加气混凝土制造技术现状及发展.pdf

2 0 1 4年 1 2月 第 4 3卷 第 1 2期 机械设计与制造工程 Ma c h i n e De s i g n a n d Ma n u f a c t u r i n g En g i n e e r i n g De c 2 01 4 Vo 1 43 NO 1 2 D O I ： 1 0 3 9 6 9 j i s s n 2 0 9 5 5 0 9 X 2 0 1 4 1 2 0 0 2 加气混凝土制造技术现状及发展 张海进 ， 刘朝 霞 ( 江苏省科学技术厅 ， 江苏 南京2 1 0 0 0 8 ) 摘要 ： 加气混凝土作为一种以粉煤灰为原料 ， 综合利 用工业废渣的新 型建材， 具有轻质 、 保温、 隔 音的特点， 是代替 实心粘土砖理想的墙体材料 ， 正受到世界各国的重视 。介绍 了加气混凝土的国 内外发展情况， 在分析加气混凝土生产线组成及 工艺流程基础上 ， 重点探讨 了加 气混凝土生产的 坯体静停硬化、 坯体切割、 坯体养护等工艺及加 工设备 、 技术 ， 提 出了中国加气混凝土产业健康可 持续发展的对策。 关键词 ： 加 气混凝土； 静停硬化 工艺； 坯体切割 ； 坯体养护 中图分类号： T U 5 2 2 3 2 文献标识码 ： A 文章编号 ： 2 0 9 5 5 0 9 X( 2 0 1 4 ) 1 2 0 0 0 6 0 5 加气混凝土是一种轻 质 、 多孑 L 的新型建筑材 料 ， 被广泛应用于建筑中。我国是产煤大国， 随着 电力工业的快速发展 ， 带来 了粉煤灰排放量的急剧 增加。加气混凝土作为一种以粉煤灰为原料 、 综合 利用工业废渣的新型建材 ， 具有轻质 、 保温 、 隔音和 可加工等优点 ， 主要用于建筑结构的填充 ， 是一种 代替实心粘土砖理想的墙体材料 ， 正受到世界各国 的重视。我 国是工业 大 国， 生产 加气混凝 土的 原料丰富。 目前加气混凝土制造 已经成为新型产 业 ， 不仅能够治理环境污染 ， 保护耕地 ， 而且可以满 足国家的建筑标准要求。 1 国内外发展现状 随着建筑材料市场竞争的加剧 ， 为了提高加气 混凝土的市场竞争力 ， 欧洲开发 了表面平滑的 、 不 需要抹灰找平 的板材制 品。2 0世纪 8 0年代 英 国 建筑保温标准制订后 ， 加气混凝土成为主要建筑保 温材料 ， 配筋加气混凝 土板材 的应用量也 逐年增 加 2 。2 o世纪 9 0年代中期以后 ， 加气混凝土行业 又开始了新一轮的技术创新 ， 加气混凝土制品种类 也显著增加 。德 国 H e b e l 公 司进入澳大利亚市场 后 ， 开发了 C S R加气混凝土系统 。 德国威翰公 司 自2 0 0 3年进人 中国市场 以来 ， 凭借其先进 的生产技术得到快速 的发展 。2 0 1 4 年最新投产的年产 6 0 0 O 0 0 m s u p e r S MA R T型加气 混凝土生产线 ， 通过改进模具宽度 ， 使得年产量 大 大提高。另外 ， 威翰公 司通过改进切割装置 ， 解决 了坯体养护时产生的粘连问题 。 随着国家相关政策的出台， 我国加气混凝土生 产线得到飞速发展。上海伊通 、 广东科达 、 南京旭 建等企业在不断引进 国外先进设备和学习国外先 进工艺的基础上 ， 通过对设备 、 工艺分析改进 ， 研发 了符合我国市场需求的加气混凝土生产线 ， 使我国 加气混凝土的应用得到快速的发展 。 2 加气混凝土 生产线组成及流程 2 1加 气混凝 土生 产线组成 加气混凝土生产线如 图 1 所示 ， 主要 由制浆 制粉系统、 输送系统 、 称重搅拌控制系统、 翻转吊装 系统 、 切割系统 、 掰板去底皮系统、 蒸压养护系统 、 包装线系统等 8部分组成。 a 制浆和制粉系统。 制浆和制粉系统主要是将粉煤灰以及石灰磨细 后进行配置储存。该系统包括带式输送机 、 球磨机 、 砂浆提升机、 砂浆罐 、 打浆池 、 斗式提升机 、 石灰仓 、 水泥仓、 除尘器等主要设备。生产时 ， 砂浆罐中的砂 浆送人打浆池搅拌均匀后提升到料浆计量罐中。 b 输送系统。 输送 系统用于生产过程 中原材料以及坯体 的 运输 。原材料通常采用带式输送机 、螺旋输送机 和斗式提升机进行输送 ，坯体 的运输通常采用变 频托坯小车。 收稿 日期 ： 2 0 1 41 1 2 8 作者简介 ： 张海进( 1 9 6 5 一 ) ， 男 ， 江 苏海安 人， 江苏省科学技术厅 ， 主要研 究方 向为科技管理与无机非金属材料。 6 2 0 1 4年第 4 3卷 机械设计与制造工程 图2加 气混凝 土生产工艺流程 先进工艺 9 0 o 翻转 垂直切割 9 O o 翻转 去除底层 切割残余 水平高压蒸汽养 倾斜 水平切割 向后翻转 去除底层 切割残余 水平高压蒸汽 养 装运 I l 装运 YT ONG ( e n k e 。 ， W w e h 。 r h a h n( g V ) w。 He s s M Air c r e t eEum A 。 r e t 。V。 w 。 hr na r I n P Lu w 。 nr n a 王 1 I M A Kl 图 3坯 体 加 工 工 艺 配套设备的选 择和工艺布 置， 对项 目实施 至关重 要 。切割机分为空中翻转式切割机和地面翻转式 切割机 2种。它们 的生产工艺不 同， 设备配置不 同 ， 但切割工艺相同。 a 地 翻切 割工 艺 。 地翻切割工艺是国内流行的切割方式 ， 如图 4 所示 。加气混凝土坯体连同底板放人翻转台后 ， 向 切割机方 向移动至小滑台， 9 0 。 翻转后 由小滑台将 坯体移动到切 割位置 ， 先对 坯体进行 四面水 平切 割 ， 再进行纵向切割。切割后 的坯体再 由小滑台移 动至翻转台 ， 将坯体反方 向 9 0 。 翻转到 翻转 台上 。 地面翻转切割机结构简单 紧凑 ， 制 品不发生粘 连， 对废料能全部进行回收 ， 不产生二次污； 横切采用 8 图4 地翻切 割工艺生产线 2 0 1 4年 第 1 2期 张海进 ： 加气混凝 土制造技术 现状 及发展 丝杠传动， 解决了液压传动的不同步问题。但是 由 于这种切割方式去底皮会损坏制品表面精度 ， 并且 切割 自动化程度不高 ， 因此这种切割方式 目前主要 应用在小型加气混凝土生产线上。 b 空 翻切 割工 艺 。 空 翻切割是 国内生产企业采用 的另一种主要 切割方式 ， 如图 5所示。 目前我国灰砂加气混凝土 设备生产线中主要采用这种切割技术 ， 代表 了我 国 灰砂加气混凝土设备行业的最高工艺水平。翻转 吊具把模具及坯体一起空 中翻转 9 O 。 放置在切割 机小车上 ， 脱模后把坯体 连同侧板放在切 割小车 上 ， 通过纵切装置完成纵 向切割； 切割小车继续行 走至横切装置中间停止 ， 完成横 向切割。该切割过 程分别在不 同工位完成 ， 而且切割 、 行走控制在不 同位置 ， 因此加气 混凝土制造过程得 到简化 ， 同时 设备操作保养也很方便。但是空翻切割的缺点是 制品容易粘连 、 无法去底皮 ， 造成材料浪费。 图 5 空翻切割工 艺生产线 空翻和地翻切割工艺各有利弊 ， 在实际应用中 可以结合两种切割工艺的优点， 根据厂区规模 、 成 本等具体因素来考虑采用何种切割工艺 。对于空 翻切割工艺 中的底皮问题 ， 可以通过在生产线 中增 加翻转台在蒸压养护之前去除掉 ， 制 品的粘连问题 可以通过增加掰板机或者调整配料配方等方式来 消除。地翻切割工艺 中胚体 断裂可通过加强原料 管理等手段使之减少 J 。 3 3 坯体养护 坯体养护是加气混凝土成型的最后一步 ， 是满 足强度要求 的关键一 步。目前坯体养护主要 区别 在于坯体进釜方式 ， 有坯体侧立养护和坯体平放养 护。 a 坯体侧立养护。 如图6所示 ， 侧立养护是加气混凝土在侧立状 态下入釜养 护 9 J 。蒸养 完成后 ， 会 产生一定 的粘 连。目前 ， 在一些设备条件落后 的地方 ， 常采取敲 打的方式将成品分开 ， 但这样会增加劳动力从而增 加成本 ， 也会影响成品的表面光洁度 ， 损坏边角 ， 从 而增加废品率 。国内先进 的企业采用掰板机将 切 割后的成型混凝 土沿切缝分开 ， 并重新叠放在 一 起 ， 这样不影响产 品的表面精度 ， 在 打包或者搬运 时不易损伤砌块 ， 提高了成品合格率。因此 ， 所有 采用侧立养护制品的企业都应该配备掰板机。德 国威汉翻转侧立切割工艺就采用侧立养护。 图 6 坯体侧 立养护示意 b 坯体平放养护。 平放养护如图7所示 ， 它是按坯体在模中发气 膨胀后 的状态进行切割并送进蒸养釜进行蒸压养 护， 或坯体经翻转 9 O 。 侧立进行切 割 ， 切割后再 翻 回原状送进蒸压釜养护。蒸养完成后， 由于切缝是 垂直的 ， 因此切缝处不会粘连。但如果是侧立切割 水平养护 ， 切割完之后需要 翻转 9 O 。 ， 此时坯体 的 强度不高 ， 可能会损坏坯体， 影响成品率。 图 7 坯 体平放 养护示意 目前 ， 两种养护方式均有广泛的应用 ， 企业应 该在考虑切割、 翻转、 蒸养工艺的基础上， 综合考 虑， 选取合适 的养护方式。 9 2 0 1 4年第 4 3卷 机械设汁与制造lT程 4 加气混凝土产业的发展对策 随着城市 旧城改造的快速推进 、 生态宜居的现 代化小区的兴建 ， 不可再生 的土地资源越来越 宝 贵 ， 对框架结构 的高层建筑需求越来越多 ， 这为轻 质 、 环保 、 隔热保温 、 隔音 、 抗震性能好且符 合 国 家新型墙体材料 目录的加气混凝土 产品提供 了 广阔的应用空 间。虽然加气混凝土行业近年来 取 得了快速发展和进步 ， 但在发展中还存在相当多的 问题和矛盾， 如不能有针对性地研究解决 ， 势必 会 影响整个加气混凝土产业 的健康可持续发展 。 一 是要加强质量监管 ， 规范准入条件。经过几 十年 的努力 ， 加气混凝土行业 飞速发展 ， 但对于制 品的质量监管仍需加强。切割精度 、 抗 压强度 、 收 缩率等是制约加气混凝土发展的主要 因素， 对于这 些问题要严格把关 ， 制定相关规范， 保证建材行业 可持续发展。另外 ， 必须规范“ 准人 条件” ， 投产 的 加气混凝土砌块生产线最低产能为 1 5 0 0 0 0 m ， 杜 绝部分地区盲 目建厂的现象 。 二是要加大研发投入 ， 提高加气混凝土行业的 生产工艺水平。 目前 ， 国内的许 多企业缺少研发投 入， 仍然处于仿制的阶段。建材设备主要局限在能 用上 ， 而没有向好用的方 向发展 ， 一味地追求成本 的最小化 ， 而忽视了设备的技术革新 。企业不应照 搬国外的工艺设备 ， 而应该在吸收先进技术的基础 上 ， 攻克技术上 的难题 ， 走 出一条属 于 自己的路 。 德国威翰公 司正是如此 ， 在吸收了德国伊通翻转切 割与侧立养护技术的基础上 ， 对翻转方式及切割小 车行走方式进行改进 ， 使得设备运行更加稳定。 三是要增加制品的多样性 ， 扩大加气混凝土的 应用范围。在 国外 ， 制品种类 比较多 ， 不仅仅局限 于砌块 ， 还有板材 、 异型块 、 装饰块和装饰板等 ， 应 用范围广 ， 有利于加气混凝土行业的进一步发展 。 另外 ， 国外还生产特殊用途的制 品， 极大地丰富了 制品的多样性 ， 并尽可能取代更多的产品。而我国 的制品种类少 ， 规格 比较单一 ， 极大地 限制 了产品 的推广应用。 在我 国， 加气混凝土这一新兴产业已经得到快 速的发展 。但 目前 国内的加气混凝 土生产线水平 与国外仍有差距 ， 因此要加大研发力度 ， 解决加气 混凝土生产线 的设备 、 工艺中存在的问题 ， 加快标 准制定 ， 加强质量监管 ， 保证加气混凝土制品的质 量 ， 加气混凝土产业才会有巨大的发展前景 。 参考文献 ： 1 马力 ， 曾力 加气混凝 土节能应用发展现状综述 J 混凝 土 ， 2 0 1 2 ( 5) ： 5 0 5 2 【 2 代德伟 ， 刘 京丽 国内外加气 混凝土 现状及发展 趋势 J 混 凝土世界 ， 2 0 1 3( 4 ) ： 3 0 3 3 3 赵鑫 ， 刘会军 粉煤灰加气混凝土生产线工 艺设备 J 砖 瓦 ， 2 0 1 0 ( 1 O) ： 4 2 4 张金辉 s u p e r S M AR T型加气 混凝 土加筋 板材生 产线工 艺介 绍 J 墙材革新与建筑节能 ， 2 0 1 4 ( 2 ) ： 3 0 3 4 5 中国新型建筑材料 ( 集 团) 公 司 新 型建 材跨世 纪发展 与应 用 1 9 9 62 0 1 0 M 北 京： 中国计划 出版社 ， 2 0 0 7 6 汪宏 欧洲蒸压加气混凝土行业发展 综述 ( 第 2部分 ) ： 主要 生产企业 、 设备及技术 C 中国加气混 凝土协会第 3 1次 年会论文集 北京 ： 中 国加气混凝 土协会 ， 2 0 1 1 ： 1 7 01 8 1 1 7 梁厚 双加气混凝士主机 设备切割机 的比较 J 中国建材 资讯 ， 2 0 1 1 ( 6 ) ： 6 2 6 3 8 姜勇 ， 吴强 伊通加气混凝 土工艺改进措施 J 建材革新 与 建筑节能 ， 2 0 1 0 ( 3 ) ： 4 7 4 8 9 陶有生 ， 府坤荣 我国加气混凝 土的发展 与进 步 J 新型建 筑材料 ， 2 0 0 3 ( 7 ) ： 1 6 2 0 1 O陈 国庆以“ 三新 ” 工作为抓 手推进加 气混凝 土行业 健康发 展 J 加气混凝土 ， 2 0 1 3 ( 1 ) ： 4 9 Th e pr e s e n t s i t ua t i o n a nd d e v e l o p me nt o f a e r a t e d c o nc r e t e i n ma n u f a c t ur i n g t e c hn o l o g y Z HA N G H a i j i n ， L I U Z h a o x i a ( J i a n g s u P r o v i n c i a l D e p a r t m e n t o f S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， J i a n g s u N a n j i n g ， 2 1 0 0 0 8 ，C h i n a ) Abs t r a c t： As a n e w t y p e o f b u i l d i n g ma t e r i a l ，t h e a e r a t e d c o n c r e t e h a s f e a t u r e s o f l i g h t we i g h t ，t h e r ma l i n s u l a t i o n a n d n o i s e a b s o r p t i o n C o n c e r n e d b y a l l t h e c o u n t r i e s ，t h e a e r a t e d c o n c r e t e i s a n i d e a l s u b s t i t u t e o f s o l i d c l a y b r i c k，w h i c h i s p r o d u c e d b y u s i n g fl y a s h a n d i n d u s t r i a l w a s t e r e s i d u e T h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e d e v e l o p me n t o f a e r a t e d c o n c r e t e a t h o me a n d a b r o a d，a n a l y z e s t he c o mp o s i t e s o f l i n e a n d t e c hn o l o g i c a l pr o c e s s ，s h o ws t h e d e t a i l a b o u t p r o c e s s o f h a r d e n i n g，g r e e n b o d y c u t t i n g，a n d g r e e n b o d y ma i n t e n a n c e I n t h e e n d，i t p r e s e n t s s o me p r o p o s a l s o n t h e s us t a i na b l e a n d h e a l t h y de v e l o pme n t o f do me s t i c a e r a t e d c o n c r e t e i n d us t r y Ke y wo r d s： a e r a t e d c o n c r e t e；h a r d e n i n g pr o c e s s ；g r e e n bo d y c u t t i n g；g r e e n bo d y ma i n t e n a n c e l 0