利用粉煤灰生產(chǎn)混凝土小型空心砌塊

摘要:介紹粉煤灰混凝土小型空心砌塊生產(chǎn)的原材料選擇、粉煤灰性能、混合料處理、砌塊成型與養(yǎng)護(hù)等工藝技術(shù)及其優(yōu)越性,指出粉煤灰混凝土小型空心砌塊是一種利廢節(jié)能的新型墻體材料。

關(guān)鍵詞:粉煤灰 膠凝材料 骨料 混凝土 空心砌塊 工藝

    生產(chǎn)粉煤灰混凝土小型空心砌塊,是將粉煤灰、水泥、砂石等主要原材料按比摻配,均勻混合,用加有適量減水劑的水適度濕化,經(jīng)坯料制備,擠出成型,養(yǎng)護(hù)而成。采用空心砌塊成型機(jī)生產(chǎn),工藝簡(jiǎn)單,易操作,成本低,產(chǎn)品性能良好。

    粉煤灰顆粒微細(xì),一般粒徑為0. 3 mm左右,相當(dāng)于水泥的細(xì)度。粉煤灰量大面廣,是一種利用價(jià)值很高的“再生資源”,是生產(chǎn)節(jié)能型綠色建材的好材料。

    用粉煤灰、水泥、砂石、適量的增塑劑和水,生產(chǎn)混凝土小型空心砌塊,具有諸多工藝功能。①含活性SiO2 ,具有火山灰作用和潛在水硬性。能水化生成水化硅酸鈣凝膠,可減少水泥用量;②能提高以水泥為膠凝材料的制品后期強(qiáng)度,控制堿———骨料反應(yīng);③降低水化熱,減少受熱體積和干燥干縮;④減少泌水和離析現(xiàn)象,改善和易性,增強(qiáng)產(chǎn)品抗壓、抗折、抗拉強(qiáng)度。提高砌體工程質(zhì)量;⑤砌塊強(qiáng)度達(dá)到MU10以上,能增強(qiáng)砌體的結(jié)構(gòu)力;⑥粉煤灰容重小,可減輕砌塊的重量。

    利用粉煤灰生產(chǎn)混凝土小型空心砌塊,具有一舉多得的優(yōu)越性。①可節(jié)約資源,降低能耗,減少運(yùn)輸量,減輕建筑業(yè)的物化勞動(dòng),節(jié)約砌體粘結(jié)料;②生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,不需大量機(jī)械設(shè)備,不需窯爐,不燒煤,不用粘土,可節(jié)能源、耕地;③粉煤灰來(lái)源廣,使用方便,省工節(jié)能,可降低產(chǎn)品成本,提高經(jīng)濟(jì)效益;④可變廢為寶,消除污染,保護(hù)環(huán)境;⑤用小型空心砌塊砌筑的墻體,具有隔熱、保溫、防噪功能。粉煤灰混凝土小型空心砌塊是一種環(huán)保型綠色建材,發(fā)展前景廣闊。筆者根據(jù)多年建材生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn),就粉煤灰混凝土小型空心砌塊生產(chǎn)工藝談幾點(diǎn)淺見(jiàn)。

1 原材料的選擇

    粉煤灰的技術(shù)指標(biāo),應(yīng)符合生產(chǎn)工藝的要求。實(shí)踐證明,原材料是產(chǎn)品質(zhì)量的根本保證,優(yōu)質(zhì)材料是產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)。生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)粉煤灰混凝土小型空心砌塊,必須選用顆粒微細(xì)的粉煤灰、清水細(xì)砂、清水小卵石(粒徑小于10mm) 、優(yōu)質(zhì)水泥、高效減水劑和纖維素。

1. 1 粉煤灰的選擇

    粉煤灰是火電廠(chǎng)鍋爐排出的廢渣,其排出方式有干排、濕排、混排和分排。不論哪種方式排出的粉煤灰,均可用于生產(chǎn)混凝土小型空心砌塊。粉煤灰顆粒越細(xì)越利提高產(chǎn)品的性能。

1. 1. 1 粉煤灰的物理性能

    粉煤灰為多孔結(jié)構(gòu),對(duì)水的吸附能力大,含水分30 %的粉煤灰仍呈松散狀態(tài)。其物理性能因原煤產(chǎn)地(種類(lèi))和電廠(chǎng)鍋爐效率的高低而異,差別較大。粉煤灰的物理性能見(jiàn)表1。

 

1. 1. 2 粉煤灰的化學(xué)性能

    粉煤灰的化學(xué)性能因原煤種類(lèi)(產(chǎn)地)而異,差別較大。其金屬氧化物中的氧化鋁、氧化鐵、氧化錳含量略高。粉煤灰的化學(xué)成分,見(jiàn)表2。

 

1. 1. 3 粉煤灰的技術(shù)指標(biāo)

    粉煤灰粒徑可分為粗灰、中粗灰、細(xì)灰三類(lèi),經(jīng)0.45mm孔徑篩篩分的篩余量分別為:粗灰30 %左右,中粗灰20%~25% ,細(xì)灰10 % ~15 %。用于生產(chǎn)混凝土小型空心砌塊的粉煤灰粒徑應(yīng)小于0. 5 mm,燒失量應(yīng)小于10 % ,活性SiO2 應(yīng)大于50 % , SO3 應(yīng)小于3% ,含泥量應(yīng)小于1 %。如果SO3 大于3 % ,則會(huì)影響砌塊的強(qiáng)度和耐久性。如果燒失量大于10 % ,則會(huì)致使未與膠凝材料發(fā)生結(jié)合的殘余碳浮于坯體表層,影響坯體的強(qiáng)度。

1. 2 集料的選擇

    生產(chǎn)混凝土小型空心砌塊,須摻配相應(yīng)比例的膠凝材料和骨料。

1. 2. 1 膠凝材料的選擇

    視資源條件選用42. 5級(jí)以上的普通硅酸鹽水泥、硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥或硅鎂水泥。

1. 2. 2 骨料的選擇

    骨料在砌塊中起著骨架作用,既增強(qiáng)了砌塊的強(qiáng)度,又減少了砌塊的收縮裂縫。選擇骨料應(yīng)控制粒徑,一般采用10 mm以下細(xì)度的清水卵石、清水細(xì)砂,有條件時(shí)可采用10 mm細(xì)度的磚瓦碎屑或礦渣代替卵石,也可用煤矸石粉或硅灰代替細(xì)砂,便能與水泥一道發(fā)揮更好的活化作用。

1. 2. 3 增塑劑的選擇

    加入水中的增塑劑,可采用減水劑中的木質(zhì)素磺酸鹽類(lèi)、多元醇類(lèi)、羥基酸鹽類(lèi)、聚氧乙烯烷基醚類(lèi)或腐殖酸類(lèi)。

1. 2. 4 骨料粒徑的控制

    骨料顆粒應(yīng)均勻一致,其最大粒徑不得大于砌塊最小壁(肋)厚度的1/3,細(xì)砂須經(jīng)0. 60 mm孔徑篩篩分除渣;卵石須經(jīng)0. 9 mm孔徑篩篩分除粗;粉煤灰須經(jīng)0. 45 mm孔徑篩篩分除渣。為使混凝土?xí)惩ㄟM(jìn)入機(jī)體模具,均勻充滿(mǎn)模壁,提高砌塊的密實(shí)度,且防止損壞機(jī)件,須在成型機(jī)入料口處裝上10 mm以下孔徑的網(wǎng)篩。

2 混合料配比

    合理?yè)脚浠旌狭希谴_保粉煤灰混凝土小型空心砌塊成型優(yōu)質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。粉煤灰在混凝土小型空心砌塊中的摻量,一般占膠凝材料的比率為:粗灰12%~15% ,中粗灰15%~18%、細(xì)灰18% ~20 %?;旌狭现械姆勖夯覔搅浚瓤扇〈嗤亓康哪z凝材料,又可取代相同體積的骨料。取代的粉煤灰所獲得的強(qiáng)度增加效應(yīng),可補(bǔ)償活性砂、石等骨料的強(qiáng)度損失??茖W(xué)的確定混合料配比是提高坯體強(qiáng)度的關(guān)鍵,混凝土拌和物配合比見(jiàn)表3。

 

3 擠壓成型工藝

    粉煤灰混凝土小型空心砌塊的坯體成型,主要由空心砌塊成型機(jī)完成。該工藝具有優(yōu)點(diǎn)為:①生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,便于操作,可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn);②被擠出料為塑性,含水率低,收縮率小,坯體密實(shí)度高;③粗骨料與粗骨料相互搭接的孔隙可通過(guò)水泥和細(xì)集料填充,增強(qiáng)水化產(chǎn)物間的相互結(jié)合,提高成型坯體強(qiáng)度;④制品質(zhì)地均勻,表面平整,不需焙燒,砌塊強(qiáng)度>MU10;⑤可提高砌筑效率,省工省料,節(jié)約成本。

3. 1 砌塊的規(guī)格尺寸

    粉煤灰混凝土小型空心砌塊外形多為直角六面體,其規(guī)格尺寸為390 mm ×190 mm ×190 mm;空心率為49. 8 %;孔壁厚度為30~35 mm;邊肋厚度為25~30 mm;中肋厚度為40 ~50 mm;壁、肋的錐度均為5mm;芯柱尺寸不小于120 mm ×120 mm。此規(guī)格尺寸既利于成型時(shí)均勻布料,確保砌塊壁、肋的密實(shí)度均勻一致,也便于坯體脫模。

3. 2 主要的機(jī)械設(shè)備

    生產(chǎn)粉煤灰混凝土小型空心砌塊的主要設(shè)備有:①振動(dòng)篩:用于控制粉煤灰和骨料粒徑(孔徑各異) ;②配料秤:用于集料計(jì)量,按比精確配料;③混凝土攪拌機(jī):用于混合料攪拌、捏合,制備成坯料;④空心砌塊成型機(jī):用于拌和料擠壓成型;⑤皮帶運(yùn)輸機(jī):用于原材料和坯料輸送或只輸送坯料;⑥自動(dòng)同步切割機(jī):用于坯體切割定型;⑦粉碎機(jī):用于礦渣、磚瓦渣、煤矸石、篩余料等骨料的粉碎;⑧灑水器:用于給混合料均勻?yàn)⑺?;⑨坯體養(yǎng)護(hù)場(chǎng)(庫(kù)) :用于濕坯體養(yǎng)護(hù);⑩其他設(shè)備:板車(chē)和成品堆放場(chǎng)地等設(shè)備。

3. 3 混合料攪拌與成型

    混合料須經(jīng)攪拌機(jī)強(qiáng)制攪拌、捏合制成坯料,然后經(jīng)過(guò)成型機(jī)擠壓成型,再經(jīng)切割機(jī)切割成坯體。其整個(gè)成型過(guò)程的工藝流程是:

    混合料攪拌是粉煤灰混凝土小型空心砌塊生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝,決定坯體成型強(qiáng)度的高低。在操作上必須環(huán)環(huán)扣緊,從嚴(yán)把關(guān)。

3. 3. 1 混合料攪拌加工

    混合料的適度濕化及攪拌的均勻程度,對(duì)坯體的外形和內(nèi)在質(zhì)量有很大影響。因而在攪拌工藝上須把住五關(guān):①集料應(yīng)先行干混,然后加入相應(yīng)量的含有適量減水劑的水進(jìn)行濕混,將集料高度混勻;②集料的含水率至關(guān)重要,一般控制在17 %~20 %以?xún)?nèi),過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響坯體的初期強(qiáng)度;③在集料中加入適量的長(zhǎng)度為5~10mm的木纖維或維綸纖維或玻璃纖維,與集料一道攪拌、捏合;④輸入集料不能超量,超量會(huì)加大攪拌機(jī)的負(fù)荷,影響正常運(yùn)轉(zhuǎn)而導(dǎo)致混合料攪拌不均勻;⑤集料濕混須均勻攪拌、捏合制成稠度適中的半干性混凝土,以提高成型坯體的初期強(qiáng)度。

3. 3. 2 混凝土擠壓成型

    混凝土擠壓成型過(guò)程決定坯體的密實(shí)度和成品強(qiáng)度,是決定砌塊質(zhì)量的關(guān)鍵工藝。根據(jù)GB /T15229 -2002的規(guī)定,外墻小型空心砌塊強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)不小于MU5. 0,內(nèi)墻應(yīng)不小于MU3. 5。小型空心砌塊的主要性能指標(biāo)見(jiàn)表4。

 

    擠壓成型工藝的運(yùn)作程序是:皮帶運(yùn)輸機(jī)將半干性混凝土輸入空心砌塊成型機(jī);成型機(jī)旋轉(zhuǎn)著的螺旋將混凝土往模具內(nèi)均勻推進(jìn)、液壓擠實(shí),形成坯條;振動(dòng)器將坯條進(jìn)一步振動(dòng)密實(shí),坯條產(chǎn)生的推力推動(dòng)成型機(jī)向前移動(dòng),通過(guò)成型機(jī)上的抹光板抹光;擠壓機(jī)產(chǎn)出連續(xù)的坯條,經(jīng)同步切割機(jī)自動(dòng)切割成塊狀坯體。

4 坯體的養(yǎng)護(hù)

    坯體的養(yǎng)護(hù)方法,可采用自然養(yǎng)護(hù)法輔以人工養(yǎng)護(hù)法。

4. 1 自然養(yǎng)護(hù)工藝

    自然養(yǎng)護(hù)是將坯體連同托板一起平穩(wěn)放入坯場(chǎng),蓋上塑料薄膜保溫保濕養(yǎng)護(hù),以提高坯體的早期強(qiáng)度。靜養(yǎng)24 h后,便可進(jìn)行坯場(chǎng)碼垛覆蓋,灑水養(yǎng)護(hù);也可放入塑料大棚內(nèi),利用太陽(yáng)能養(yǎng)護(hù)。每天灑水的次數(shù)應(yīng)視氣候、季節(jié)而定,灑水量以保持坯體的潮濕狀態(tài)為度,以維持水泥水化反應(yīng)的正常進(jìn)行。養(yǎng)護(hù)兩周后揭掉坯體上的覆蓋物,自然養(yǎng)護(hù)至滿(mǎn)28 d便可出廠(chǎng)。

4. 2 人工養(yǎng)護(hù)工藝

    坯體人工養(yǎng)護(hù)工藝是采用蒸氣養(yǎng)護(hù),不受氣候、季節(jié)的限制,可實(shí)現(xiàn)常年生產(chǎn),且砌塊質(zhì)地均勻強(qiáng)度高。但是,人工養(yǎng)護(hù)需要庫(kù)房和設(shè)備,投入較大,成本較高。有條件的大中型建材企業(yè),可采用人工養(yǎng)護(hù)法輔以自然養(yǎng)護(hù)法。

4. 3 自然養(yǎng)護(hù)應(yīng)注意的工藝要點(diǎn)

    坯體的自然養(yǎng)護(hù),工藝上必須把住五關(guān):①坯場(chǎng)應(yīng)高度平坦,以免坯體在養(yǎng)護(hù)過(guò)程中變形或斷裂;②坯體碼垛不能過(guò)高,一般碼4~5層,最高不超過(guò)6層,如果再高,會(huì)壓壞底層坯體;③冬季生產(chǎn)的坯體應(yīng)采取保溫養(yǎng)護(hù)措施,或采用摻早強(qiáng)劑等技術(shù)手段促進(jìn)坯體硬化;④養(yǎng)護(hù)初期要防止暴雨襲擊或烈日暴曬,避免坯體表面損傷或產(chǎn)生裂紋;⑤切實(shí)加強(qiáng)坯場(chǎng)管理,落實(shí)養(yǎng)護(hù)職責(zé)和措施,以避免養(yǎng)護(hù)過(guò)程中人為的坯體質(zhì)量缺陷損失。

5 成品檢驗(yàn)和堆放

    粉煤灰混凝土小型空心砌塊成品應(yīng)先行檢驗(yàn),合格后按強(qiáng)度等級(jí)、質(zhì)量等級(jí)分別堆放,并編號(hào)加以標(biāo)明。堆放管理應(yīng)把好三關(guān):①堆放成品的庫(kù)房或場(chǎng)地應(yīng)干燥、通風(fēng)、平整,堆垛須碼端正,防止倒塌;②堆垛的高度不超過(guò)1. 6m,堆垛之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)耐ǖ溃员惆徇\(yùn);③堆場(chǎng)要落實(shí)防雨措施,防止砌塊吸水,以免砌塊上墻時(shí)因含水率過(guò)高而導(dǎo)致墻體開(kāi)裂。

參考文獻(xiàn)

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    2 李慶繁,李光復(fù). 促進(jìn)粉煤灰小型空心砌塊推廣應(yīng)用的建議. 新型建筑材料, 2004 (10) 36

    3 陳勝利,李炳炎. 新型輕質(zhì)隔墻條塊生產(chǎn)工藝及應(yīng)用. 磚瓦, 2002 (2) 32 - 34

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