加气混凝土生产废浆返磨技术与配合比计算.pdf

新 建巍 全 国 中 文 核 心 期 刊 力 口 号混凝土生产废浆返磨技术与 配合比计算 府坤荣 ( 常州锅炉 有限公司， 江苏 常州 I 2 1 3 0 0 2 ) 摘要 ． 力 口 气混凝土生产中一定程度上存在浇注稳定性能差、 制品强度低、 生产过程中废浆和废水多的现象。有时废浆的过多利 用会影 响浇注稳定性， 该难题可以采用废浆返磨新技术得到很好的解决。具体介绍废浆返 磨技术及配合 比计算 。 关键词 ： 废浆返磨； 加气混凝土； 配合比； 计算 中图分类号： T U 5 2 2 ． 3 2 文献标识码： B 文 章编号 ： 1 0 0 1 — 7 0 2 X( 2 0 1 0 ) 1 2 — 0 0 2 9 — 0 3 W a s t e s l ur r y r e -g r i ndi n g t e c hnol o gy a nd f or mul a c al c ul a t i on f or a er at e d c o nc r e t e pr oduc t i o n FU Kun r o n g ( Ch a n g z h o u Bo i l e r Co ．Lt d ． ， Ch a n g z h o u 21 3 0 0 2， J i a n g s u， Ch i n a ) 我国加气混凝土行业经历长达半个世纪的努力，加气混 凝土制品正在向轻质高强、 多功能大规模方向发展。 在学习国 外先进的生产技术和工艺的同时，对加气混凝土生产过程中 自 主创新方面作了深入的研究和探索， 力求采用高效益、 低能 耗的综合措施，取得前所未有的成效，目前整个行业十分兴 旺。 加气混凝土的使用性能很大程度取决于良 好的气孔质量 和蒸压养护制度的设定。以前加气混凝土生产中普遍存在浇 注稳定性能差、 制品强度低、 生产过程中废浆和废水多等三大 困扰。 有时废浆的过多利用会影响浇注稳定性， 成为加气混凝 土生产过程中的一个难题。现在通过实践采用废浆返磨新技 术很好地解决了该问题。该技术不仅解决废料浆过多难以处 理， 而影响加气混凝土生产稳定的问题， 而且在配合比计算中 得到简化， 保证了钙硅比( C ／ S ) 和水料比在计算时的正确性。 我们在广东地区的加气混凝土生产的具体实践中得到了印 证。 经过2 年多的生产证明这是一种行之有效的好方法， 很值 得推广。 l 废料浆的主要来源和处理 在加气混凝土生产中不可避免的会产生占生产总量 7 ． 5 ％ 1 5 ％的废料。 收稿 日期 ： 2 0 1 0 — 0 9 — 2 5 作者简介 ： 府坤荣， 男， 1 9 4 3年生 ， 江苏苏州人， 高级工程师。地址： 江 苏省常州市通江南路 1 7 6号 ， 电话 ： O 5 1 9 — 8 6 6 0 0 6 6 6 。 1 ． 1 废料浆的主要来源 ( 1 ) 坯体顶部的 “ 面包头” ； ( 2 ) 坯体其它5 个面切下的“ 边皮” ( 带有油污) ； ( 3 ) “ 塌模” 率小于2 ％的塌模废料； ( 4 ) 浇注机余料； ( 5 ) 其它废料。 1 ． 2 废料浆的返磨处理 一 般情况下，加气混凝土生产中要求将所有切割下来的 废料兑水后通过打浆机进行循环多次搅拌， 达到一定密度( 控 制在1 ． 2 5 1 ． 3 0 k g ／ L ) 的废料浆后， 再用砂浆泵打入废浆罐( 容 积不小于3 5 m ) 内供配料使用( 使用时还需测试密度) 。在磨 砂浆时作为混磨材料和水一 一 起进行混磨，并严格控制磨浆的 密度， 可以取得很好的效果。 1 ‘ 3 废浆返磨 的优点 ( 1 ) 废浆返磨使部分原材料中还没有完全消化的石灰和 水泥等原材料将被再次激活，在一定程度上可以改善砂浆在 球磨过程中的性能； ( 2 ) 废料浆多时也不会造成生产事故而影响生产； ( 3 ) 配料时适当增加废料浆能使浇注稳定， 并可使产量大 幅度提高； ( 4 ) 提高制品的强度， 可生产高端产品； ( 5 ) 把复杂的工艺配比计算简化； ( 6 ) 降低生产成本。 1 ． 4废料浆的应用 废浆返磨技术不仅可以在砂加气混凝土的生产中得到应 N E W BUI L DI NG M ATE R I AU S 2 9 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 府坤荣： 加气混凝土生产废浆返磨技术与配合 比计算 用， 同时也是粉煤灰质量差和需要提高产品档次的企业十分 重要的技术处理手段。 2 配合比计算 优良的配合比需建立在加气混凝土生产的基本配合比 上： 首先进行小模试验， 在此基础上经过较长时间生产性验证 并不断地进行调整、 改进和优化处理。同时， 也是在工艺装备 和工艺参数控制规范条件确定的情况下， 获得生产过程中最 佳钙硅比和水料比， 按此配合比和工艺参数控制规范条件下 进行生产， 可以长时期稳定生产出符合国家标准的加气混凝 土制品。 2 ． 1 原材料及其技术要求 砂： 符合J C ／ T 6 2 2 要示， 其中S i O 2 ≥8 5 ％， ( N a 2 0 + K 2 0 ) ≤ 5 ％， C 1 — 40 ． 0 3 ％， 云母≤l ％， S O ≤2 ％， 黏土≤8 ％。 水泥： 4 2 ． 5 级， 符合J c , r 6 2 2 要求。 铝粉膏： 符合J C 厂 r 4 0 7 要求。 石灰：符合J C ／ T6 2 1 要求，其中A ( C a O + M g O ) I>6 5 ％， M g O ≤8 ％， S i O 2 ≤8 ％， C O 2 ≤ 7 ％， 消化速度5 ～ 1 5 ra i n ， 消化温 度6 0 9 0 ， 未消化残渣不大于 1 5 ％， 细度： 0 ． 0 8 m m方孔筛 筛余不大于2 0 ％。 石膏： C a S O 含量3 8 ％ ～ 4 2 ％。 2 ． 2 加气混凝土配合 比和工艺参数 设定生产时的加气混凝土配合比( 见表 1 ) 和技术参数 ( 年产 l 5 万 m ) ： 设计级别B 6 、 A 3 ． 5 ， 模具体积3 ． 2 7 m ， 成品 体积： 3 ． 0 2 m 。 表 1 加气混凝土配合 比 工艺控制参数： 浆密度 1 ． 6 2 k g ／ L ， 混合浆搅拌时间3 ra i n ， 浇注温度3 8 ℃，铝粉浆搅拌时间4 0 S ，扩散度0 2 4 c m ( 参 考) ， 静停室温度不低于4 5℃， 静停时间2 ． 5 h ， 水料比0 ． 6 3 ， 切割周期不大于6 ra i n ， 蒸养周期 l 1 ． 5 h 投料程序： ( 1 ) 砂浆； ( 2 ) 水泥； ( 3 ) 石灰； ( 4 ) 铝粉； ( 5 ) 混合 浆， 然后浇注。 加气混凝土的生产性配方和各项工艺控制参数基本确定 3 0 新型建筑材料 2 0 1 0 ． 1 2 以后， 砂、 水泥、 石灰、 石膏、 铝粉膏、 外加剂和水的量都已经确 定， 可以直接按照预定的程序进行智能称量配料、 浇注、 静停、 切割、 编组、 高压养护、 成品检验和分级堆放处理。 2 _ 3 实际生产中的问题 2 ． 3 ． 1 石灰 的品位和质量 无论是砂一 石灰一 水泥系列、 粉煤灰一 石灰一 水泥系列还是 尾矿粉一 石灰一 水泥系列，在加气混凝土生产中约占总料量 1 7 ％ 2 5 ％的石灰是十分关键的原材料之一。 我国较大规模的 ． 加气混凝土厂都有“ 三定” ( 定点、 定窑、 定煅烧工) 的石灰窑 厂， 其石灰的品质有保证， 可以常年稳定生产高质量的加气混 凝土制品。 实际上我国大部分石灰窑厂在石灰窑煅烧过程中对石灰 块的大小、 时间、 温度都没有按照加气混凝土生产规范的工艺 手段来控制质量， 有的全凭师傅烧窑的经验， 显而易见石灰的 质量不是很理想。 其游离氧化钙、 消化时间和消化温度有时会 有较大幅度的波动。加气混凝土生产企业在一定程度上没有 选择和控制石灰质量的余地，只能被动的接受石灰窑厂提供 的石灰来组织生产。因此，给生产加气混凝土带来一定的难 度， 需要及时地在一定范围进行适当调整配合比和水料比。 2 ． 3 ． 2 水料 比的确定 水料比是指浇注时混合浆中总的含水量与加气混凝土干 物料总和之比。 水料比不仅是为了满足化学反应的需要， 也是 使混合浆能够保持一定的料浆流动性以完成浇注成型。 同时， 适当的水料比可以使料浆保持最大的极限剪切应力，使发气 顺畅，料浆稠度适宜，从而使加气混凝土获得良 好的气孔结 构。在一定的工艺条件下， 每一个配合比都有其最佳水料比。 砂加气混凝土的最佳水料比一般控制在0 ． 6 2 ～ 0 ． 6 5 。 加气混凝土生产中水的主要来源有： ( 1 ) 制砂浆中的含水量； ( 2 ) 废浆中的含水量； ( 3 ) 外加水； ( 4 ) 提高浆温的汽化水( 常在冬季使用) ； ( 5 ) 铝粉搅拌用水； ( 6 ) 干物料中的结晶水( 约 3 5 k g ／ m 3 ) 。 上述6 种水的来源中， 外加水、 铝粉搅拌用水和干物料中 的结晶水是可以直接秤重计量，其它3 项是需要通过计算和 实际试验来获得数据， 增加了计算的工作量。 当砂浆特别是废 料浆的密度数据经常出现波动时确保计算精度成为一个难 题。 2 _ 4 制浆过程中含固( 含水) 率的计算 根据工艺参数要求砂浆的密度控制在 1 ． 5 5 1 ． 6 5 k g ／ L 左 右， 然后贮存在有一定容积的贮浆罐内供生产使用。 在生产中 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 府坤荣： 加 气混凝 土生产废浆返磨技术与配合 比计算 根据增浆减水和减浆加( 干) 料来调整水料比和各组分的配合 比， 同时通过外加水来调节浇注的温度特别是在炎热的夏季。 已知砂的密度为2 ． 6 7 k g ／ I ~ ( 可以用密度瓶测得) ， 水的密 度为1 ． O 0 k g ／ I J ，而把 l L 密度为 1 ． 5 0 ~ 1 ． 6 5 k g 假定为可以替 换数据的常数C ， 砂的质量为X( k g ／ I ~ ) ， 水的质量为Y ( k g ／ L ) 。 联立方程式： X+ Y= C ( 1 ) ／ 2 ． 6 7 + Y = 1 ( 2 ) 解二元一次方程得 X = 2 ． 6 7 ( C 一 1 ) ／ 1 ． 6 7 王 ， = ( 2 ． 6 7 一 C ) ／ 1 ． 6 7 根据常用砂浆密度， 然后再扩展把砂浆的密度替换常数 C为 1 ． 5 0 ～ 1 ． 6 5 k L 。砂浆密度对照表见表2 。 表 2 砂浆密度 对照表 砂 浆 密度质 量占比 质量占比 ， k g ， ％ ／ k g ／ ％ ／ k g| ‘ ／ k g|％ 1 ． 5 O 0．7 9 9 0 ． 5 3 3 0．7 0 0 0 ． 4 6 7 1 ． 5 8 0．9 2 7 0 ． 5 8 7 0 ． 6 5 3 0 ． 4l 3 1 ． 5l 0． 8 l 5 0 ． 5 4 0 0．6 9 5 0 ． 4 6 0 1 ． 5 9 0．9 4 3 0 ． 5 9 4 0 ． 6 4 7 0 ． 4 0 6 1 ． 5 2 0_ 8 3 1 0 ． 5 4 7 0．6 8 9 0 ． 4 5 3 1 ． 6 0 0．9 5 9 0 ． 6 0 0 0 ． 6 4l 0 ． 4 0 0 1 ． 5 3 0．8 4 7 0 ． 5 5 4 0．6 8 3 0 ． 4 4 6 1 ． 6 1 0 ． 9 7 5 0 ． 6 0 6 0． 6 3 5 0 ． 3 9 4 1 ． 5 4 0．8 6 3 0 ． 5 6l 0．6 7 7 0 ． 4 3 9 1 ． 6 2 0 ． 9 9l 0 ． 61 2 0． 6 2 9 0 ． 3 8 8 1 ． 5 5 0 ． 8 7 9 0 ． 5 6 8 0 ． 6 7 0 0 ．43 2 1 ．6 3 1 ． 0 0 7 0．61 8 0．6 2 3 0．3 8 2 1 ． 5 6 0 ． 8 9 5 0 ． 5 7 4 0 ． 6 6 5 0 ．42 6 1 ．6 4 1 ． 0 2 3 0．62 4 0．6l 7 0．3 7 6 1 ． 5 7 0 ． 91 1 0 ． 5 8 l 0 ． 6 5 9 0 ．4l 9 1 ．6 5 1 ．03 9 0．63 0 0 ． 61 0．3 7 0 从表2 就能很快分别计算出砂浆中砂和水的质量。 2 ． 5 废浆中的含固( 含水) 率的计算 在生产加气混凝土的过程中计算废料浆中的固体物料难 度不大， 但是比较烦琐， 需要花费很多时间。 以广东某厂为例： 加气混凝土的配合比为 m( 砂) ： m( 水泥) ： m( 石灰) ： m( 石膏) = 6 5 ： 8 ： 2 5 ： 2 。砂密度为2 ．6 7 k g ／ L ， 水泥密度为3 ． 1 0 k L ， 石灰密 度为3 ． 1 0 k L ， 石膏密度为2 ． 3 0 k L ， 水密度为 1 ． 0 0 k g ／ L ， 废 浆密度为 1 ． 2 5 k g ／ L ， 水料比为0 ． 6 3 ， 求废浆中固体物料的含 量。 设单位体积中固体物料的总质量为X k g ／ L ，水的质量为 l ， k g ／ L ， 则单位体积废料中各组分绝对质量之和为 1 ． 2 5 k g 。 0 ． 0 8 X ／ 3 ． 1 + 0 ． 2 5 X ／ 3 ． 1 + 0 ． 6 5 X ／ 2 ． 6 7 + 0 ． 0 ／ 2 ． 3 + Y ／ l ： l ( 3 ) X+ Y=I ．2 5 ( 4 ) 由式( 4 ) 得 = 1 ． 2 5 一 Y ， 代入式( 3 ) ， 并解二元 一 次方程得 =0 ． 3 9 Y = 0 ． 8 6 这时， 废料浆的浓度为3 1 ． 2 0 ％。 各物料配比， 根据干物料中的结晶水为3 5 k # m ， 同时为 简化计算把废料浆中的干物料看作砂。当设计生产 A 3 ． 5 、 B 0 6 加气混凝土的设计密度为5 6 5 k g ／ m ( 由于物料中的结晶 水需要引进物质的量概念， 故计算从略) 各物料的投料质量详见表 1 。 实际生产中石灰等原材料波动较大， 使生产中的稠度、 浇 注温度随之波动， 导致配合比在一定范围内频繁调整和更改， 而且更改配合比往往落后生产。 因此， 加气混凝土生产企业在 积累了一定的生产经验以后，用 l 套简单的近似计算来确定 配合比， 在生产中随时调节各原材料的用量， 以适应工艺参数 的技术要求保证产品质量。 事实上空翻切割机切割以后的底部废品随同蒸养成为硬 废料不再利用， 它的废料浆可以控制在5 ％ 1 0 ％左右。 如果利 用底部废料， 其废料浆将达到 1 7 ％以上。而地翻切割机组切 割下来的废料也超过5 ％， 以4 ． 2 x 1 ． 2 切割机为例， 废浆料高 达 1 3 ％左右。在生产中考虑到搅拌机浇注后的余料、 面包头、 五面切割下的边皮及结晶水等因素，如果单位体积用量按密 度干物料量5 ％的余量计算显然有很大的困难，多余的废料 浆将难以处理。 3 废浆返磨新技术值得推广 在实际生产蒸压砂加气混凝土中采用废浆返磨，当各种 原材料技术数据确定后，如果把废料浆中的干物料全部看作 砂， 把废料浆单独贮浆处理和砂一起进行混磨， 其效果十分明 显。 首先叮以简化计算，由于不再考虑烦琐的废料浆中各原 材料组分的计算，就能很快的进行最佳配合比的计算和各项 技术参数的确定。 其次，利用废浆返磨技术加气混凝土制品可以获得好的 力学性能。 广东某厂利用该技术生产的制品经权威部门检测， 各项技术性能指标均达到或优于G B ／ T l 1 9 6 8 --2 0 0 6 《 蒸压加 气混凝土砌块》要求，其中制品的绝干密度稳定在 5 7 0 ～ 5 9 0 k g ／ m ， 出釜强度稳定存 5 ． 5 0 5 ． 7 0 M P a ， 最高的达到 6 ． 3 0 M P a 。 为生产高端加气混凝土作技术上的准备，利用废浆返磨 技术可以使部分原材料中还没有完全消化的石灰和水泥等原 材料被再次激活， 改善砂浆在砂浆球磨过程中的性能， 从而提 高浇注的稳定性， 同时， 对于提高粉煤灰加气混凝土产品档次 也是十分重要和必须掌握的技术处理手段。 废水、 废渣、 废气的三废处理和综合利用是我国的基本国 策， 废浆返磨技术可以把全厂的废浆、 废水( 冲洗水、 冷凝水) 和小颗粒的废渣收集起来充分利用， 达到投入较少、 综合经济 效益好的目的， 又能建成环境优美的花园式工厂。 A N E W BUI L DI NG MAT E RI AL S 31 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