加气混凝土生产线的现状与发展

加气混凝土生产线的现状与发展

自20世纪60年代以来，中国的加水混凝土已经历了两个快速发展阶段：70年代和80年代。20世纪90年代，它进入了第三个快速发展阶段。随着我国限制生产、使用粘土实心砖的力度加大和第二步节能的实施及向冬冷夏热的长江流域及中南地区扩延，进入21世纪以来，加气混凝土进入加速发展时期。其突破了部门界限、行业界限、所有制界限，呈跨行业、跨部门、多种经济成分，并朝着大规模、多品种、高技术方向发展。1生产企业发展现状据不完全统计，目前已有不同生产能力、不同装备水平的生产线超过200条，年生产能力超过1500万m3。根据邵英纯同志2000年的调查并对201条生产线规模、技术装备水平进行的如表1的分类、评价，可以看出，这201条生产线的年规模从2万～20万m3不等，技术装备水平从人工磅秤计量、人工切割坯体的手工作坊生产，到全机械化自动化生产参差不齐，产品质量也相差悬殊。表1的调查表明，第1、2类生产线厂家年生产量占全国产量的70%，产品质量较好，是我国加气混凝土生产的主力军，标志着我国现阶段加气混凝土生产工艺技术和装备水平。第3类企业数量占全国生产线的60%，而生产能力仅占全国的30%，产量低，质量普遍较差，急需用先进适用的技术加以改造和提高。加气混凝土在中国发展的第一阶段，即20世纪60年代后半期至80年代上半期，以11条自主开发的6m翻转切割机技术为特征的生产线为代表，这些生产线至今仍是我国加气混凝土生产的主力。第2阶段即80年代后半期至90年代中期，这一阶段以上海杨浦的预铺钢丝卷切式切割机、常州建材设备厂开发的预铺钢丝提升式切割机、消化吸收引进的司梯玛切割机及消化缩短的海波尔切割机为主体建设的一批生产线，同时也发展了一大批人工钢丝切割的土法生产线。第3阶段即80年代末到90年代是以缩小改进了的翻转式切割机为主体，加上预铺钢丝提升式切割机和缩短了的海波尔切割机及消化、简化、改型的伊通式切割机并存发展的阶段。这一阶段生产线规模相应扩大，以年产5万～10万m3为主，生产线技术装备水平普遍提高，一批简易生产线开始用上述技术进行改造。2生产企业技术和装备1965年北京市从瑞典引进西波列克斯（Siporex）成套技术和装备，建设了我国第1个加气混凝土厂———北京加气混凝土厂。20世纪80年代相继从德国引进了丹麦司梯玛（Stema）二手设备，从波兰引进马尼波尔（Unipol）关键设备和技术，从罗马尼亚引进了仿制的海波尔（Hebel）关键设备和技术，分别在南通、杭州、齐齐哈尔、北京、上海、天津、哈尔滨建成相应的生产线。经过20多年的使用，因模具锈蚀、主机设备老化，影响生产正常进行。北京加气混凝土厂于1990年从德国道斯腾（Dorstener）公司引进该公司模仿伊通（YTONG）技术制造的切割机和配料系统进行改造，运行至今情况良好。1995年上海建筑材料总公司、台湾嘉新水泥有限公司以及德国伊通公司（以商标无形资产投入）合资在上海组建了上海伊通有限公司，总投资2700万美元，从德国伊通公司引进主机设备及技术，年生产能力20万m3，可生产加气混凝土砌块、内外墙板、楼板、屋面板。1993年南京建通墙体材料总公司从德国引进威汉Ⅰ（WEHRHAHNⅠ）二手搅拌机、模具、切割机，建成年产不到10万m3的加气混凝土砌块生产线，随后在1996年该公司又与日本旭硝子株式会社、日本伊滕忠株式会社、伊滕忠（中国）集团有限公司共同出资组建南京旭建新型建筑材料有限公司，总投资4450万美元，引进用瑞典西波列克斯技术设备在日本所建生产线的部分二手设备及由瑞典重新制造的西波列克斯改型机，建设年生产能力20万m3，经改造可达年产30万m3能力的生产线。该生产线可生产内外墙板、楼板、屋面板、砌块，但以生产销售加气混凝土内外墙板为主。1997年～2000年，沈阳利用瑞典政府环保贷款引进瑞典一位工程师开发的技术和装备，建设了华瑞建材制造有限公司；常州市第二水泥厂引进了德国新组建的赫腾公司按伊通切割机模式开发的切割机、掰分机，建成了常州加气混凝土有限公司。目前这2条生产线均已建成并试车，将全部投产。2002年山东东营胜利油田从韩国引进威汉Ⅱ（WEHRHAHNⅡ）成套技术和装备，即将开始建设。上海万邦航运集团、天津市建材集团公司也决定从国外引进关键设备———切割机和掰分机，建设年产20万m3生产线，目前正在设计和运作中。到目前为止，我国除没有引进荷兰裘洛克斯生产技术及装备外，国际上现有的加气混凝土生产技术和装备基本上都引进了。国外技术和设备的引进，进一步促进了我国加气混凝土工业的发展，加快了我国加气混凝土技术进步的步伐。3生产含水泥胶结料生产的生产技术伊通公司最早采用油母页岩、烧石灰作为生产加气混凝土的原材料，后发展为生石灰—水泥—砂子配料，其中胶结料以石灰为主，水泥仅占5%。西波列克斯公司最早以水泥—砂配制生产加气混凝土，后又开发了水泥—矿渣—砂组合及水泥—生石灰—砂组合。目前，胶结料中以水泥为主，水泥用量超过生石灰。海波尔、威汉均以水泥—生石灰—砂为组合，胶结料以水泥为主，水泥比例高于生石灰。在国外仅有波兰和罗马尼亚、英国少数企业，采用水泥—生石灰—粉煤灰组合生产加气混凝土产品。我国一开始就研究开发水泥—石灰—粉煤灰组合配料及水泥—石灰—砂组合配料，用粉煤灰生产加气混凝土的企业约占全部企业的3/4以上，其产量也占全部产量的70%以上。其生产、应用数量之大，利用粉煤灰之多，利用企业之广，利用经验之丰富在世界上是绝无仅有的。西方发达国家因燃煤电厂少，几乎不用粉煤灰生产加气混凝土，也就缺乏这方面的实践经验。利用粉煤灰生产加气混凝土是我国对世界加气混凝土工业的一大贡献。利用工业固体废弃物生产加气混凝土，仍将是我国加气混凝土工业的努力方向。配方是加气混凝土生产的关键之一，直接影响到生产的稳定性和产品的质量、生产成本。生产配方应具有良好的浇注稳定性、恰当的坯体硬化时间、较好的物理力学性能及制品无裂纹等缺陷。一个成熟的配方要经过小试、中试并在实际生产中多次调整后才能形成。由于我国的原材料质量，尤其是生石灰很不稳定，配方也就不能一成不变。因此，一个工厂需要选定几个基本配方，以便适应原材料的变化。4西波列克斯加工和研制为了提高生产效率，减少设备投入，加气混凝土生产都采用大体积模具浇注坯体，然后再用钢丝分割成所需的规格尺寸。而不采用平模或成组立模生产，因此，切割机就成为加气混凝土生产中的关键设备。自加气混凝土从20世纪30年代诞生至今70年以来，已研制成功多种不同用途、适应不同要求的切割机，大体分类如下：(1)以裘洛克斯（DUROX）切割机为原型及由其衍生的海波尔（Hebel）切割机，威汉Ⅰ型（WEHRHAHNⅠ）切割机，乌尼波尔（Unipol）切割机系列。(2)伊通切割原型机，伊通改进机，道斯腾伊通仿型机，仿型改进机，伊通中国改型简化机，伊通赫腾改型简化机系列。(3)中国翻转切割原型机、翻转改进机系列。(4)中国预铺钢丝卷切机、预铺钢丝提切机Ⅰ、预铺钢丝提切改进机Ⅱ。(5)西波列克斯原型机、改进机Ⅰ、改进机Ⅱ、改型机。(6)西波列克斯单丝、单块切割吸运升降机。(7)威汉公司消化、提高中国翻转切割方式，结合德国伊通侧立养护工艺的混合型即威汉Ⅱ型机，东莞新一代机。(8)斯梯玛型小型机。为了发展我国加气混凝土的需要，在引进西波列克斯技术后，除为了援助阿尔巴尼亚的需要，于1971年组织消化翻版西波列克斯成套技术，并于1978年在北京矽酸盐厂建成仿西波列克斯生产线外，我国于1974年就开始组织独立研制加气混凝土用切割机，即6m翻转切割机，应用于设计年生产能力为10万m3的哈尔滨加气混凝土生产线。紧接着原建材部下达计划由陕西玻璃纤维机械厂一批制造13台，分别用于乌鲁木齐、兰州、西安、长春、沈阳、鞍山、上海、合肥、武汉、邯郸、天津、唐山、郑州加气混凝土厂建设（其中哈尔滨、上海因改造而停用），并不断完善和改进，其年生产能力已达20万～24万m3，超过设计能力1倍多。后又在东莞用该机建立了1条年产20万m3生产线，显现了独特的优势。为了适应国内市场需要和业主筹资、投资能力，在原理、结构都不变情况下，将其缩短用于3.9m长坯体的切割，并吸收伊通水平切割的思路加以改进。中国翻转机的垂直切割方式又被伊通借鉴，通过互相学习，达到互相提高。翻转式切割机已成为我国加气混凝土工业主要机型，在我国现有切割机中约占50%以上。中国翻转切割机，构造简单、结构紧凑、制造容易、操作简便、维护简单、用材节省、投资低。经完善，其功能可进一步扩展，是拥有我国自主知识产权的一种机型。继翻转切割机研制成功后，上海煤渣砖厂结合厂情于20世纪80年代初，研制了简易的预铺钢丝卷切式切割机，缓解了加气混凝土发展之急需。20世纪80年代初在原国家建材总局、中国加气混凝土协会组织下，由北京建筑材料设计院研制，与常州建材设备厂共同开发成功预铺钢丝提升式切割机，并推广多家，至今还有订货。在引进罗马尼亚仿海波尔长杆式切割机和斯梯尔切割机后，原国家建材总局与加气混凝土协会又组织常州加气混凝土研究中心消化吸收，开发成功仿斯梯尔切割机和仿海波尔3.9m长杆式切割机。90年代初，在原国家建材局科技司资金支持和中国新型建筑材料（集团）公司组织下，由常州加气混凝土研究中心消化、仿制、简化了伊通切割机，研制成伊通中国改进简化型切割机。这些机型的研制成功，解决了发展加气混凝土的关键设备问题，有力地促进了中国加气混凝土的发展。5停止并维护螺母的静停止5.1坯体硬度检测坯体切割时需有适当的硬度（强度），因此加气混凝土从浇注发泡到切割之间需有一定的静停硬化时间，使其具有满足搬运和切割所需的硬度。不同切割方式需要不同的坯体强度，不同静停环境、不同静停时间、不同配料使坯体具有不同硬度。中国建筑东北设计院提出，坯体切割强度应控制在50kPa左右；中国新型建筑材料工业杭州设计研究院在武汉硅酸盐制品厂实测坯体的切割强度为56～78kPa；武汉工业大学在一份报告中提出，国内翻转切割的坯体切割强度应在45～80kPa。目前我国加气混凝土切割机使用越来越普遍，掌握适当的坯体切割强度显得更为重要。坯体硬度可用锥入法测定。坯体静停有2种环境：(1)在浇注成型车间的室温下静停硬化；(2)在40～60℃的热室中静停硬化。后者可加快坯体硬化速度、缩短静停时间、减少坯体内外温差、加速模具周转。国内生产线两者兼而有之，国外亦然。5.2混凝土雕塑5.2.1蒸压釜养护坯体切割后一般直接送入蒸压釜进行高压蒸汽养护。近年来，国内少数企业在蒸压釜前又加砌了一个普通蒸汽养护室，切割后的坯体在养护室中养护硬化一段时间，使其初步水化再送入蒸压釜进行高压蒸汽养护，其目的是缩短蒸压养护时间，减少蒸压釜台数。5.2.2蒸压维护切割后的坯体以2种状况送入蒸压釜中进行养护，一种为平放，另一种为侧立。(1）侧立养护企业研究进辕粘连产生原因及企业面临的问题伊通切割机及其改进衍生机，道斯腾仿伊通机、赫腾仿伊通改进简化机、中国仿伊通改型简化机及改型机、东莞新一代结合型机和威汉Ⅱ型机切割的坯体均侧立进釜养护。坯体侧立时其高度一般在1200mm，如图1所示。在侧立状况下入釜养护，不管什么样的原料组合制成的坯体在自重作用下，在蒸压养护过程中，坯体切缝处都发生不同程度的粘连，粘连程度由上至下逐步加重，使出釜制品（砌块或板材）粘在一起难以分开，需用专门的掰分机才能将其分开。采用侧立养护的国外加气混凝土生产厂，均配备了不同构造形式的掰分机。北京加气混凝土厂生产线、上海伊通有限公司生产线及常州加气混凝土有限公司生产线都配有掰分机。北京加气混凝土厂于1998年已经制造成功掰分机，至今已使用4年多，性能良好，并可供应市场。在蒸压釜后不配备掰分机，必然会用锤敲、斧劈方式将出釜粘连制品分开。其后果一方面损坏制品棱角和表面，影响产品尺寸、外观并降低产品合格率；另一方面需配置大量工人在现场劈，劳动条件很差，这在年生产量大时更加突出，冬、夏2季更加艰辛。对于板材来说，不配掰分机根本不能生产，严重影响板材市场的开拓以及企业盈利的增加。目前，我国采用侧立进釜养护的企业大部分未配备相应的掰分机，几乎全部用锤敲、斧劈。因此，所有采用侧立养护制品的企业在蒸压釜后都必须配备掰分机。(2）梯玛切割的制作平放是按坯体在模中发气膨胀后的状况进行切割并送进釜进行蒸压养护，或坯体经翻转90°侧立进行切割，切割后再翻回原状送进蒸压釜养护，如图2所示。西波列克斯原型机、改进机、改型机，海波尔、乌尼波尔长杆机，裘洛克斯蓖条机，威汉Ⅰ型长梁机，斯梯玛切割机，预铺钢丝卷切及提切机切割的坯体，均属平放进釜养护。由于坯高仅600mm，且均为垂直切缝，因此不管用什么原材料组合成的坯体，在蒸压养护后不会发生制品切缝粘连问题。国内外大量生产实践均证明了这一点。切缝的粘连只与坯体进釜养护时状况有关，而与切割机的构造、切割方式无关，即便坯体侧立切割只要再翻回来，平放进釜也不会发生粘连问题，我国翻转切割工艺即如此。如侧立切割后不翻回来，而直接进釜侧立养护就会粘连，德国威汉Ⅱ翻转侧立切割工艺即属此类。沈阳华瑞建材制造有限公司的坯体是在水平状态下切割，而后翻转侧立进釜养护，制品出釜就粘连。采用完全仿伊通的侧立切割工艺又侧立养护必粘无疑。侧立养护后如配置掰分机或进釜前翻回来就可解决粘连问题。因此，在投资建厂时，在工艺设计及设备造型上必须注意解决上述问题。6生产线建设情况自原国家建材局和国家经贸委发布导向意见以来，加气混凝土生产线建设规模一般都在年产5万m3以上，不少企业按照年产10万m3设计建设，有部分企业考虑建设年产20万～30万m3生产线。生产线均采用不同的机械切割和采用电子秤进行配料。部分人工切割的企业也开始添置切割机进行改造，扩大规模，产品质量有了极大提高，这是加气混凝土工业的一大进步，非常可喜。7混合料浆生产设备由于市场的拉动，许多业主除了投资生产经营加气混凝土产品外，不少机械制造企业，配套材料企业纷纷投资开发新技术、新装备、新材料或改造、改进现有技术、设备、材料。我国已有几十家厂家生产供应铝粉、铝粉膏；开发研制和消化电子秤、电脑自动配料技术系统；适应不同原材料组合的混合料浆搅拌机；十多家企业从事切割机的研制开发、制造销售；从事蒸压釜制造开发的企业也有十多家，蒸压釜的直径从Φ1.6m扩大到Φ3m以上，长度从21m、28m增加到33～40m，釜门开启也从单一的吊挂侧开发展到上开，蒸压养护的配汽，也已实现自动控制。制品深加工进一步发展，可对板材表面进行各种花纹、图案铣削加工，以丰富建筑立面，增加建筑美感。砌块、板材的应用技术进一步完善，砌筑及抹面砂浆相应解决。这一切都是靠企业投入实现的，为我国加气混凝土的快速发展提供了强有力的支持。8生产企业应注意的几个问题(1)就整个加气混凝土行业而言，土法上马、生产工艺简陋落后的企业所占比重还很大，急需进行改造提高，并扩大规模。对那些规模太小、产品质量差、周围市场不大，又无力改造或不值得改造的企业应加以关闭、淘汰。低水平因陋就简重复盲目建设、低成本扩张、低质量生产的问题仍然存在，尚未得到根本解决。(2)加气混凝土质轻，抗压强度偏低，适于做围护填充及内墙隔断，不宜做承重墙，因此在框架建筑、高层框架剪力墙建筑、钢结构建筑极少，对填充材料需求又很少的地方与城市，不宜新建加气混凝土生产线。由于有些投资者对这些情况不了解，盲目上马，最后产品销不出去，背上包袱。有些城市自己没有什么市场，建成生产线后专供其他城市，一旦这些城市自己上生产线，就会非常被动。因此，任何投资者在建设加气混凝土生产线时，必须认真进行当地及周围一定半径地区的市场调查和分析。(3)工艺设备设计水平普遍比较低，新建生产线太简单，有的工序不全，设备不配套。在生产线建设中专业化、社会化分工的观念不强，例如，铝粉是易爆物品，本应由专业厂生产供应，