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淺談加氣混泥土磚的生產工藝

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淺談加氣混泥土磚的生產工藝

發布日期:2018-06-25 00:00 來源:http://www.tsecnr.tw 點擊:

        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。在熱堿激發下,少量的Si02組份開始表現出化學活性,與Ca(OH)2反應生成CSH凝膠,使制品坯體早期強度提高。

  在蒸壓養護過程中,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組份表現出活性,與Ca(OH)2反應生成相應的水化產物,形成過飽和溶液。通過維持足夠的高溫高壓時間,以實現水化產物的成核、生成、再彼此交叉成網,呈現較強的膠凝性。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物的反應中,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的不足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應中基本不參與反應;CaSO3太多,由于加氣混凝土中石膏主要是起調節劑和激發劑作用,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,這正是由于反應充分,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量,水化生成物堿度和結晶度。水化物數量較少時,水化產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,而堿度不足對水化生成物不利。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。

  常見不穩定現象及原因分析:

  l、發氣結束前后,料漿表面局部少量冒泡。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定現象。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,氣泡內壓力過大,以至穿破氣泡壁,氣泡合并,最后沖出料漿表面層而破裂。

  2、發氣中后期大面積冒泡。這是料漿在澆注中表現出的嚴重質量問題。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局部塌陷,對坯體強度和成模率都產生嚴重影響。大面積冒泡的主要原因是料漿稠化速度和鋁粉發氣速度嚴重不協調所致。通常都表現為冒泡早,冒泡快,面積大,數量多,冒泡點連續冒泡時間長,往往還伴隨著使坯體產生收縮或下沉。

  3、早期塌模。原因是在發氣初期,由于料漿稀,初期粘度和稠化速度不協調,極限應力增長太慢,發氣膨脹又快,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。此現象一般是在發氣基本結束、料漿已經膨脹滿模階段。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定氣泡自下而上破裂合并沖出料漿表面形成沸騰塌模。

  5、不夠高。即發氣定型后,料漿沒有脹滿模框坯體高度達不到規定尺寸。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。前者是由于鋁粉發氣量不足引起,后者是由于鋁粉發氣膨脹不充分造成。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,也有不冒泡而發生收縮下沉的現象。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氣時間太長或料漿后期升溫過高,造成氣泡內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。料漿初凝后的坯體表面發生無規則裂紋的情況多發生在石灰久存經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熱膨脹,因此坯體表面因內部溫度上升、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,并沿模邊方向出現裂紋。

  提高澆注穩定性的主要措施

  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,從實驗數據看: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%以上的產品。如受當地材料限制只有快速灰的情況下,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,使發氣時間與稠化時間相協調。還可以加入少量調節劑。

  3、控制鋁粉細度。鋁粉細度與發氣速度有關,因此,采用細度高的鋁粉是有利于提高穩定性的,它可以使鋁粉發氣速度和料漿稠化速度相適應,并有利于形成良好的氣孔結構。鋁粉顆粒細度應控制在65—75um之間。

  4、調節石膏用量。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,這對具有正常發氣速度的料漿十分不利,可能會發生氣泡不穩定、冒泡和收縮下沉。所以,根據生產經驗,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,為了獲得適當的料漿稠度和發氣速度,一般情況下,水料比小,料漿稠化快;澆注溫度高,料漿發氣快,稠化也快。澆注溫度低于36C,發氣太慢,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定性,提高制品強度,即利用了廢碴,又有利于生產,這是被我們生產實踐證實了的。

  加氣混凝土生產過程中裂紋的成因及解決辦法:

  加氣混凝土產品裂紋現象已成為很多生產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護后,一經磕碰,成品就會在油紋處裂開。油紋的產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生的機械裂紋。這種裂紋的開口一般較大,并向坯體內部呈楔形延伸。為了減少這一裂紋的產生,要求工作人員在操作過程中要做到快、穩。

  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,坯體表面即出現一道裂紋,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)而產生嚴重變形,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,進而使坯體產生裂紋。解決辦法: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)分為水平裂紋和弧形裂紋兩種。這兩種裂紋都是由于發氣時間與稠化速度不相適應——發氣相對滯后于稠化而引起的。水平裂紋是出現在模坯各側端面的與模底板平行的呈斷續平行的豎條裂紋,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比較大時產生。這是因為高溫料漿或過稠的料漿在坯體發氣中后期,其稠化速度較快,坯體內部的剪切應力增大較快,而鋁粉發氣速度相對滯后,坯體內氣泡合并,造成憋氣,使已凝結的初期坯體產生水平層裂。弧形裂一般出現在坯體側面,這類裂紋可以延伸至坯體內部,對成品質量影響較大。其成因為:在澆注過程中鋁粉發氣較早,邊澆注邊發氣或由于模板過熱使料漿中鋁粉過早發氣,已經開始發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,這些應力集中點就是裂紋形成的薄弱環節。要想徹底解決工藝裂紋,就要根據加氣混凝土品種及工藝特點,從配料著手,調節發氣速度和稠化速度,是兩者相適應(前期漿料流動性好稠化相對較慢,發氣速度較快,在后期發氣基本平穩時,稠化加速,直至二者達到平衡。)。

  4、切割過程中

  翻轉式六面切割機,其整個切割過程為:吊運坯體放在大滑車上,大滑車載著坯體向小滑車平移,當大小滑車接觸時,大滑車翻轉90度,使坯體側立在小滑車上,然后小滑車向外推出,小滑車到達切割位后,操作人員啟動水平車切割,水平切割完成后,再上下來回橫切,橫切完成后,收回小滑車,大滑車逆方向翻轉90度,開出大滑車,吊運除去廢料,完成切割。

  這種切割方式容易產生兩類裂紋:第一類裂紋是在第一次翻轉過程中形成的翻轉裂,第二類裂紋在第二次往回翻轉時,形成翻轉平行模底板的裂。第一類裂紋有兩種表現形式,一種從坯體翻轉后的上部向下裂,這種裂紋是由于壞體的早期強度不夠(坯體早期強度低主要有兩方面的原因:一是料漿的鈣硅比失調或水料比過大;二是切割時坯體偏軟),另一種是從坯體翻轉后的下部向上裂,這種裂紋產生的原因比較復雜,主要是由于:(1)小滑車三個支撐點不在同一平面上(或模具因使用時間過長,中部變形向里凹),翻轉后在重力的作用下產生裂紋,(2)提模過快。第二類裂紋是在逆方向翻轉時,形成翻轉平行模底板的裂紋。這類裂紋主要是因為坯體切割完畢后,小滑車收回時過度加壓或往回翻轉過快,使已切割開的產品因相互間的錯動擠壓而行成的水平裂,此類裂紋對成品質量的影響較大。

  5、在編組進釜過程中

  此種裂紋主要是由于工作人員在進釜過程中因操作不當而造成制品相撞,從而使半成品底部產生類似楔形的裂紋,這種裂紋與二次翻轉在底部形成的裂紋相似,但兩者的主要區別在于前一種裂紋出現在與模底板寬度方向平行的面上,后一種裂紋則出現在與模底長度方向平行的面上。生產技術員在解決時應注意區別對待。


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