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文档简介
1、加气混凝土制口生产技术黄华大 编著四川方大新型建材科技开发有限公司目 录第一章 总论第一节 概述第二节 加气混凝土的技术经济特点第三节 加气混凝土在我国的发展及前景第二章 对原材料的技术要求第一节 对硅质材料的技术要求第二节 对钙质材料的技术要求第三节 对发气材料的技术要求第四节 对调节材料的技术要求第五节 所用原材料标准的技术规定参数第三章 配合比及配方计算第一节 加气混凝土的配合比第二节 加气混凝土的配合比计算第四章 计算、搅拌及浇注入模第一节 计量第二节 搅拌、第三节 浇注稳定性第五章 坯体静停、硬化第一节 坯体静停第二节 坯体在硬化过程中的缺陷及原因第六章 坯体切割第一节 切割的意义与
2、工艺要求第二节 切割的工艺类型第三节 坯体的损伤及防止第七章 蒸压养护制度第一节 蒸压养护各阶段作用第二节 蒸压养护过程中制品的损伤第三节 蒸压釜安全操作及余热利用第八章 加气混凝土的材性及其应用技术的关系第九章 加气混凝土砌块的设计、施工运输等注意事项第十章 常用化验检验第一节 细生石灰之测定第二节 砂子之测定第三节 加气混凝土砌块的性能检验第一章 总论第一节 概述加气混凝土最先出现于捷克,1889年一个叫霍夫曼的人取得了用盐酸和碳酸钠制造加气混凝土的专利。1919年,柏林人格罗海用金属粉末作发气剂制出了加气混凝土。1923年,瑞典人埃克森掌握了以铝粉为发气剂的生产技术并取得专利。这种发气剂
3、产气量大,所产生的氢气在水中溶解量小,故发气效率高,发气过程比较容易控制,铝粉来源也较广,从而为加气混凝土的大规模工业化生产提供了重要的技术条件。此后,随着人们对加气混凝土工艺技术和生产设备的不断改进和创新,工业化生产时机日益成熟,终于在1929年首先在瑞典建成了第一座加气混凝土厂。从开始工业化生产加气混凝土,至今不过八、九十年的时间,然而加气混凝土工艺却得到了很大发展。不仅在瑞典出现了“伊通(Ytong)”和“西波列克斯”(Siporox)两大专利及相应的一批生产厂,而且其它许多国家也相继引进其生产技术或大力研究开发自己的生产技术。特别是一些气候寒冷的国家如挪威、丹麦、芬兰、苏联等国逐步都建
4、起了加气混凝土厂,还有一些国家如德国、荷兰、波兰等国还研究成功自己的生产技术,形成了新的专利,从而大大推动了加气混凝土在世界范围的推广和发展。据不完全统计,加气混凝土在全世界的总产量与50年前相比激增了近10余倍,年总产量达3500万m3,遍及40多个国家,甚至在一些热带地区的国家同样也得到了很好的利用。加气混凝土的生产技术水平在发展中不断完善和提高,并且至今还在不断研究和发展中。第二节 加气混凝土的技术经济特点加气混凝土具有一系列优点,主要的有以下几方面:一、重量轻加气混凝土的容重一般为400-700kg/m3,相应于粘土砖的1/3左右,普遍混凝土的1/5左右,也低于一般轻骨料混凝土。因而采
5、用加气混凝土作墙体材料可以大大减轻建筑物自重,进而也就可以减少建筑物的基础以及梁、柱等结构件的尺寸,可以节约建筑材料和工程费用,还可以减少建筑物的地震力。几种常见的建筑材料的容量 表1-1材料名称加气混凝土木材粘土砖空心砌块陶粒混凝土普通混凝土容重(kg/m3)400-700400-6501600-1800900-17001400-18002000-2600二、可作承重结构材料加气混凝土由于块大质轻、灰缝大量减少,因而砌块整体性好,砌块强度较高。经国内科研、院校的若干试验充分证明:加气混凝土的砌块强度利用率最低不小于立方体强度的0.6,甚至可高达0.9左右。如标号50kg/cm2的加气混凝土砌
6、体,采用50#砂浆砌筑,其砌体抗压强度可达30千克/米2,而一般100#标砖的同样砌体,其抗压强度仅为31千克/米2,强度利用系数为0.31。根据国内实践证明,用加气混凝土可以作3-5层楼房的承重结构材料。因内的加气混凝土承重一般都在5层左右,从全国调查来看,这些建筑在南北方都未发生因材料而影响结构的问题,而且用户普遍反映加气混凝土制品建筑居住舒适,冬暖夏凉。三、减轻建筑自重有利于抗震加气混凝土的容重约为粘土砖的1/3,为普通混凝土的1/5,故采用它建造的房屋,其建筑物自重大大减轻,目前国内用传统材料(砖混)修建的建筑,自重约1200-1500千克/米2,而采用加气混凝土的同类建筑,自重仅在5
7、00-800千克/米2左右,建筑自重减轻了1/2-1/3。加气混凝土建筑由于自重轻,因此受地震荷载比砖混建筑大幅度减小,地震造成的摆幅也减小,从而提高了建筑物的抗震能力。据调查,1976年唐山地震时,唐山铁道学院某加气混凝土教学楼,经受烈度为11度地震的袭击,该楼围墙开裂而未倒塌;营口金属颜料厂的全加气混凝土楼,在海城营口大地震时,该楼随大地摆动而未损坏。加气混凝土的轻质将为设计和施工带来很多有利条件,如减小基础,缩小各类梁柱的断面等,尤其对基础地基较差的地方更为理想。四、保温隔热效能高加气混凝土内部含大量气泡和微孔,因而有良好的保温性能。容重400-700kg/m2的加气混凝土其导热系数通常
8、为0.09-0.17W(m.K),保温能力为粘土砖的3-4倍,为普通混凝土的4-8倍。实践证明,我国北方地区用20cm厚的加气混凝土外墙,其保温效果与49cm的砖墙相当,从而大大改善居住条件,节约冬季取暖用煤,并且增加建筑物的使用面积。几种常用建筑材料的导热系数 表1-2材料名称加气混凝土土坯墙粘土砖玻璃普通混凝土导热系数(M/m.K)0.150.700.810.751.50加气混凝土的导热系数为传统常用,材料的1/3-1/6;因此,它用于北方寒冷地区的保温效果是非常优良的,而且用于南方湿热地区的隔热性能也同样是良好的,特别是近几年来随着人们物质生活水平的提高,大量的空调设备进入家庭和其它公共
9、场所,隔热和节能效果胜过北方地区。据上海、武汉、重庆等地科研单位测定,厚15厘米的加气混凝土墙,其隔热性能相当于24厘米厚的标砖墙;15厘米厚的加气混凝土屋面板的隔热性能优于有架空层的普通钢筋混凝土园孔板。使用加气混凝土制品作外墙或屋盖,只要厚度选择适当,其效果优于砖砌墙体。加气混凝土与砖外墙热工要求厚度对比关系列于下表:加气混凝土外墙厚度(cm)15202228相当于砖外墙厚度(cm)24374962建筑物的总建筑面积和有效使用面积的差别,是容易被人们所忽略的;由于加气混凝土具有良好的保温隔热性能。因此,采用它作墙体材料,将使墙体减薄而获得实际使用面积增加5-10%的技术经济效果。五、耐火、
10、吸声性能好加气混凝土是非燃烧体,它的热传导性能低,热迁移慢,故能保护其它结构不受火灾影响,且在高温下也不产生有害、有毒体体,因而具有良好的防火性能。据四川省消防材料研究所测定,3.3米屋面板的耐火极限为1.25小时,而相同的普通钢筋混凝土园孔板仅为55分钟。多孔材料是主要的吸声材料,加气混凝土由于系多孔结构,因此它的吸声能力比之用传统材料砌成的墙体一般要高。六、省工节能,施工方面实践证明加气混凝土制品用于建筑,其优越性是多方面的,可以得到直接的、间接的好处。首先是重量轻、施工劳动强度低、效率高。在砌筑中改变了用标砖时“一切、一砖、一弯腰”的繁重劳动。据统计,其效率比用标砖可提高工效2-5倍。二
11、是块大,砌筑砂浆可节省30%或更多一些。三是规格灵活,尺寸可大可小,并且有可钉、刨、锯、凿、钻等良好的可加工性,使于施工及安装。四是大大地节约了运输能耗。加气混凝土的运输能耗仅为砖混结构和混凝土大板结构的1/2-1/3。五是它的热工性能优良,对于采暖地区来说,每年可节能1/3以上的采暖费用,在工业与民用建设中广泛应用加气混凝土墙板和屋面板,其效果将更加理想,不仅能进一步减少施工工序,提高工效,缩短工期,而且更有利于建筑业“三业”的要求。七、原料来源广,生产效率高,生产耗能小加气混凝土可以用砂子、矿渣、粉煤灰、尾矿、煤矸石、生石灰、水泥等多种原产进行生产,可以根据当地的实际条件确定品种和生产工艺
12、。在有条件的地方可以进行高度自动化的大规模生产,在条件较差的地方,也可以量力而行,简易上马,因而可以在各种不同条件的地区进行生产。一般来说加气混凝土厂的生产效率比较高,一个中等规模的加气混凝土厂年人均实物劳效可达600m3/人·年左右,相当于粘土砖产量40.2万块/人·年,国外一些生产效率更高的工厂人均产量可达2000m3/人·年。加气混凝土消耗能源比较少,其单位制品的生产耗能仅为同体积粘土砖所耗能源的11%,与其它传统建筑材料相比较也是比较低的(见表1-3)。几种外墙的总能耗(按其组成材料之生产能耗计) 表1-3墙体材料种类墙厚(cm)每m2墙面能耗(kg标煤)
13、制品水泥、石灰钢筋合计粉煤灰加气混凝土2013.164.6/34.403.51/4.1321.28蒸压灰砂砖3723.334.03/30.100.57/0.6827.93蒸养粉煤灰砖3727.124.03/30.100.57/0.6831.72现浇陶粒混凝土2843.001.16/8.53.48/4.1047.64粘土砖3731.924.03/3.100.57/0.6836.52注:表中分母为墙体材料用量(kg/m2),分子为相应材料的能耗(kg标煤/m2)。综上所述,加气混凝土制品用于工业及民用建筑,不仅显示了材料本身具备的各种优良性能,而且也能体现其技术经济指标的可行性及先进性,是一种理想
14、的新墙体材料。第三节 加气混凝土工业在我国的发展及前景加气混凝土的研制和应用从世界范围来看,最早于1889年在捕捷克就出现了加气混凝土专利。1929年瑞典最先采用脱模蒸压养护的方法,生产出以水泥、石灰、铝粉为主要原材料的加气混凝土。到目前为止,加气混凝土在国外已经获很大发展,如波兰、瑞典、德国等欧洲国家已达到了年产人平均3立方米以上。加气混凝土的生产和应用遍布五大州七十多个国家,世界年总产量达到3500万立方米以上。在我国,早在1931年至1934年间,一个犹太人就曾经在上海(现国毛十七厂地址)开办过加气混凝土工厂。它的产品曾用于上海国际饭店、新城饭店、福州大楼几幢高层建筑上,也有的用于低建筑
15、的承重墙,使用情况至今仍然良好。建国后,从1958年起国家即开始组织加气混凝土的研制工作,1962年原建工部建筑科学研究院与北京有关单位组织力量对蒸压加气混凝土进行了卓有成效的实验,研究并试验生产了少量加气混凝土制品。1965年从瑞典西波列克斯公司引进成套生产技术及设备,建成了北京加气混凝土厂,近40多年来,北京加气混土厂作为我国加气混凝土厂的第一个样板,在主管部门和科研院所的大力支持协助下,对洋技术进行消化吸收和多项重大技术改造,生产能力大大增加,不仅为北京市和其他省市提供了数百万立方米的加气混凝土板材和砌块,填补了过去没有加气混凝土的空白,初步改变了过去只能使用“秦砖汉瓦”的情况,取得了可
16、观的社会经济效益,而且给加气混凝土在全国范围推广打下良好的基础。从1965年至今,我国已建加气混凝土厂200多个,分布在25个省、市、自治区。年总生产能力近1000万立方米,加气混凝土工业在我国建材行业中初步形成了一个独立的工业部门,并开始在国民经济中占据一定的地位,尤其在我国建筑工业化的发展和应用过程中,加气混凝土制品已经显示出它的优越性能。经使用证明,这些性能既可满足北方寒冷地区的需要,又能满足南方湿热地区的使用要求,是一种很有生命力和发展前途的新型建筑材料。加气混凝土经过将近一个世纪的研制、发展、生产和应用,已充分证明它是一种轻质、高效、多功能的建筑材料。它具有防火、保温、隔热、吸声等良
17、好性能和可加工性。由于它的重量轻、故对于建筑的抗震方面更为有利。所以不论用于多种工业及民用建筑体系,加气混凝土都能发挥它的优良性能和经济技术指标的可行性、先进性。在当今世界能源紧缺的情况下,欧洲国家中有的甚至把生产、应用加气混凝土提高到节约能源这一高度来加以认识。据有关部门预测,到2010年,我国能源消耗将达12亿吨标煤,而其中近一半要靠在现有耗量水平上进行节约。建筑用能约为全国总能耗的20%,其中建筑材料的使用过程中的耗能占很大比重,根据有关测算,建筑物各部分对热能的散失消耗,外墙部分占24%左右,为了减少墙体散热损失,我们必须采用保温隔热性能良好的建筑材料。这方面加气混凝土将发挥重要的作用
18、。我国建材主管部门已经在技术发展规划中明确指出,加气混凝土是新型建筑材料的重要发展品种之一。加气混凝土在我国必将得到进一步的开发和发展。第二章 对原材料的技术要求第一节 对硅质材料的技术要求硅质材料河砂、山奈或粉煤灰、炉渣、矿渣等,是生产加气混凝土,砌体的主要原料。主要提供SiO2,与钙质材料经水热合成反应生成水化硅酸钙等产物,使加气混凝土具有中够强度和各种优良的性能。1、对砂的技术要求应达到标准JC/T622-1996,其中硅酸盐建筑制品用砂标准规定要求。成 份优等品一等品合格品SiO285%75%65%K2O+Na2O1.5%3.0%5.0%CL0.02%0.03%0.03%云母0.5%0
19、.5%1.0%SO31.0%1.0%2.0%粘土3.0%5.0%8.0%不含杂质(树皮、草根)等。一些企业由于条件所限,砂的SiO2含量往往不足75%,虽然也可使用,但增加了生产控制的难度,总的说来,砂中SiO2含量是越高越好(国外通常大于90%),杂质越少越好。砂是经加水磨细成砂浆使用,其磨细度(4900孔/mc2筛余)应小于15-20%,浓度1.50-1.65kg/升,同时为了提高砂浆的活性和悬浮性,通常采用水热球磨,一般在砂中均匀掺加总干料量,1-2%的稍次生石灰的3-5%的面包头等废料,与砂、水混合磨细。2、对粉煤灰的技术要求应达到JC/T409-2001D硅酸盐建筑制品用粉煤灰标准规
20、定要求。级级细度(0.45mm方孔筛筛余)30%45%细度(0.08mm方孔筛筛余)15%25%烧失量5%10%SiO245%40%SO31%2%以上质量要求是以普通粉煤灰(CaO:10%)而制定。若采用高钙粉煤灰,因CaO的形成温度波动较大,其性质也有较大的不同,应作专门试验后方可使用。一般来说,生产工艺上应有较大的调整,才能适用高钙粉煤灰。第二节 对钙质材料的技术要求1、生石灰生石灰是生产加气混凝土的主要钙质材料。主要提供充足的有效氧化钙,与砂中的SiO2水热合成水化硅酸钙等产物,使加气混凝土具有中够的强度和各种优良性能,同时,还能提高料浆碱度和温度,促进铝粉发气,促进料浆稠化、凝结过程,
21、促进坯体硬化。对石灰的技术要求:A-CaO6-8%,消化温度50,消化速度15-20分钟,磨细度(4900孔/cm2筛余)15%,生烧灰5%。即高钙、低镁、中速、正火磨细灰、其余要求参照JC/T621-1996标准。2、水泥水泥是生产加气混凝土砌块的重要钙质材料之一。由于生石灰具有稠化快而硬化慢的特点,容易造成坯体硬化过程迟缓,延误坯体正常切割时间。水泥则是稠化快,水泥与生石灰混合使用,能有效改善料浆浇注稳定性和促进坯体正常硬化、切割,因此生产加气混凝土一般都采用生石灰、水泥混合钙质材料。水泥技术要求:选用符合GB175-1999国家标准中32.5以上的普通硅酸盐水泥。第三节 对发气材料金属铝
22、粉或铝膏的技术要求金属铝是生产加气混凝土普遍选用的发气材料。其发气原理是铝粉(膏)在碱性料浆中置换出水中的氢,即2AL+3Ca(OH)2+6H2O3CaO·AL2O3·6H2O+3H2铝粉(膏)在料浆中放出气体并形成细小而均匀的气孔,使加气混凝土具有多孔结构。因金属铝加工方法不同,其产品分为油溶性铝粉和水溶性铝膏。使用时,前者需要铝粉溶液中先加入一定量的洗衣粉或脱油脂进行脱脂处理;后者能直接溶于水中,无需脱脂,使用安全、方便经济,因此被广泛应用。铝膏溶液用水量约为铝膏用量的10-15倍。铝粉膏的技术要求:应符合JC/T407-1991加气混凝土用铝粉膏标准要求。其发气特征为
23、:2分钟前发气很慢,2分钟后大量发气,到8分钟左右开始减慢,16分钟后发气基本结束,24分钟发气完全结束。第四节 调节材料的技术要求1、石膏石膏是生产加气混凝土的重要调节材料。能抑制生石灰消解速度,延缓料浆稠化,使料浆稠化与铝粉膏发气过程相适应。在灰砂加气混凝土中的掺量一般为钙质材料的2-5%。当用块状石膏时,常与块石灰一起粉磨使用。当用粉状石膏时,可加入砂浆计量罐中与砂浆一起搅拌后使用。2、生产废料生产废料包括切割下来的面包头和浇注成型废料以及报废产品等。因含有较高碱度和较多水化硅酸钙,能有效改善浆浇注稳定性,是很好的调节材料之一,可以全部回收利用。生产废料一般是直接均匀掺入砂内,与砂一起磨
24、细成砂浆使用,其一般用量为总干料量的3-5%。第五节 所用原材料标准的技术规定参数1、水泥:GB175-1999硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥不掺加混合材料的称类硅酸盐水泥,代号P·,在硅酸盐水泥粉磨时掺加不超过水泥质量5%石灰石或粒化高炉矿渣混合材料的称型硅酸盐水泥,代号P·。普通硅酸水泥的代号P·0。硅酸盐水泥强度等级为42.5 42.5R 52.5 52.5R。普通硅酸盐水泥强度等级为:32.5 32.5R 42.5R 42.5R。2、生石灰:JC/T621-1996硅酸盐建筑制品用生石灰优等品一等品合格品A-(CaO+MgO)重量%907565MgO %258
25、SiO2 %258CO2 257消化速度min 151515消化温度 606060磨细度0.080mm筛余 1015203、砂:JC/T622-1996硅酸盐建筑制品用砂优等品一等品合格品SiO2 重量%857565K2O+Na2O %1.535有机物合格云母 %0.5051.0硫化物与硫酸盐(SO3) %1.01.02.0泥质 %3.05.08.0含水量 %888.0杂物(树皮、草根等)无无无4、铝粉膏:JC407-2000加气混凝土用铝粉膏品种代号固体分%固体分中活性铝细度0.075mm水分散性油剂型GLY-757590%筛余3%无团粒GLY-656590%水剂型GLS-707085%筛余
26、3%无团粒GLS-656585%5、石膏:建筑石膏GB9776-88优等品一等品合格品细度0.2mm方孔筛余优等5%一等10%合格15%抗压强度Mpa543抗折强度MPa2.52.11.86、粉煤灰JC/T409-2001硅酸盐建筑制品用粉煤灰级数细度(0.045mm)方孔筛余 %3045烧失量 %510SiO2 %4540SO3 %12第三章 配合及与配方计算第一节 加气混凝土的配合比加气混凝土和其他混凝土一样是由几种材料组成。因此就存在用哪几种材料,每种材料用多少的问题,配料中所采用的各种材料用量的百分比就叫作配合比。加气混凝土的良好配合比,必须满足下列要求:1、制品具有良好的使用性能,符
27、合建筑的要求。在诸多性能中,首先是体积密度和抗压强度,同时也要考虑制品的耐久性等性能。2、具有良好的工艺性能。如浇注稳定性、用料经济性、硬化时间适宜、生产工艺流程简捷及料浆流动性好等等。3、所采用原材料的品种少,而且来源广泛,价格低廉,无污染或低污染,尽可能利用当地工业废料。国内加气混凝土一般使用水泥和生石灰的混合钙质材料,并且石灰为主。硅质材料有硅砂,粉煤灰、水淬矿渣及各种尾矿形成水泥石灰砂加气混疑土制品;水泥石灰粉煤灰加气混凝土制品;水泥矿渣砂加气混凝土制品等三大系列。其配合比各有不同,根据国内外加气混凝土制品厂的实际生产情况,其配合比范围如下表:名称单位水泥石灰砂水泥石灰粉煤灰水泥矿渣砂
28、水泥%10-206-1518-20石灰%20-3018-25矿渣%30-32砂%55-6548-52粉煤灰%60-70石膏%33-5纯碱、硼砂Kg/m34、0.4铝粉膏1/万121212水料比浇注温度35-3836-4040-45铝粉搅拌时间秒30-4030-4515-25注:表中的配合比以500kg/m3加气混凝土制品计,水泥为32.5普硅水泥。第二节 加气混凝土的配合比计算1、每模加气混凝土原材料用量根据拟生产砌块的干体积密度和模具容积确定每模干料总用量,其中包括约5%的各种损失,又根据经验或小模试验结果确定原材料的比例,计算出每模原料用量,最后经生产检验,修正后确定合理的配合比和原材料用
29、量。计算方法举例如下:拟生产B05级(干体积密度500-550kg/m3、抗压强度2.5-3.5MPa)加气混凝土砌块。干体积密度计算值可取B05级的中间值525kg/m3,配料体积取模具容积2.0×1.4×0.641.79(m3/模)、【2.4×1.4×0.64=2.15(m3/模)】每模干料总重量则为1.79×5.25=941(kg/模)、【2.15×5.25=1129(kg/模)】根据一般经验选择水泥12%,石灰25%、河砂63%、铝膏12/万,水料比(W/C)为0.60,则每模加气混凝土砌块原料用量为:水 泥:12%×
30、;941=112.9(kg/模)、【135.5(kg/模)】石 灰:25%×941=235.2(kg/模)、【282.3(kg/模)】河 砂:63%×941=592.8(kg/模)、【711.3(kg/模)】铝 膏:12/万×941=1.13(kg/模)、【1.35(kg/模)】总用水量:0.6×941=564.6(kg/模)、【677.4(kg/模)】2、砂浆用量计算在实际生产中,砂是加水磨成砂浆使用,配料计算中砂的干重量应换算成一定比重的砂浆进行体积计算。若在1L砂浆中含有1kg重的干砂,这时的砂浆比重称为标准比重,砂浆的标准比重是根据实测干砂比重计
31、算而重,河砂砂浆标准比重为1.62kg/L,若用标准比重砂浆配料,即可量取与计算中干砂质量kg数相同的标准比重砂浆体积L数。如上述计算中每模河砂用量593kg、(711.3kg),即可量取标准比重砂浆593L、(711.3L)。此时标准比重砂浆所含水分为593×(1.62-1)=367.6(L/模)、【711.3×(1.62-1)=441(kg/模)】若溶解铝膏用水12kg,外加水则为564.6-367.6-12=185(kg/模)、【677.4-441-12=224.4(kg/模)】浆水总体积为593+185=778(L)、【711.3+224.4=935.7(L)】3、
32、砂浆及外加水用量调正在实际生产中,磨制的砂浆比重很难达到标准比重,一般是控制在1.50-1.64kg/L之间。根据实测比重取砂浆的体积,应在量取标准比重砂浆体积基础上进行调正,或增浆减水,或减浆增水,可按下式计算:Cs=As·式中:Cs在标准比重砂浆计算体积基础上的增减量(L)(“+”为增浆减水,“一”为减浆增水)As标准比重砂浆体积计量数(L)ds砂浆标准比重(kg/L)ds砂浆实测比重(kg/L)举例1、若砂浆实测比重为1.55kg/L,在上述计算中,量取1.55kg/L比重砂浆的增减量为:Cs=593×即量取1.55kg/L比重砂浆的体积应增加到593+75。5=66
33、8.5(L)、【711.3+90.5=801.8(L)】,此时外加水应减少到185-75.5=109.5(L)、【224.4-90.5=133.9(L)】而浆水总体积仍为668.5+109.5=778(L)、;801.7+133.9=935.7(L)举例2、若砂浆实测比重为1.64kg/L,在上述计算中,量取1.64/L比重砂浆的增减量为Cs=593×即量取1.64kg/L比重砂浆体积应减少到593-18.2=574.5(L)、【711.3-22.2=689.1(L)】。此时外加水应增加到185+18.5=203.5(L)、【224.4+22.2=246.6(L)】。而浆水总体积仍为
34、574.5+203.5=778(L)、【689.1+246.6=935.7(L)】。以上表明,砂浆比重与用量的调正可事先计算列表,供生产配料时根据砂浆实测比重直接查找砂浆用量,以缩短配料时间。4、料浆中有效CaO含量(活性CaO)简易计算方法:若石灰料浆有效氧化钙测定值为56%,生产配方中生石灰用量为25%,则料浆中有效氧化钙含量(活性)为:0.56×0.25×100%=14%B05级灰砂加气混凝土砌块的料浆活性一般控制在14%左右。第四章 计算、搅拌及浇注入模第一节 计算加气混凝土生产所用的原料有粉状物料、浆状物料等,所以物料进行计量时,应根据不同情况选用合适的计量器具,
35、因此对浆状物料如砂浆、粉煤灰浆料等一般采用体积计量罐;对粉状物料如水泥、石灰粉等均采用重量计量,使用得比较多的有杠杆式计算秤,斗式计量秤及电子传感式计量秤等;铝粉膏因属于颗粒物料且用量较小,一般选用台式计量秤即可。第二节 搅拌加气混凝土生产所需原料经严格计量后,按砂浆(煤灰浆)水泥石灰稳泡剂铝粉(铝粉膏)的先后顺序加入搅拌机内搅拌,呈均匀的混合浆体后即可浇注入模具。根据加气混凝土制品生产工艺分为搅拌机移动到所需浇注模具的地点进行浇注。另一工艺是定点浇注即搅拌机固定在一个位置上,不能移动浇注,只有移动模具来接混合浆料。为使所有物料在短时间内搅拌均匀,搅拌机必须具有高速搅拌的功能,即一般在500-
36、600转/分。必须注意的是:铝粉(铝粉膏)是在砂浆(粉煤灰浆)水泥石灰稳泡剂加入搅拌机内搅拌3-5分钟已达到均匀状态下才能加入搅拌机,并再搅拌30-45秒后应立即浇注入模。投料与操作顺序:1、向搅拌机先投入砂浆(粉煤灰浆)需要时加水加温,在搅拌状态下按先后次序投入水泥,石灰及稳泡剂,进行搅拌3-5分钟。2、投入的粉状物料(钙质材料)为投入总量的50%时,开始记录搅拌时间,全部投完约1-2min后,采样测定稠度(扩散度以直径为50mm,高为100mm,内壁光洁度较高的铜管,钢管或塑管置于平板玻璃上,注满料浆后迅速提起,测量其塌落面直径,测试前塑料管内壁与玻璃应以湿布擦拭,注入料浆应刮平)并作适当
37、调整后待浇注。若采用移动式搅拌机(浇注车),此时应将浇注车开至待注模位。3、当搅拌达到时间要求时,立即开启已预先制备好铝粉液体的铝粉搅拌罐(机)阀门,将铝粉悬浮液加入搅拌机。当铝粉搅拌时间一到,立即开启下料阀,向模具进行浇注,并测定浇注高度。4、浇注完毕,应及时将有关工艺参数填入工艺控制卡,作好原始记录。5、观察记录发气情况。至此,浇注工作结束,进入发气与静停阶段。如前所述,此阶段太多的操作,对生产有着极其重要的关系。第三节 浇注稳定性加气混凝土与密实混凝土不同,它存在着一个浇注稳定性问题,所谓浇注稳定是指加气混凝土料浆在浇注入模后,能够稳定发气膨胀而不出现沸腾、塌模的性能。要做到浇注稳定,实
38、质上就是使料浆的稠化与铝粉发气相适应。当料浆的稠化跟不上发气速度,则塌模;当料浆稠化过快则发气不畅,产生弊气、沉陷、裂缝。因此,保证浇注稳定性及是搞高加气混凝土产量、稳定质量、降低成本的关键之一。一、加气混凝土料浆的发气和稠化过程1、料浆发气膨胀过程在加气混凝土料浆中,铝粉与水在碱性环境下反应,最初生成的氢气立即溶解于液相中。由于氢气的溶解度不大,溶液很快达到饱和。当达到一定的过饱和度时,在铝粉颗料表面形成一个或数个气泡核,由于氢气的逐渐积累,气泡内压力逐渐加大,当内压力克服上层料浆对它的重力和料浆的极限剪应力以后,气泡大大推动料浆向上膨胀。气泡长大后内压力降低,膨胀近于停止;但由于氢气不断补
39、充,内压力再次加大,气泡进一步长大,料浆进一步膨胀,因此铝粉与水反应产生氢气与料浆膨胀是处于动态平衡状态。由此可知,料浆膨胀的动力是气泡内的内压力,料浆膨胀的阻力是上层料浆的重力和料浆极限剪应力。发气初期,铝粉与水作用不断产生氢气,内压力不断得到补充,此时料浆可能还处于牛顿液体状态,没有极限剪应力,因此料浆迅速膨胀。随着石灰、水泥不断水化,料浆的架结构逐渐形成,极限剪应力不断增大,这时,铝粉与水的反应仍在继续进行,只要气泡内压力继续大于上层料浆的重力和极限剪应力,膨胀就会继续下去。当铝粉与水的反应接近尾声,料浆迅速稠化,极限剪应力急剧增大,这样膨胀就会逐渐缓慢下来。当铝粉反应结束,气泡内不再继
40、续增加内压力,或者这种压力不足以克服上层料浆的重力和料浆的极限剪应力时,膨胀过程就停止了。2、料浆的稠化过程加气混凝土料浆失去流动性并具有支承自重能力的状态为稠化。稠化是由于为料浆中的石灰、水泥不断水化形成水化凝胶,使坯体中的自由水越来越少,水化凝胶对材料颗粒的粘结和支撑,从而极了剪应力急剧增大的结果。因此,料浆的稠化过程就是化学和吸附作用下,料浆极限剪应力塑性粘度逐渐增大的过程。料浆稠化意味着失去流动性,因此一根细铁丝在料浆表面划一道痕,如果料浆尚未稠化,此沟痕必然流平闭合;如果料浆已经稠化不再流动,此沟痕无法闭合,这是目前鉴定稠化的经验方法。然而,此法非常粗糙,无法定量,更不能表示其稠化过
41、程。料浆极限剪应力随时间的变化曲线,当实现稠化曲线低于理想稠化曲线,表示料浆稠化太慢,有可能产生塌模,当实际稠化曲线高于理想稠化曲线,表示料浆稠化太快,有可能产生不满模憋气现象。二、浇注过程中的不稳定现象不同品种的加气混凝土浇注稳定性的现象,有相同之处,也有不同之处,产生的原因也不尽相同。不同品种的加气混凝土为实现浇注稳定,对原材料和工艺参数的要求也不一样。如水泥一矿渣一砂加气混凝土生产中要求料浆浇注6-8min铝粉发气基本结束,否则就会出现铝粉发气时间太长而引起的收缩下沉。而以水泥、石灰为混合钙质材料的加气混凝土一般正常的发气时间为15-20min,有的甚至达到30min。在水泥一矿渣一砂加
42、气混凝土中,无论发生在料浆膨胀过程中,还是在膨胀结束后冒泡,都被认为是浇注不稳定现象。而对粉煤灰加气混凝土来说,有人认为料浆稠化后,发生在坯体表层的冒泡不一定是浇注不稳定的表现,在某些情况下甚至还是有益的。另外,对水泥矿渣砂加气混凝土,铝粉在搅拌机内的搅拌时间大于15s,就能使其基本实现均匀分布,而对掺入生石灰的加气混凝土,由于料浆粘性大,即使搅拌30s,仍可能会因铝粉搅拌不匀而造成浇注不稳定。以水泥、石灰为混合钙质材料的加气混凝土,由于石灰消化过程中的放热,使铝粉发气过程中料浆的温度不断升高,温度的变化既影响料浆的稠化又影响铝粉的发气,使它们两者间的协调比以水泥为单一钙质材料的水泥矿渣砂加气
43、混凝土更为困难。1、稳定浇注的宏观特征稳定浇注的基本要求如下:(1)料浆的发气及膨胀过程发气开始时间紧接在料浆完成浇注之后,或在料浆即浆浇完之前。料浆的膨胀不得在浇完之后长时间不起动,或者尚有大量料浆未浇注入模,而模内料浆已开始上涨。发气时,料浆膨胀平稳,模内各部分料浆上涨速度基本均匀一致致。气泡大小适当,模具各部分各层次料浆中的气泡大小均匀,。形状良好。发气即将结束时,料浆开始明显变稠,进而过到稠化和及时凝固,使料浆能够保持良好的气孔结构。料浆凝固后,发气反应及料浆膨胀结束,并能保持体积的稳定。(2)发气过程的相关工艺参数料浆的稠化速度与铝粉的发气速度应互相适应和协调一致。体积膨胀率如右图所
44、示,当铝粉开始进行发气反应时,料浆的稠度(以料浆的极限剪应力表示)处于最低值,随着发气过程继续进行,料浆极限剪应力逐步增加,直到铝粉大量发气阶段结束之前仍保持较低值;当铝粉大部分气体发出之后,料浆应进入加速稠化期,当铝粉发气基本结束时,料浆应当达到稠化点,并开始进凝结阶段。例如:对水泥石灰粉煤灰加气混凝土来说,在比较理想的状况下,铝粉发气在料浆浇注接近完毕时就已开始,料浆浇注结束后即开始膨胀,料浆平面平稳上升,此时料浆极限剪应力很小,料光保持着良好的流动性,发气激烈进行,料浆迅速膨胀,在2-10min内达到最大,12min后,发气趋缓,而稠化加速,约在20min时料浆达到稠化点,此时,料浆将表
45、现出明显塑性,用细铁丝划痕时,料浆表面能留下清晰的划沟。此后,尽管铝粉尚有微量余气产生,但料浆极限剪应力值已经足以阻止其自由膨胀,少量气体只起进一步充实气泡结构,增强气泡内压力、增强气孔结构的支承力的作用。其它品种加气混凝土,因具体工艺条件不同,这种相互适应的关系在图形上可能有所不则,但发气与稠化相互适应的要求是相同的。如果料浆的发气与稠化相互适应,浇注成型过程就是稳定的,否则,就不稳定。2、浇注过程的不稳定现象浇注过程中的不稳定现象,在不同加气混凝土品种和不同的具体情况下,有各种不同的表现,归纳起来,主要有以下几种:(1)发气过快所谓发气过快是指铝粉发气反应过早,或速度过快。例如:铝粉发气应
46、不在料浆浇注即将完毕时,而是提前在浇注过程之中,甚至提前到搅拌过程中。这样,就造成一边浇注,一边发气,气泡结构受到很大破坏,甚至使浇注失败,发气速度过快与发气过早相关,但主要表现为铝粉的反应速度。当发气速度过快时,料浆将迅猛上涨,往往造成料浆稠滞后而发生冒泡、沸腾等不良现象。(2)发气过慢发气过慢现象基基上与发气过快情况相反,即往往发生料浆膨胀困难,发不到应有高度或有其他破坏现象。(3)冒泡这种现象通常发生在料浆膨胀到一定高度或发气基本结束之后,料浆表面出现浮出气泡或是在表层料浆下鼓起气泡,随后气泡爆裂、气体散失。冒泡轻微时,只是模具中个别角落或部分域发生,严重时可以形成整个模具中普遍冒泡的局
47、面。冒泡现象可能不一定给浇注成败造成决定的影响,但必然影响料浆内部的气泡结构。冒泡严重时,由于大量气体散失,往往会造成坯体收缩下沉,甚至使坯体报废。(4)沸腾这是由于气泡结构不稳定而形成的全面破坏现象,很像水在锅内沸腾一样。沸腾现象通常都有一个渐变的发展过程,一开始可能只是局部冒泡,甚至只是个别角落或部位少量冒泡,然后逐步发展,冒泡点不但不能停止,反而迅速扩展,最终形成整个料浆气泡迅速破坏(塌模)的连锁反应。沸腾现象可能产生在发气基本结束之后,也可能产生在发气过程之中或发气初期,少数情况产生在料浆稠化之后。沸腾现象在使用水泥作单一钙质材料的水泥矿渣砂加气混凝土中产生的频率比其它加气混凝土中高些
48、。体积密度低的加气混凝土比体积密度高的加气混凝土容易产生。(5)发气不均产生这种现象时,料浆表面各部分上涨速度不一致,料浆不是平稳上升,而是某些部分因发气量大于其它部分而上涌外翻,也有上下层发气不均匀及气孔大小不合要求。这种现象往往使坯体产生层状或疏密不同的气孔结构,严重时可以造成塌模破坏。(6)料浆稠化过快料浆稠化过快一般指料浆稠化大大超前于铝粉发气结束的时间,因而对铝粉的发气和料浆顺利膨胀造成障碍,这种现象表现为坯体竖立地“长出”模框,表示料浆已失去良好的流动性。在生产中,常见的现象是憋气、发不满模、甚至料浆表面出现裂缝,同时伴随放气现象。稠化过快情况严重时,也会导致坯体的破坏、浇注失败。
49、(7)料浆稠化过慢料浆稠化过慢是指稠化大大滞后于铝粉发气结束时间,稠化慢的料浆虽然发气舒畅,但保气能力差,而且容易成成气泡偏大,料浆超常膨胀,有时还会造成料浆发满模具之后向模外溢出,这种料浆形成的包泡结构也不够稳定,容易冒泡、沸腾和塌模。(8)收缩下沉这是发气膨胀结束后料浆出现的不稳定现象。“收缩”指坯体尺寸的减小,坯体与模框之间形成间隙。“下沉”指料浆从原来膨胀高度下降。收缩下沉由多种原因引起,但总的后果都是气孔结构受到不同程度的破坏,这必然影响到制品的性能。在生产板材时,还将导致混凝土与钢筋粘着力(握裹力)减弱,对板材的结构性能带来不利影响。收缩下沉严重时,将直接造成浇注失败而成为废品。(
50、9)塌模塌模是浇注完成后,料浆在发气膨胀过程中出现一种彻底破坏的现象,多数是因料浆冒泡导致沸腾而塌模,有的是料浆在发气结束后,由于模内某一局部的不稳定,出现气孔破坏,初凝的料浆严重下沉,并牵动其余部位的料浆也失去平衡而依次逐渐形成不同程度的破坏,因而有时会出现塌半模的情况。塌模的原因也是多方面的,但结果都使浇注完全失败。四、加气混凝土浇注不稳定现象分析加气混凝土料浆浇注过程中的不稳定性问题是一种比较复杂多变的现象。它在不同品种的加气混凝土中既有共同之处,又有不同之处。1、水泥石灰粉煤灰加气混凝土的少注稳定性浇注时最理想的情况是发气和稠化同时结束,即稠化正好出现的没有体积膨胀的瞬间,但原料中石灰
51、、水泥和铝粉在与水反应过程中都发热,它们的成份与掺量的变化都会影响料浆的升温速度和绝对值,都会影响热膨胀的大小,其中,尤以石灰的影响更为显著。因此,稠化和体积膨胀完全同步是有困难的。一般铝粉发气应在料浆体积可以自由变化的状态下进行,铝粉发气完成后,料浆还允许自由膨胀一点,这就是要求的操作控制点。料浆浇注的不稳定现象,均由于此点控制不好而产生。(1)塌模及其控制前期塌模:前期塌模即发生在料浆发气过程前期的塌模,一般指浇注15min以内,在高膨胀阶段的塌模。通常由下列原因引起:A、水料比大,料浆粘度增长缓慢,气泡极易汇集成大气泡并上浮;B、铝粉颗粒太细,覆盖面积大于6000cm2/g,早期发气太快
52、;C、料浆温度太底,生石灰消化温度较低。解决办法主要围绕提高料浆的粘度,抑制铝粉发气及采用稳泡措施进行,其途径有:A、检查粉煤灰采灰点,避免使用存入时间久、出现板结的粉煤灰B、检查粉煤灰的磨细效果,保证粉煤灰细度;C、在条件许可的情况下适当加入部分石灰混磨;D、粉煤灰浆中掺入一定量的废料浆(掺入时间尽量提前);E、适当减小水料比,促使粘度迅速增长;F、加入适量水玻璃,延缓铝粉发气;G、加入一定量的可溶油等气泡稳定剂;H、配料中适当增加石灰掺量;I、延长料浆的搅拌时间。后期塌模:后期塌模即发生在料浆接近稠化时,局部发生冒泡、沉陷而引起的塌模,一般发生在15min之后,后期塌模常因石灰性能波动或石
53、灰消化速度过快引起。当采用消化速度过快,消化温度过高的石灰,由于料浆温度在模具内高度方向变化大,顶部散热快,温度较低;底部散热次之,温度较低;中部不易散热,温度最高。这样气孔压力、压力梯度、极限剪应力沿模高方向都不均匀,中部极限剪应力最大,发气就容易被抑制,欲向极限剪应力较小的地方伸展产生纵向裂缝。顶部极限剪应力最小,发气最舒畅,但当某一局部由于继续发气或气体压力的传递,亦会在顶部接断料浆表面而形成冒泡及塌模,其解决的主要途径有:A、抑制生石灰的消化速度、配料中适当增加石膏,并可考虑适量加入三乙醇胺等;B、将部分生石灰提前消化,或延长石灰存放时间;C、调整配合比,适当减少石灰用量,增加水泥用量
54、;D、不得使用过粗的铝粉(覆盖面积小于4000cm2/g)或适当减小铝粉用量;E、适当降低浇注温度。(2)冒泡程度的控制冒泡一般发生在料浆稠化之后,此时料浆已形成坯体,并不发生体积变形。冒泡是由热膨胀而引起的。当坯体中部温度高,气体压力大时,将产生膨胀力。由于坯体顶部温度低,料浆塑性强度低,就有可能在顶面的薄弱部位造成破裂,排除部分气体而使坯体内部膨胀力减小,这就是冒泡。掺有生石灰的加气混凝土,在水料比较大、铝粉发气时间较长、坯体温度升高缓慢的条件下,在料浆稠化后,经常是不冒泡而保持了浇注稳定。在水料比较小、铝粉发气时间较短时,在料浆稠化后浆出现冒泡,但不一定是破坏因素,而往往是属于正常现象,
55、正常的冒泡在生产中被看作是发气结束的一个标志,是发生在离坯体顶部3cm的深度范围内(此范围正好属面包头将被切掉),其特征是冒泡时一次放出的气体量较大,但不连续,有时是脱泡(将坯体表面冲开一片,冒出气体,而后又重新盖合坯体表面,坯体没有因此而下沉)。深入制品内部形成大孔的冒泡是不允许的,但沿模壁的冒泡(在制品外表面下的痕迹)难以避免。当坯体表面塑性强度较大,虽然坯体内部有一定的膨胀力,却不能在坯体顶面造成裂缝,气体无法排除,我们称之为憋气。(当发气后期出现面包头竖起时,往往拌随憋气现象),这时,膨胀力继续要求坯体上部形成水平裂缝,这时坯体产生破坏。因此,粉煤灰加气混凝土出现适量的冒泡,有利于获得良好的坯体,但冒泡量过多易于坯体中因料浆下沉而出现密实部分或出现深层孔洞,对坯体形成破坏。消除因憋气引起的水平裂缝,首先应该使坯体出现冒泡,增加热膨胀值。为此可以用
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