吊運時做到操作準確、到位。工藝裂紋(其實工藝裂紋并不是在此過程形成而是在此階段顯現(xiàn))分為水平裂紋和弧形裂紋兩種。這兩種裂紋都是由于發(fā)氣時間與稠化速度不相適應——發(fā)氣相對滯后于稠化而引起的。水平裂紋是出現(xiàn)在模坯各側端面的與模底板平行的呈斷續(xù)平行的豎條裂紋，這種裂紋一般位于坯體中上部。當料漿澆注溫度過高或澆注時料漿水料對比大時產(chǎn)生。這是因為高溫料漿或過稠的料漿在坯體發(fā)氣中后期，其稠化速度較快，坯體內(nèi)部的剪切應力增大較快，而鋁粉發(fā)氣速度相對滯后，坯體內(nèi)氣泡合并，造成憋氣，使已凝結的初期坯體產(chǎn)生水平層裂?；⌒瘟岩话愠霈F(xiàn)在坯體側面，這類裂紋可以延伸至坯體內(nèi)部，對成品質量影響較大。其成因為：在澆注過程中鋁粉發(fā)氣較早，邊澆注邊發(fā)氣或由于模板過熱使料漿中鋁粉過早發(fā)氣，已經(jīng)開場發(fā)氣的料漿從澆注管注入模具底部之后，又從底部涌向兩側形成氣孔密度不均勻的弧形分層，在坯體硬化過程中，這些分層的界面就會形成應力集中點，這些應力集中點就