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利用粉煤灰生产混凝土小型空心砌块

放大字体  缩小字体 发布日期:2010-12-14  来源:中国混凝土网  作者:中国建材报
核心提示:利用粉煤灰生产混凝土小型空心砌块
  生产粉煤灰混凝土小型空心砌块,是将粉煤灰、水泥、砂石等主要原材料按比掺配,均匀混合,用加有适量减水剂的水适度湿化,经坯料制备,挤出成型,养护而成。采用空心砌块成型机生产,工艺简单,易操作,成本低,产品性能良好。

  粉煤灰颗粒微细,一般粒径为30滋m左右,相当于水泥的细度。粉煤灰量大面广,是一种利用价值很高的“再生资源”,是生产节能型绿色建材的好材料。用粉煤灰、水泥、砂石、适量的增塑剂和水,生产混凝土小型空心砌块,具有诸多工艺功能:①含活性SiO2,具有火山灰作用和潜在水硬性。能水化生成水化硅酸钙凝胶,可减少水泥用量。②能提高以水泥为胶凝材料的制品后期强度,控制碱—骨料反应。③降低水化热,减少受热体积和干燥干缩。④减少泌水和离析现象,改善和易性,增强产品抗压、抗折、抗拉强度。提高砌体工程质量。⑤砌块强度达到mu10以上,能增强砌体的结构力。⑥粉煤灰容重小,可减轻砌块的重量。

  利用粉煤灰生产混凝土小型空心砌块,具有一举多得的优势:可节约资源,降低能耗,减少运输量,减轻建筑业的物化劳动,节约砌体黏结料;生产工艺简单,不需大量机械设备,不需窑炉,不烧煤,不用黏土,可节约成本、能源、耕地;粉煤灰来源广,价格便宜,使用方便,省工节能,可降低产品成本,提高经济效益;可变废为宝,消除污染,保护环境;用小型空心砌块砌筑的墙体,具有隔热、保温、防噪功能。粉煤灰混凝土小型空心砌块是一种环保型绿色建材,发展前景广阔。笔者根据多年建材生产所掌握的知识,就粉煤灰混凝土小型空心砌块生产工艺谈几点浅见,仅供参考。

  原材料的选择

  粉煤灰是一种瘦化剂,无塑性。用它生产混凝土小型空心砌块,需用水泥等胶凝材料胶合凝固。粉煤灰的技术指标,应符合生产工艺的要求。实践证明,原材料是产品质量的根本保证,优质材料是产品优质的基础。生产优质粉煤灰混凝土小型空心砌块,必须选用颗粒微细的粉煤灰、清水细砂、清水小卵石(粒径小于10mm)、优质水泥、高效减水剂和纤维素。

  1.粉煤灰的选择

  粉煤灰是火电厂锅炉排出的废渣,其排出方式有干排、湿排、混排和分排。不论哪种方式排出的粉煤灰,均可用于生产混凝土小型空心砌块。粉煤灰颗粒越细越利于掺配使用,越利于坯体成型。

  粉煤灰的物理性能。粉煤灰为多孔结构,对水的吸附能力大,含水分30%的粉煤灰仍呈松散状态。其物理性能因原煤产地(种类)和电厂锅炉负荷的高低而异,差别较大。粉煤灰的物理性能,详见表1。

  粉煤灰的化学性能。粉煤灰的化学性能因原煤种类(产地)而异,差别较大。其金属氧化物中的氧化铝、氧化铁、氧化锰含量略高。粉煤灰的化学成分,见表2。

  粉煤灰的技术指标。粉煤灰粒径可分为粗灰、中粗灰、细灰3类,经45滋m孔径筛筛分的筛余量分别为:粗灰30%左右,中粗灰20%~25%,细灰10%~15%。用于生产混凝土小型空心砌块的粉煤灰粒径应小于0.5mm,烧失量应小于10%,活性SiO2应大于50%,SO3应小于3%,含泥量应小于1%。如果SO3大于3%,则会影响砌块的强度和耐久性。如果烧失量大于10%,则会致使未与胶凝材料发生结合的残余碳浮于坯体表层,影响坯体的强度。

  2.集料的选择

  粉煤灰属无塑性原料,用它生产混凝土小型空心砌块,必须掺配相应比例的胶凝材料和骨料。

  胶凝材料的选择。视资源条件选用42.5级以上的普通硅酸盐水泥、硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥或硅镁水泥。

  骨料的选择。骨料在砌块中起着骨架作用,既增强了砌块的强度,又减少了砌块的收缩裂缝。选择骨料应控制粒径,一般采用10mm以下细度的清水卵石、清水细砂,有条件时可采用5mm~10mm细度的砖瓦碎屑或矿渣代替卵石,也可用煤矸石粉或硅灰代替细砂,便能与水泥一道发挥更好的活化作用。

  增塑剂的选择。加入水中的增塑剂,可采用减水剂中的木质素磺酸盐类、多元醇类、羟基酸盐类、聚氧乙烯烷基醚类或腐殖酸类。

  骨料粒径的控制。骨料颗粒应均匀一致,其最大粒径不得大于砌块最小壁(肋)厚度的1/3,细砂须经60滋m孔径筛筛分除渣;卵石须经90滋m孔径筛筛分除粗;粉煤灰须经45滋m孔径筛筛分除渣。为使混凝土畅通进入机体模具,均匀充满模壁,提高砌块的密实度,且防止损坏机件,须在成型机入料口处装上10mm以下孔径的网筛。

  混合料配比

  合理掺配混合料是确保粉煤灰混凝土小型空心砌块成型优质的重要环节。粉煤灰在混凝土小型空心砌块中的掺量,一般占胶凝材料的比率为:粗灰12%~15%、中粗灰15%~18%、细灰18%~20%。混合料中的粉煤灰掺量,既可取代相同重量的胶凝材料,又可取代相同体积的骨料。取代的粉煤灰所获得的强度增加效应,可补偿活性砂、石等骨料的强度损失。科学测定混合料配比是提高坯体强度的关键工艺,混凝土拌和物配合比,详见表3。

  挤压成型工艺

  粉煤灰混凝土小型空心砌块的坯体成型,主要由空心砌块成型机完成。该工艺具有以下优点:①生产工艺简单,便于操作,可实现连续生产;②被挤出料为塑性,含水率低,收缩率小,坯体密实度高;③粗骨料与粗骨料相互搭接的孔隙可通过水泥和细集料填充,增强水化产物间的相互结合,提高成型坯体强度;④制品质地均匀,表面平整,不需焙烧,砌块强度>mu10;⑤提高砌筑效率,省工省料,节约成本。

  1.砌块的规格尺寸

  粉煤灰混凝土小型空心砌块外形多为直角六面体,其规格尺寸为390mm×190mm×190mm,空心率为49.8%;孔壁厚度为30mm~35mm,边肋厚度为25mm~30mm,中肋厚度为40mm~50mm,壁、肋的锥度均为5mm,芯柱尺寸不小于120mm×120mm。此规格尺寸既利于成型时均匀布料,确保砌块壁、肋的密实度均匀一致,也便于坯体脱模。

  2.主要的机械设备

  生产粉煤灰混凝土小型空心砌块的主要设备有:①振动筛:用于控制粉煤灰和骨料粒径(孔径各异)。②配料秤:用于集料计量,按比例精确配料。③混凝土搅拌机:用于混合料搅拌、捏合,制备成坯料。④空心砌块成型机:用于拌合料挤压成型。⑤皮带运输机:用于原材料和坯料输送或仅输送坯料。⑥自动同步切割机:用于坯体切割定型。⑦粉碎机:用于矿渣、砖瓦渣、煤矸石、筛余料等骨料的粉碎。⑧洒水器:用于给混合料均匀洒水。⑨坯体养护场(库):用于湿坯体养护。⑩其他设备:板车和成品堆放场地等设备。

  3.混合料搅拌与成型

  混合料须经搅拌机强制搅拌、捏合制成坯料,然后经过成型机挤压成型,再经切割机切割成坯体。其整个成型过程的工艺流程是:

  混合料搅拌是粉煤灰混凝土小型空心砌块生产的关键工艺,决定坯体成型强度的高低。在操作上必须环环相扣,从严把关。

  混合料搅拌加工。混合料的适度湿化及搅拌的均匀程度,对坯体的外形和内在质量有很大影响。因而在搅拌工艺上须把住5关:①集料应先行干混,然后加入相应量的含有适量减水剂的水进行湿混,将集料高度混匀。②集料的含水率至关重要,一般控制在17%~20%以内,过高或过低都会影响坯体的初期强度。③在集料中加入适量的长度为5mm~10mm的木纤维或维纶纤维或玻璃纤维,与集料一道搅拌、捏合。④输入的集料不能超量,超量会加大搅拌机的负荷,影响正常运转而导致混合料搅拌不均匀。⑤集料湿混须均匀搅拌、捏合制成稠度适中的半干性混凝土,以提高成型坯体的初期强度。

  混凝土挤压成型。混凝土挤压成型过程决定坯体的密实度和成品强度,是决定砌块质量的关键工艺。根据GB/T15229-2002的规定,外墙小型空心砌块强度等级应不小于mu5.0,内墙应不小于mu3.5。小型空心砌块的主要性能指标,详见表4。

  挤压成型工艺的运作程序是:皮带运输机将半干性混凝土输入空心砌块成型机;成型机旋转着的螺旋将混凝土往模具内均匀推进、液压挤实,形成坯条;振动器将坯条进一步振动密实,坯条产生的推力推动成型机向前移动,通过成型机上的抹光板抹光;挤压机产出连续的坯条,经同步切割机自动切割成块状坯体。

  坯体的养护

  坯体的养护方法,可采用自然养护法辅以人工养护法。

  1.自然养护工艺

  自然养护是将坯体连同托板一起平稳放入坯场,盖上塑料薄膜进行保温保湿养护,以提高坯体的早期强度。静养24h后,便可进行坯场码垛覆盖,洒水养护;也可放入塑料大棚内,利用太阳能养护。每天洒水的次数应视气候、季节而定,洒水量以保持坯体的潮湿状态为度,以维持水泥水化反应的正常进行。养护两周后揭掉坯体上的覆盖物,自然养护28d后已基本干燥,成为硬性成品。

  2.人工养护工艺

  坯体人工养护工艺是采用蒸气养护,不受气候、季节的限制,可实现常年生产,且砌块质地均匀度高。但是,人工养护需要库房和设备,投入较大,成本较高。有条件的大中型建材企业,可采用人工养护法辅以自然养护法。

  3.自然养护应注意的工艺要点

  坯体的自然养护,工艺上必须把住5关:①坯场应高度平坦,避免坯体在养护过程中变形或断裂。②坯体码垛不能过高,一般码4~5层,最高不超过6层,如果再高,会压坏底层坯体。③冬季生产的坯体应采取保温养护措施,或采用掺早强剂等技术手段促进坯体硬化。④养护初期要防止暴雨袭击或烈日暴晒,避免坯体表面损伤或产生裂纹。⑤切实加强坯场管理,落实养护职责和措施,以避免养护过程中人为的坯体质量缺陷损失。

  成品检验和堆放

  粉煤灰混凝土小型空心砌块成品应先行检验,合格后按强度等级、质量等级分别堆放,并编号加以标明。堆放管理应把好三关:①堆放成品的库房或场地应干燥、通风、平整,堆垛须码端正,防止倒塌;②堆垛的高度不超过1.6m,堆垛之间应保持适当的通道,以便搬运;③堆场要落实防雨措施,防止砌块吸水,避免砌块上墙时因含水率过高而导致墙体开裂。粉煤灰混凝土小型空心砌块的物理力学性能,详见表5。
 
 
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