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加气混凝土生产工艺培训课件
加气混凝土生产工艺培训加气混凝土的定义? 加气混凝土是以硅质材料和钙质材料为主要原料，掺加发气剂，经加 水搅拌，由化学反应，形成孔隙， 经浇注成型、预养切割、蒸汽养护 等工艺过程制成的多孔硅酸盐制品加气混凝土的优点??1、重量轻 加气混凝土的干体积密度一般为400～ 700kg/m3，相当于粘土砖的1/3，普:通混凝土的 1/5， 2、保温性能好 加气混凝土的导热系数通常为0.09～ 0.22W/(m? k)，仅为粘土砖的1/4～1/5，普通混 凝土的1/5～1/10。通常20cm厚的加气混凝土墙 的保温隔热效果，相当于49cm厚的普通粘土砖 墙，3、具有可加工性 加气混凝土不用粗骨料，具有良好的 可加工性，可锯、刨、钻、钉，并可用适 当的粘结材料粘结，给建筑施工提供了有 利的条件。 4、原料来源广、生产效率高、生产能耗低 加气混凝土可以用砂子、矿渣、粉煤灰、 尾矿、煤矸石及生石灰、水泥等原料生产， 可以根据当地的实际条件确定品种和生产 工艺，并且，可大大利用工业废渣，?思考题? ?1 什么是加气混凝土？ 2 加气混凝土有那些特性 ？加气混凝土的结构及强度形成原理?加气混凝土的结构 对于体积密度为500kg/m3的气孔含量约为 整个混凝土体积的50％，其余50％即为孔 间壁。 气孔由铝粉在料浆中发气形成，并在硬化 过程中固定在混凝土中，孔径在2mm以内， 一般大都为0.2～0.8mm。
加气混凝土强度形成的原理?硅酸盐混凝土的水热反应，本质上是石灰 的水化产物――Ca (OH)2或水泥中的硅酸三 钙，硅酸二钙水化时析出的C-S-H凝胶和 Ca(OH)2与硅质材料中的SiO2、Al2O3以及 水之间的化合反应。当原料中有石膏时 （主要成份CaSO4），石膏中的CaSO4也参 与反应。因此，我们先来认识CaO、SiO2、 Al2O3与水反应的情况及产物。CaO、SiO2、Al2O3 与水反应的情况及产物。???用蒸压合成方法制得的水化硅酸钙矿物至少有 17种，硅酸盐混凝土中常见的矿物有以下几种： 几种主要的水化硅酸钙 矿物组成鲍格命名泰勒命名矿物组成鲍格命名 泰勒命名C2SH0.9～1.25C2SH(A)α-C2SHC2SH2～ 4C2SH2C2SH(Ⅱ)C2SH1.1～1.5C2SH(B)βC2SHCSH1.1CSH(A)CSHC2SH0.3～1.0C2SH(C)γC2SHC1.0～1.5SH1.0～2.5CSH(B)CSH(Ⅰ) 注：C――CaO；S――SiO2；H――H2O，下文 中A――Al2O3以上水化产物主要可以分为双碱（2 个C）型和单碱（1个C）型水化产物。??? ? ?(1) CSH(I) (2) 托勃莫来石 (3) C2SH2 (4) 硬硅钙石 (5) 双碱水化硅酸钙C2SH(A)、CSH(B)、 C2SH(C)水化产物的综合强度?杨波尔研究了数种水化产物以不同比例组 成的凝胶物质胶结的试件强度，其中以托 勃莫来石＋CSH(I)胶结的试件强度最高（设 其相对强度为100％）；CSH(I)或CSH(I)＋ CSH(Ⅱ) 再次之（相对强度56～62％）；水 化钙铝黄长石（含70～80％）＋CSH(I)再次 之（相对强度20～30％）；水石榴子石（含 70～80 %）＋CSH(I)（含20～30%）更次之 （相对强度13～20％）；C3AH6＋水石榴子 石最低（相对强度3～4%）。粉煤灰制品的水化产物?蒸养粉煤灰制品的水化产物主要是：1） 水化硅酸钙，主要是CSH(I)。基本上没 有托勃莫来石；2）水化硫铝酸钙，包 括单硫型三硫型；3）水石榴子石。思考题：? ??? ?l 加气混凝土的结构? 2 加气混凝土的孔隙是如何形成的?气孔是 如何形成的? 3 加气混凝土的气孔有那些形态? 4 加气混凝土孔壁的强度是如何获得的? 5 硅酸盐混凝土的水化产物主要的有那几 种?加气混凝土生产工艺过程???1、单一钙质材料的有水泥－砂加气混凝土；石灰 －砂加气混凝土；石灰－粉煤灰加气混凝土和石 灰－凝灰岩加气混凝土。 2、混合钙质材料的有：水泥－石灰－砂加气 混 凝土；水泥－石灰－粉煤灰加气混凝土；水泥－ 矿渣－砂加气混凝土；水泥－石灰－尾矿 加气混 凝土和水泥－石灰－沸腾炉渣加气混凝土。目前， 我国主要生产水泥－石灰－砂加气 混凝土、水泥 －石灰－粉煤灰加气混凝土和水泥－矿渣－砂加 气混凝土三种，其中以水泥－石灰－粉煤灰加气 混凝土最多，约占总产量的70％。生产工艺过程?原材料制备、配料、浇注、静停、切割、蒸压养 护及出釜等工序。有的采取干磨成粉，有的加水湿磨制浆，还有与 一部分石灰等混磨。混磨又有二种方式 。一种是 干混磨制备胶结料；一种是加水湿磨，主要为改 善粉煤灰或砂的特性，称为水热球磨。购入的石 灰大多为块状，因此，石灰也必须经过破碎和粉 磨。石膏一般不单独磨细，或掺入粉煤灰一同磨 细，或掺入石灰一同磨细，也可与石灰轮用一台 球磨机。其它辅助材料和化学品也常经制备使用。?原材料及其制备?原材料制备工序，是配料的准备工序，是 使原材料符合工艺要求的再加工及完成配 料前的贮备均化过程，是直接影响整个生 产能否顺利进行、产品质量能否达到要求 的最基本的工艺环节。粉煤灰??粉煤灰的化学成分： 粉煤灰在加气混凝土中的作用主要是提供SiO2。 同时，其中的Al2O3也具有较大作用（特别是在浇 注以后的静停过程中）。 粉煤灰的活性： 粉煤灰本身虽不具有单独的硬化性能，但当它与 石灰、水泥等碱性材料加水混合以后，即能在空 气中硬化，并在水中继续硬化，这就是粉煤灰的 活性。活性是综合反映粉煤灰中各成分与CaO进 行反应的能力指标。影响粉煤灰活性的因素???（1）标准稠度需水量（概念抽象在此不作详解） （2）粉煤灰的细度 粉煤灰与石灰的反应主要靠其颗粒表面可溶物质的溶解并 与Ca(OH)2生成水化硅酸钙，粉煤灰的细度直接反映了其 参与水化反应的能力。另外，粉煤灰的细度还反映了煤粉 燃烧的状态。一般来说，活性好的粉煤灰颗粒较小。 （3）玻璃体的含量 粉煤灰中的玻璃体物质是粘土矿物在煅烧后，成熔融状经 急冷而成的无定形的SiO2和A12O3，玻璃体具有较高的内 能，易于参加与Ca(OH)2的水化反应。因此，玻璃体含量 高，粉煤灰的活性就好。粉煤灰的技术要求（JC409－91）? ? ? ? ?Ⅰ级 Ⅱ级 Ⅲ级 细度（0.045mm方孔筛筛余）≤30％ 45％ 55％ 标准稠度需水量 ≤50％ 58％ 60％ 烧失量 ≤ 7％ 12％ 15％ SiO2 ≥ 40％ 40％ 40％ SO3 ≤ 2％ 2％ 2％ 以上质量要求是以普通粉煤灰（CaO2≤10％）而制定。 若采用高钙粉煤灰，因CaO的形成温度波动较大。其性 质也有较大的不同，应作专门试验后方可使用。一般来 说，生产工艺上应有较大的调整，才能适用高钙粉煤灰。石 灰?? ??石灰是石灰石（主要成分CaCO3）经高温煅烧， 分解释放出CO2，但尚未达到烧结状态的白色块 状物。其主要成分是CaO，其分解反应式如下： CaCO3→CaO＋CO2（石头→石灰的过程） 石灰的化学成分主要是CaO，也含有少量的MgO、 Fe2O3和SiO2等。 死烧CaO，是活性部分，是加气混凝土中参与水 化反应的有效成分。故又称之为有效氧化钙（以 A―CaO表示）。死烧的CaO不参与水化反应。石灰的分类石灰可按加工方式、MgO含量及消化速度分类。 ? 按煅烧后的加工方式不同，可分为； （1）块状石灰：由原料煅烧而得到的来加工产品。主要成 分CaO； （2）磨细石灰：由块状石灰磨细而得到的石灰粉。主要成 分CaO。 以上两种都是生石灰。 （3）消石灰：将生石灰用适量的水消化而得到的粉末，亦 称熟石灰。主要成分Ca(OH)2。 （4）石灰浆：将生石灰用较多的水（约为生石灰体积的3～ 4倍）消化而得到的可塑浆体，亦称石灰膏。主要成分是 Ca(OH)2和H2O。?根据MgO含量可分为： （1）钙质石灰：MgO含量不大于5％； （2）镁质石灰：MgO含量5～20％； （3）白云质石灰&亦称高镁石灰)：MgO含量 20～40％。 ? 根据消化速度，可分为： （1）快速石灰：消化速度在10min以内； （2）中速石灰；消化速度10～30min； （3）慢速石灰：消化速度30min以上。??正火石灰： （煅烧温度800～1000℃）为快速石灰； 过火石灰： （煅烧温度℃）为慢速石灰； 而欠火石灰 A－CaO含量及消化温度较低。石灰在加气混凝土中的作用?石灰是生产加气混凝土的主要钙质材料， 其主要作用是提供有效氧化钙，使之在水 热条件下与硅质材料中的SiO2、A12O3作用， 生成水化硅酸钙，从而使制品获得强度。 石灰也提供了铝粉的发气条件，使铝粉进 行发气反应，其反应式为： CaO＋H2O→Ca(OH)2＋64.9kJ对石灰的要求??（1）采用磨细生石灰 在加气混凝土生产中，因为生石灰粉消化时，放出大量的热量，促 进了水化物凝胶的生成，有利于生产工艺的控制，从而保证了产品质 量。而采用消石灰，大大提高了需水量，加之不能提供消化热，从而 延缓了坯体的硬化，不利于形成较好的坯体，既增加了工艺控制难度， 也降低了产品的质量。 （2）消化速度 在加气混凝土生产中，石灰的消化速度对加气混凝土的浇注稳定性 具有较大影响。加气混凝土料浆在浇注后的初期，铝粉大量发气，料 浆缓慢稠化，保持足够的流动性，使发气顺畅，并形成良好的气孔结 构。而一旦发气结束，料浆应迅速稠化，稳住气泡，同时支撑住浆体， 以形成一定强度的坯体。这就要求以石灰来保证料浆稠化速度与铝粉 发气速度的相互适应，一般来说，生产加气混凝土的石灰以9～15min 的速度为好。。??（3）化学成分 石灰中的A－CaO含量是直接参与水化反应的成分，因此， 要求越高越好。虽然A－CaO含量也决定了石灰消化热， 但因检验方法的限制，测试所得A―CaO数值不能真实反 应实际消化热，而石灰极易吸收空气中水份部分消化，使 消化热降低。因此，应同时提出消化温度的要求。 石灰中的MgO因过烧而消化极慢，往往会在坯体硬化之后 或在蒸压过程中消化，从而，因其体积的膨胀而破坏坯体。 因此，MgO应属严格控制的指标。 （4）细度 提高石灰的细度，一方面可增加了石灰的溶解度，促进与 硅质材料的反应，生成较多的水化产物，另一方面，可以 减少石灰消化过程中的体积膨胀，避免坯体的开裂。但过 高的细度，会提高消化速度，影响浇注稳定性。同时，于 经济上也不合理石灰的要求指标(JC／T621－1996)：? ? ??? ? ? ?优等品 一等品 合格品 A(CaO+MgO) ≥ 90％ 75％ 65％ MgO ≤ 2％ 5％ 8％ SiO2 ≤ 2％ 5％ 8％ CO2 ≤ 2％ 5％ 7％ 消化速度 ≤ 15min 15min 15min 消化温度 ≥ 80℃ 80℃ 80℃ 未消化残渣 ≤ 5％ 10％ 15％ 细度0.080mm筛余 ≤ 10％ 15％ 20％水?泥??水泥是一种广泛使用的水硬性胶凝材料，品种 很多，适用于加气混凝上的是硅酸盐水泥。按 国家标准，硅酸盐水泥分为五个品种，即：硅 酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、 火山灰质硅酸盐水泥和粉煤灰硅酸盐水泥。加 气混凝土使用较多的是425普通硅酸盐水泥和矿 渣硅酸盐水泥。 水泥在加气混凝土中的作用：水泥是生产加气 混凝上的主要的钙质材料，它可以作为钙质材 料单独使用。但更多的是和石灰一起作为混合 钙质材料。 水泥专业性较强，在此不作讨论。发气材料??目前，世界各国生产加气混凝土，绝大多数采 用金属法来产生气体。而在金属法中，真正用 于工业生产的是铝粉（铝粉膏）。本节着重介 绍作为发气剂的铝粉（铝粉膏）。 铝粉的发放气反应：2Al＋3Ca(OH)2＋6H2O ＝ 3CaO?Al2O3?6H2O＋3H2 ↑铝粉置换出水中的氢。因此，我们说作为发气 剂的铝粉，在碱性环境下，才能进行放气反应。铝粉的主要特性??? ???铝粉的发气量 用于加气混凝土的铝粉通常用纯度比较高的铝锭（纯度 98％以上）来生产。而铝粉的金属铝含量一般要求不小 于98％，活性铝含量不小于89％（铝粉膏稍低）。 铝粉的细度 铝粉的细度不影响发气量，但影响发气速度。铝粉越细， 比表面积越大，参加反应的表面积也越大。因而发气开 始时间也越早，速度也快，同时，发气结束也早。 颗粒形状 铝粉颗粒形状对铝粉的发气特性有重要影响。铝粉颗粒 形状主要是两种，一种是液滴状和不规则针状，调节材料---石膏?石膏： 石膏是一种常用的胶凝材料，在加气混凝 土中常用作发气的调节剂。在蒸压石灰－ 粉煤灰制品中，石膏不仅作为发气过程调 节剂，同时也因参与水化反应而可以提高 制品强度，减少收缩，提高抗冻性。 石膏的主要化学成分是CaSO4。石膏在加气混凝土中的作用???1 抑制石灰的消化，使其消化时间延长，并降低最终消化温度。 2 参加铝粉的放气反应，当有石膏存在时，同铝粉在与水反应时 生成的氢氧化铝反应，生成硫铝酸钙。因此，在某些加气混凝土 （如水泥－矿渣－砂，水泥－砂）中，水泥中石膏被铝粉的反应 消耗过多时，由于水泥中铝酸盐成分得不到石膏的抑制就可能发 生快速凝结，这时，应补充加入石膏。 3 提高坯体及制品的强度，改善收缩等性能，石膏在静停过程中 的坯体内参与生成水化硫铝酸钙和C－S－H凝胶，使坯体强度提 高。增强了坯体适应蒸养时温差应力和湿差应力的能力。在蒸压 过程中，石膏可以促进水热反应的进行，使CSH(Ⅰ)向托勃莫来 石转化。同时，可以抑制水石榴子石的生成，从而使游离的铝离 子进入CSH(Ⅰ)中，其中部分转化为铝代托勃莫来石，而Al2O3本 身也能促进CSH(1)向托勃莫来石转化，阻止其向硬硅钙石转化， 因而强度提高，收缩值降低。?其他调解材料： 1、纯碱 2、烧碱 3、水玻璃 4、菱苦土 这些调解材料我公司不常用，在此不作详解。原材料的制备?粒状物料的磨细： 对粒状物料进行磨细是加气混凝土生产工 艺的主要环节之一。磨细对从浇注成型到 制品的最终性能都有着重要的影响。粉煤灰浆料细度重要性?? ? ???1 、 磨细可以极大地提高物料的比表面积，增强物料参 加化学反应的能力。 2 、 磨细使物料颗粒变小，使得这些物料的活性得以充 分发挥。 3 、 经磨细的物料，单颗粒的体积和重量大大降低，减 缓了物料的沉降分离速度，为料浆的稳定创造了条件。 4、 磨细的料浆具有较好的保水性及部分成分的溶解而 提高的粘度，可以使料浆具有适当的稠度和流动性，给 发气膨胀创造了良好的条件。 5 、 适当细度的物料，有利于料浆保持适当的稠化速度， 有利于形成良好的气孔结构及提高坯体强度加快硬化速 度，以适应切割。 6、可以提高物料的均匀性，并使其进行初步反应，能 产生C－S－H凝胶，对料浆及制品均有利。湿法磨机怎样控制细度?? ?通常，湿磨是在磨机喂料口加水，加水量直接影 响磨机出浆的浓度及物料的细度。 加水量大，则出料速度快，而细度较粗；加水量小，出料慢，出料细度小，但也往往造成 糊磨或出料堵塞。因此，各厂都应根据各自的原料，掌握各自合适 的加水量。一般，以控制出料的比重较为方便 （我公司控制扩散度），既可控制浆体浓度，也 能控制细度。?铝粉悬浮液的制备?? ? ???我公司采用铝粉作为发气剂，通常，铝粉均以 脱脂剂进行脱脂，我公司采用工业洗衣粉。而 不使用烘烤法脱脂，以保证生产的安全。 铝粉的脱脂： （1）以拉开粉（二丁奈酸钠）作脱脂剂 （2）以SP型稳泡脱脂剂处理铝粉 （3）以净洗剂7102作脱脂剂 （4）以皂素粉为脱脂剂思考题：? ? ??1、磨细对硅质材料有什么改善作用? 2、 水热球磨有什么意义? 3 、为什么说原材料的加工过程也是对原 材料的均化过程? 4 、 石灰磨细可以改变那些性能指标?配料浇注?配料浇注是将各种加工制备好的物料按配合比要 求进行计量、搅拌混合后浇注入模，经过发气膨 胀形成加气混凝土坯体的过程，也是加气混凝土 生产过程中的关键工序。?从坯体形成的过程来看，加气混凝土坯体实际上 经过了形成气孔和坯体硬化两个阶段。因此，可 以说，配料浇注的目的在于使料浆中产生气孔， 形成含有符合要求气孔的坯体。前者靠发气材料 在料浆中发气来实现，后者主要靠料浆中的胶凝 材料的水化和凝结完成。配合比与生产配方? ?配合比的基本概念钙硅比：原材料中的氧化钙与二氧化硅之 间的这种比例关系，称为加气混凝土的钙 硅比，写成C/S。 水料比：水料比 ＝ 总用水量／基本组成 材料干重量 500kg/m3的水泥－石灰－粉煤灰加气混凝 土的最佳水料比为0.60～0.75。????从加气混凝土的气孔结构和制品强度出发，通 常希望水料比能够稳定在较小的范围内，并保 持较低的数值，而当因材料波动需较大范围变 动水料比时，将影响浇注的稳定性、气孔的结 构和坯体的稠化硬化速度，从而大大地影响到 制品的质量。 设计体积密度： 加气混凝土的设计体积密度是进行配合比计算 的基本根据之一，代表所设计的加气混凝土制 品在完成蒸压养护后，单位体积的理论干燥重 量。即包括各基本组成材料的干物料总量和制 品中非蒸发水总量（其中包括化学结合水和凝 胶水）。水泥－石灰－粉煤灰加气混凝土的配合比??（1）钙质材料的选用 水泥和石灰都可以单独作为钙质材料来生产加气混凝土， 但都存在一些缺陷。但结合生产成本计算不采用单一钙 质材料。 水泥和石灰用量 当配方的C/S比确定后，仅是确定了粉煤灰与石灰加水 泥的比例，确定石灰与水泥各占多少，也是一个相当复 杂的过程，期间，要考虑到形成水化产物，也要考虑到 生产中工艺参数的控制，以形成良好的气孔结构；还要 考虑到生产周期的长短。?（3）石膏用量 石膏在加气混凝土生产中的作用也具有双 重性，在蒸压粉煤灰制品中，由于石膏参 与形成水化产物，掺加石膏可以显著提高 强度，减少收缩，碳系数也有很大提高。 同时，在浇注过程中，对石灰的消解有着 明显的延缓作用，从而减慢了料浆的稠化 速度。所以，石膏的掺入量，既要考虑提 高制品性能，也要考虑控制工艺参数。如 料浆的水料比、石灰的质量及用量等，一 般石膏的掺人量控制在5％以内。4）铝粉用量???铝粉用量取决于加气混凝土的体积密度。在使用 相同质量的铝粉时，制品的体积密度越大，则铝 粉用量越小。理论上，我们可以根据制品的体积 密度精确计算出铝粉用量： 2Al+3Ca(OH)2+6H2O3CaO→Al2O3+6H2O+3H2 ↑ 可知，2克分子的纯金属铝，可产生3克分子的氢 气，而在标准状态下，l克分子气体体积是22.4l， 铝的原子量是27，所以，铝粉的产气量为： V0＝22.4×[3/(2×27)]＝1.24l/g?根据上式，可以用气态方程(V1/T1)＝(V2/T2)求 出任何温度下铝粉的产气量： 加气混凝土体积可以简化为两部分：一部分为基 本组成材料的绝对体积，另一部分是铝粉发气后 形成的气孔体积。根据气孔体积，可以计算铝粉 的用量： m铝＝V孔/(V2? K) 式中： m铝――单位制品铝粉用量(g/m3)； V2――浇注温度时铝的理论产气量(l/g)； K――活性铝含量??加气混凝土的配方计算? ?单位体积制品的干物料用量 在生产绝干体积密度为500kg/m3的产品时，实际干物 料投料量不足500kg。因为制品绝干体积密度是将单位 体积制品在105℃下干燥至恒重的重量。此时，制品含 有化学结合水，在计算干物料时，这部分水并没计入 配料重量。因此，计算于物料量时，应减去化学结合 水的重量，制品中化学结合水量，视使用的钙质材料 多少而异。根据经验，生石灰中1克分子有效氧化钙的 化学结合水为1克分子；水泥中取0.8克分子氧化钙所 化合的化学结合水为1克分子，则不难算出单位体积产 品中结合水量，求出单位体积制品干物料用量：? ? ? ??? ? ? ? ? ?m ＝ r0 － B 式中： m――单位体积制品干物料用量（kg/m3）； r0――设计体积密度（kg/m3）； B――制品中结合水量（kg/m3）． 例：绝干体积密度为500kg/m3的粉煤灰加气混凝土配比 为水泥:石灰:粉煤灰:石膏＝13:17:67:3；水泥中氧化钙含 量60％，石灰有效氧化钙含量75％，CaO分子量56， H2O分子量18，求单位体积干物料用量? 设：每m3制品化学结合水为Bkg，B1为水泥所需的结合 水量；B2为石灰的结合水量。 则：每m3制品干物量为500－B B1＝{[13％×(500一B)×60％]/(56×0.8)}×18 B2＝{[17％×(500一B)×75％]/56}×18 B＝Bl ＋ B2 ＝ 34kg/m3 即：干物料重量为：m＝500－34＝466kg/m3? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?配方计算 配方可根据配比用： mx＝mPx 式中： mx――单位制品中某原材料用量（kg/m3）； Px――该种原材料的基本配合比（％）。 进行计算（当加入废料浆时，加入量抵硅质材料用量）。 废料浆的加入方式有两种，一种是将切除的面包头、边料等直 接加入料浆罐；另一种则制成一定比重的废料浆于配料时投入。 前者可以测定含水量后经验加入（一般面包头含水率波动不是 很大），而一种则可根据各种材料的比重及配比计算废浆的干 物料量。用于配料的废料浆通常控制的比重是： 水泥－石灰－砂加气混凝土： 1.2～ 1.25(kg/l) 水泥－石灰－粉煤灰加气混凝土： 1.25～1.35(kg/l) 水泥－矿渣－砂加气混凝土： 1.2～1.3(kg/l) 例：已知加气混凝土的配比是水泥:石灰:砂:石膏＝10:25:65:2， 水泥的比重为3.1，氧化钙60％，石灰比重取3.1，有效氧化钙75 ％，砂子比重2.65，石膏比重2.3，废浆比重1.25，水料比0.65， 浇注温度45℃。求废浆中固体物料含量及500kg/m3制品中各物 料配方。? ??? ? ??? ? ? ? ? ? ? ??? ? ? ? ?设：单位体积废料浆中固体物料为x(kg/l)、含水量为y(kg/l)。 则，单位体积废料浆中各组分绝对体积之和应为1，即： (0.1x/3.1) + (0.25x/3.1)+(0.63x/2.65)+(0.02x/2.3)十(y/l)＝l 各组分重量之和应等于废料比重1.25，即： x+y＝1.25 得：y＝1.25－x代入前式得 (0.1x/3.1) + (0.25x/3.1) + (0.63x/2.65) +(0.02x/2.3) + (1.25－x)＝l 整理得：x＝0.39(kg/l)； y＝1.25－0.39＝0.86(kg/l)。 这时，废浆重量百分比浓度为31.2％。各物料配方根据 m＝r0－B mx＝mPx计算。 水泥结合水：B1＝{[10％(500－B)×60％]/56×0.8}×18 石灰结合水：B2＝{[25％(500－B)×75％]/56}×18 B＝B1十B2＝38.74kg/m3 干物料：m＝r0－B＝500－38.74＝461.26kg/m3； 水泥：m水泥＝mP水泥＝461.26× 10％＝46.1 kg/ m3； 石灰：m石灰＝mP石灰＝461.26 × 25％＝115.3 kg/ m3； 砂：m砂＝m(P砂一P废)＝461.26×(63％－5％)＝267.5 kg/ m3； 石膏：m石膏＝mP石膏＝461.26×2％＝9.2 kg/m3； 废料浆：m’废＝mP废＝461.26×5％＝23kg/m3； （m’废为废料浆的干物料重，m废为废浆体重）。? ??? ? ??? ??? ? ? ? ? ? ?折算成比重为1.25的废浆体积（单位用量） V废＝23/0.39＝59(l/m3) （折算成重量的废料浆为：＝74kg） 用水量：W＝W0－W废＝461.26×0.65－59×0.86＝410.52(kg/m3) 铝粉量：已知标准状态下，1g铝粉的理论产气量为1.24l/g 则当浇注温度为45℃，1g铝粉的理论产气量为： V45＝V1×(T2/T1)＝1.24×[(273＋45)/273]＝1.44(l/g) 设lm3加气混凝土总体积V=1000l，基本材料的绝对体积为V基。 则V基＝(m水泥/d水泥) + (m石灰/d石灰) + (m’废/d废) + (m石膏/d石膏) +W0 （m’废：为简化计算，把废料浆干料看作砂，砂用量不除去于废料量，W为总 用水量）。 V基＝(46.1/3.1)+(115.3/3.1)+[(461.26×63％)/2.65]+(9.2/2.3)+461.26×0.65 ＝469．02(l) 铝粉发气气孔体积： V孔＝V－V基＝=530.98(l) 根据m铝＝V孔/(V2×K) 铝粉量为： m铝＝530.98/(1.44×0.90)＝409.78 （根据产品说明，铝粉活性铝含量为90％）。?? ? ? ? ??? ? ? ? ? ? ?至此，加气混凝土的配方全部计算得出。需要特别提出的是，以上计算是理 论上的用量，并没考虑搅拌机余料及面包头余料。实际上，生产中石灰等原 材料波动相当大，使生产中料浆的稠度、浇注温度随之波动，导致配方的频 繁更改，而往往更改配方落后于生产。因此，一些企业在积累了相当生产经 验以后，均以一套简单的近似计算来确定配方，并在生产中随时调节各原材 料的用量，以适应工艺参数的要求，保证产品质量，现仍以上题为例。 为简化计算，单位体积用料量可看作与体积密度相等，考虑到搅拌机余料， 面包头水等因素，单位体积用料量按体积密度干物料量加5％的余量计算。 即：干物料总量：m＝r0(1+5％)＝500×1.05＝525(kg/m3) 废料浆：根据经验数据，5％的用量约为25(kg/ m3)； 即比重1.25时，体积取V废＝60(l/ m3)； 其中含水：W废＝50(kg/ m3) 配料用水：W＝W0－W废＝525×0.65－50＝291.25(kg/ m3)； 水泥：m水泥＝mP水泥＝525×10％＝52.5(kg/ m3)； 石灰：m石灰＝mP石灰＝525×25％＝131.25(kg/ m3)； 砂：m砂＝mP砂－25＝525×63％-5＝305.75(kg/ m3)； 石膏：m石膏＝mP石膏＝525×2％＝10.5(kg/ m3) 铝粉：500kg/m3的加气混凝土，铝粉膏用量取9/万： m铝粉＝525×0.9％＝0.473(kg/ m3)。 根据以上结果，以生产实际采用的模具规格(有时模具较小时，以2模为一搅拌 单位)计算体积，就可求得实际投料量。在生产中，配合比常因工艺控制参数、 生产成本等作适当调整，调整的依据之一，就是保持已知配合比的C/S，对有 关原材料进行调整。配料搅拌及浇注?浇注的方式： 浇注工艺方式主要有移动浇注和定点浇注两种。 移动浇注是用行走式搅拌机，将物料配好下到搅 拌机内，一边搅拌一边行走，到达模位后将搅拌 好的料浆浇注人模。定点浇注是搅拌机固定，而 模具移动到搅拌浇注机傍或下方接受浇注后再移 开。
浇注计量? ? ??液体物料的计量 浆状物料的计量 粉状物料的计量 铝粉的计量物料的搅拌?物料的搅拌与料浆的浇注由搅拌机完成， 搅拌机必须使各种物料在短时间内搅拌均 匀，并能进行加热以调节温度。在更短的 时间（1min以内）内将铝粉悬浮液等迅速 分散到料浆中，最后进行浇注。搅拌机是 所有工艺设备中比较关键的装备。搅拌机的种类（了解）?（1）蜗轮式搅拌机（西波列克斯专利）1n24 750 2200图5-2螺旋式搅拌机1-筒体；2-导流筒； 3-螺旋搅拌机；4-卸料口22003???（2）螺旋式搅拌机（乌尼泊尔专利） （3）旋桨式搅拌机（海波尔专利） （4）桨叶式搅拌机（司梯玛技术）1 234图5-5桨叶式搅拌机1-筒体；2-桨叶； 3-螺旋桨；4-出料口?（5）复合型搅拌机生产配料?????投料与浇注： 在浇注前，应作好以下准备工作： （1）检查搅拌机，消除简体内的残留物和积水， 检查各传动部件或行走机构是否完好灵活、计 时器件和各开关阀门是否灵活准确。 （2）检查模具和模车轨道情况，保证装配处密 封良好和行走正常。 （3）检查初养设施工艺状况符合工艺要求。 （4）了解上一班浇注情况及本班原料情况和配 料情况，落实作业要求和应变措施。投料与操作顺序????投料顺序一般是先浆状物料和水。其次是粉状物料，最 后投辅助材料和发气材料。 （1）按工艺配方称量各物料。 （2）向搅拌机投入浆状物料，并加水、加温，在以蒸 汽加热时，应考虑到蒸汽已带入部分水分。因此，加水 时应留有余量，并且，通入蒸汽前应先排除蒸汽管中的 冷凝水．检测扩散度。 （3）投入粉状物料（钙质材料），开始记录搅拌时间， 全部投完约3～5min后，检测扩散度（扩散度――以直 径为50mm，高为l00mm，内壁光洁度较高的铜管，钢管 或塑管置于平板玻璃上，注满料浆后迅速提起，测量其 塌落面直径，测试前塑料管内壁与玻璃应以湿布擦拭， 注入料浆应刮平），并作适当调整后待浇注。???（4）当搅拌达到时间要求时，立即开启碱 液贮罐及铝粉搅拌罐（机）阀门，将铝粉悬 浮液及碱液加入搅拌机。当铝粉搅拌时间一 到，立即开启下料阀，向模具进行浇注，并 测定浇注高度。 （5）浇注完毕，应及时将有关工艺参数填 入配料记录表中，作好原始记录。 （6）观察记录发气情况。 至此，浇注工作结束，进入发气与静停阶段。 如前所述，此阶段没有太多的操作，但对生 产有着及其重要的关系。?浇注稳定性?所谓浇注稳定性是指加气混凝土料浆在浇注入模 后，能否稳定发气膨胀而不出现沸腾、塌模的现 象。要做到浇注稳定，实质上就是使料浆的稠化 与铝粉发气相适应。当料浆的稠化跟不上发气速 度，则塌模：当料浆稠化过快则发气不畅，产生 憋气、沉陷、裂缝。因此，保证浇注稳定性乃是 提高加气混凝土产量、稳定质量、降低成本的关 键之一。加气混凝土料浆的发气和稠化过程? ??，料浆膨胀的动力是气泡内的内压力，料浆膨胀的阻力 是上层料浆的重力和料浆极限剪应力。 发气初期，铝粉与水作用不断产生氢气，内压力不断得 到补充，此时料浆可能还处于牛顿液体状态，没有极限 剪应力，因此料浆迅速膨胀。 随着石灰、水泥不断水化，料浆的骨架结构逐渐形成， 极限剪应力不断增大，这时，铝粉与水的反应仍在继续 进行，只要气泡内压力继续大于上层料浆的重力和极限 剪应力，膨胀就会继续下去。当铝粉与水的反应接近尾 声，料浆迅速稠化，极限剪应力急剧增大，这样膨胀就 会逐渐缓慢下来。当铝粉反应结束，气泡内不再继续增 加内压力，或者这种内压力不足以克服上层料浆的重力 和料浆的极限剪应力时，膨胀过程就停止了。料浆的稠化过程?加气混凝土料浆失去流动性并具有支承自 重能力的状态称为稠化。稠化是由于料浆 中的石灰、水泥不断水化形成水化凝胶， 使坯体中的自由水越来越少，水化凝胶对 材料颗料的粘结和支撑，从而极限剪应力 急剧增大的结果。因此，料浆的稠化过程 就是在化学和吸附作用下，料浆极限切应 力和塑性粘度逐渐增大的过程。??料浆稠化意味着失去流动性，因此一根细铁丝 在料浆表面划一道痕，如果料浆尚未稠化，此 沟痕必然流平闭合；如果料浆已经稠化不再流 动，此沟痕无法闭合，这是目前鉴定稠化的经 验方法。然而，此法非常粗糙，无法定量，更 不能表示其稠化过程。 料浆极限剪应力随时间的变化曲线，可以看作 是料浆的稠化曲线，采用拔片法来测定各个时 间的剪切应力，来绘制稠化曲线，当实际稠化 曲线低于理想稠化曲线，表示料浆稠化太慢， 有可能产生塌模；当实际稠化曲线高于理想稠 化曲线，表示料浆稠化太快，有可能产生不满 模、憋气等现象。浇注过程中的不稳定现象? ? ?? ? ??稳定浇注的基本要求如下 ： （1）料浆的发气及膨胀过程 ①发气开始时间紧接在料浆完成浇注之后，或在料浆 即将浇完之前。料浆的膨胀不得在浇完之后长时间不 起动，或者尚有大量料浆未浇注入模，而模内料浆已 开始上涨。 ②发气时，料浆膨胀平稳，模内各部分料浆上涨速度 基本均匀一致。 ③气泡大小适当，模具各部分各层次料浆中的气泡大 小均匀，形状良好。 ④发气即将结束时，料浆开始明显变稠，进而达到稠 化和及时凝固，使料浆能够保持良好的气孔结构。 ⑤料浆凝固后，发气反应及料浆膨胀结束，并能保持 体积的稳定。?（2）发气过程的相关工艺参数?料浆的稠化速度与铝粉的发气速度应互相适应 和协调一致。体积膨胀率(%)100 180604022005101520 时间(min)图5－6发气与稠化关系示意图1－料浆体积膨胀率；2－料浆极限剪应力（t）浇注过程的不稳定现象?（1）发气过快?所谓发气过快是指铝粉发气反应过早，或速度过 快。例如，铝粉发气反应不在料浆浇注即将完毕 时，而是提前在浇注过程之中，甚至提前到搅拌 过程中。这样，就造成一边浇注，一边发气，气 泡结构受到很大破坏，甚至使浇注失败。发气速 度过快与发气过早相关，但主要表现为铝粉的反 应速度。当发气速度过快时，料浆将迅猛上涨， 往往造成料浆稠化滞后而发生冒泡、沸腾等不良 现象。????（2）发气过慢 发气过慢现象基本上与发气过快的情况相反，即 往往发生料浆膨胀困难，发不到应有的高度或有 其他破坏现象。 （3）冒泡 这种现象通常发生在料浆膨胀到一定高度或发气 基本结束之后，料浆表面出现浮出的气泡或是在 表层料浆下鼓起气泡，随后气泡爆裂，气体散失。 冒泡轻微时，只是模具中个别角落或部分区域发 生，严重时可以形成整个模具中普遍冒泡的局面。 冒泡现象可能不一定给浇注成败造成决定的影响， 但必然影响料浆内部的气泡结构。冒泡严重时， 由于大量气体散失，往往会造成坯体的收缩下沉， 甚至使坯体报废。? ???（4）沸腾 这是由于气泡结构不稳定而形成的全面破坏现象，很 象水在锅内沸腾一样。沸腾现象通常都有一个渐变的 发展过程，一开始可能只是局部冒泡，甚至只是个别 角落或部位少量冒泡，然后逐步发展，冒泡点不但不 能停止，反而迅速扩展，最终形成整个料浆气泡迅速 破坏（塌模）的连锁反应。 沸腾现象可能产生在发气基本结束之后，也可能产生 在发气过程之中或发气初期，少数情况产生在料浆稠 化之后。沸腾现象在使用水泥作单一钙质材料的水泥 －矿渣－砂加气混凝土中产生的频率比其它加气混凝 土中高些。体积密度低的加气混凝土比体积密度高的 加气混凝土容易产生。 产生沸腾的料浆不能形成正常的坯体，因此是完全的 破坏。? ?（5）发气不均? ?产生这种现象时，料浆表面各部分上涨速度不一致， 料浆不是平稳上升，而是某些部分因发气量大于其它 部分而上涌外翻。也有上下层发气不均匀及气孔大小 不合要求。这种现象往往使坯体产生层次或疏密不同 的气孔结构，严重时可以造成塌模破坏。 （6）塌模?塌模是浇注完成后，料浆在发气膨胀过程中出现的一 种彻底破坏的现象。多数是因料浆冒泡导致沸腾而塌 模，有时是料浆在发气结束后，由于模内某一局部的 不稳定，出现气孔破坏，初凝的料浆严重下沉，并牵 动其余部位的料浆也失去平衡而依次逐渐形成不同程 度的破坏，因而有时会出现塌牛模的情况。 塌模的原因也是多方面的，但结果都使浇注完全失败。? ?（7）料浆稠化过慢? ?料浆稠化过慢是指稠化大大滞后于铝粉发气结束时间。 稠化慢的料浆虽然发气舒畅，但保气能力差，而且容 易形成气泡偏大，料浆超常膨胀，有时还会造成料浆 发满模具之后向模外溢出，这种料浆形成的气泡结构 也不够稳定，容易冒泡、沸腾和塌模。 （8）料浆稠化过快 料浆稠化过快一般指料浆稠化大大超前于铝粉发气结 束的时间，因而对铝粉的发气和料浆顺利膨胀造成障 碍。这种现象表现坯体竖立地“长出”模框，表示料 浆已失去良好的流动性。在生产中，常见的现象是憋 气、发不满模，甚至料浆表面出现裂缝，同时伴随放 气现象。稠化过快情况严重时，也会导致坯体的破坏、 浇注失败。??（9）收缩下沉这是发气膨胀结束后料浆出现的不稳定现象。 “收缩”指坯体横向尺寸的减小，坯体与模框 之间形成收缩缝。“下沉”指料浆从原来膨胀 高度下降。收缩下沉由多种原因：引起，但总 的后果都是气孔结构受到不同程度的破坏，这 必然影响到制品的性能。在生产板材时，还将 导致混凝土与钢筋粘着力（握裹力）减弱，对 板材的结构性能带来不利影响。收缩下沉严重 时，将直接造成浇注失败而成为废品。影响浇注稳定性的因素(% ) 100 80 60 40 20τ0(ａ ) (% ) 100 80 60 40 20τ0(ｂ ) (% ) 100 80 60 40 20τ00481620 (ｃ )24262830 (m in)图5－7三种发气特性曲线影响发气速度的因素? ?铝粉的发气特征用于加气混凝土的发气铝粉，由于生产工 艺和质量控制上的差别，各生产厂的产品， 甚至同一工厂不同批次的产品总不会完全 相同。因而，铝粉在使用中表现出来的实 际发气特性曲线就会有不同的形状，并与 料浆的极限剪切应力曲线形成不同的对应 关系。?（a）图情况下，铝粉发气速度基本上在工艺 要求的范围内，料浆膨胀速率落在图中阴影 面范围内，在这种情况下，在铝粉大量发气 期间，料浆极限剪应力保持较低值，发气舒 畅。在（b）的情况下，铝粉发气的前期虽然 也有短暂的集中发气时间，但随后变得缓慢， 有较多的铝粉留在料浆接近稠化时才发气， 在这种情况下，后期发气过程受阻，可能发 生憋气和冒泡现象，浇注不够稳定。在图（c） 的情况下，铝粉发气更不集中，发气曲线平 缓上升，大量的气体在料浆稠化后发出。?在这种情况下，料浆膨胀迟缓，后期憋气严 重，甚至料浆不能正常膨胀，在料浆内部气 泡穿孔合并，冒泡甚至下沉。出现以上现象， 主要是铝粉颗粒组成不良，虽有部分细颗粒， 但偏大粒子较多，或者混有某些活性低的颗 粒。如果铝粉过细，则其发气时间将大大提 前，在此情况下，如果料浆太稀，保气能力 太差，也可能发生严重冒泡，甚至沸腾。在 某些情况下，可能在搅拌机内出现大量发气 的现象，其浇注稳定性就会受到更大的影响。?铝粉的发气反应速度与温度有密切的关系。温度 高，反应进行得快，在较高的温度下，介质溶液 对反应物和反应产物的溶解速度和溶解度相应增 大，这无疑将有利于反应的进行。铝粉发气反应 速度与温度的关系，可由实验测定，温度越高， 反应开始时间越早，反应速度越快，反应结束时 间越早。相反，则反应进行迟缓，时间拖长。由 此可见，通过改变料浆温度，可以在一定程度上 协调发气和稠化过程。当然，这只能是在一定范 围之内，而不可能无限地调节，正象料浆稠化速 度的调节不可能无限制的适应发气速度一样。如 果为了适应稠化快的料浆，而过多地提高温度，（2）料浆温度（3）搅拌时间?搅拌铝粉的时间主要从两个方面影响发气速度及 其与料浆稠化的协调性。一方面是铝粉投入料浆 的时机；另一方面是铝粉在料浆中所需搅拌时间。 前者主要是从调控铝粉与碱溶液接触的时间来调 节铝粉开始发气的时机；后者主要是从铝粉搅拌 时间的长短来调控铝粉的发气速度。为了使铝粉 发气能在适当的稠度条件下进行，显然应当选择 一个适当的时机。过早，料浆太稀；过晚，料浆 太稠，对铝粉发气和料浆膨胀都不利。（4）碱浓度?? ?料浆中的碱浓度越高，铝粉反应越快。铝粉 在碳酸钠溶液中的发气速度比在石灰溶液中 快。当溶液中加入氢氧化钠时，铝粉的反应 速度将大大加速。因此，有的工厂常常备用 一些氢氧化钠溶液来调节发气速度。 （5）石灰 在以石灰为主要钙质材料，石灰消解生成了 Ca(OH)2，因此，石灰中A－CaO含量的多少 及消解温度，直接影响发气速度。所以，以 石灰为钙质材料时一般不加碱液。（6）水泥品种?水泥的水化速度及水化热影响铝粉发气。 如果水泥中含有较多的铬酸盐，它会使铝 粉表面氧化，使发气反应变得迟钝。但在 石灰用量较大时，水泥的影响很小。（7）石膏?石膏会显著延缓铝粉的发气过程，根据北 京加气混凝土厂的实验，在水泥－石灰－ 砂加气混凝土中，当石膏用量是铝粉重量 的3倍左右时，铝粉的发气速度将延长5～8 倍。若石膏用量更多时，铝粉的发气还将 受到更严重的抑制。当然，这一关系也并 不总是成正比关系发展下去。因此，在使 用石膏作调节剂的加气混凝土中，石膏用 量是否适当，不仅关系到制品性能，而且 也影响发气过程。（9）水料比?加气混凝土料浆的水料比对铝粉发气过程 有间接的影响。水料比太小，料浆太稠， 其极限剪应力势必偏大，因而气泡不易成 长和推动料浆膨胀，发气过程迟缓甚至受 阻。水料比太大时，料浆粘度太小，保气 性差，气体容易浮升逃逸，已经形成的气 泡也容易合并、破裂，因而也对发气过程 有不良影响。影响料浆稠化速度的因素? ??（1）水泥的品种和用量 当水泥中氧化钙含量（或更确切的是指C3S含量） 高时，其水化速度快，凝结硬化也快。尤其在以 水泥为主要钙质材料的加气混凝土料浆中，水泥 的作用更为明显。在使用以石灰为主的混合钙质 材料时，水泥对料浆的稠化速度不起主导作用， 但水泥用量的增加，在一定程度上可以延缓稠化， 而在坯体硬化过程中，能显著提高坯体强度。 相同种类的水泥，甚至相同标号和相似化学成分 的水泥，在加气混凝土料浆稠化硬化过程中，效 果可能很不相同。因此，生产中还应及时调整。?????石灰中所含有效氧化钙的数量和结晶状况决定着石灰的消化温度、 消化时间和消化特性曲线。当以石灰为主要钙质材料时，石灰的 消化温度、消化时间和消化特性曲线在加气混凝土料浆的稠度、 稠化速度和坯体的硬化方面起着重要的作用。 一般的情况下，石灰消化越快，加气混凝土料浆的稠化速度也越 快，这是因为石灰消化时吸收了大量的水分并生成氢氧化钙凝胶 的缘故。 石灰的消化温度对加气混凝土料浆稠化速度有一定的促进作用。 一般来说，消化温度高，使料浆温度也相应提高，可以进一步促 进水泥和石灰的水化凝结，料浆稠化必然加速。生产实践证明， 使用高温快速灰，料浆稠化过快，浇注稳定性很差。 石灰用量高时，加气混凝土料浆稠度大，稠化也快；用量小，料 浆流动性好，稠化也较缓慢。在采取其它措施的情况下，可以有 所改变。 生石灰在运输贮存过程中受潮后，一部分生石灰会消化生成消石 灰。含有消石灰成分的石灰，在消化温度和速度方面比原来有所 减小。人们利用这一现象，采取措施，从控制石灰中消石灰含量 人手达到改变石灰消化特性的目的。（2）石灰的性能和用量（3）料浆温度?料浆的初始温度（或称浇注温度）对料浆的稠化速度有 重要影响，在使用石灰的各类加气混凝土中，料浆温度 不仅对水泥的水化速度产生影响，更重要的是将影响石 灰的消化进程。像大多数化学反应一样，温度越高，反 应越快。无论是快速灰、中速灰还是慢速灰，其受初始 温度影响的规律性基本相同，即温度高，反应快。同一 种石灰，在不同的初始温度下，其消化规律也不同，即 温度越高，消化时间越短，消化温度越高，而且消化曲 线的斜率越大。掌握料浆的初始温度，控制料浆的升温 速度和料浆最终达到的最高温度，不仅影响到料浆中各 物料的化学反应和料浆稠化过程，还影响到气泡的最终 体积。例如当料浆温度由40℃升到70℃时，氢气体积将 膨胀11％以上，若每模坯体中铝粉发气产生的氢气体积 为2.5m3时，则氢气的总体积将膨胀约0.274m3。如果在 整个模具中存在温度不均恒的情况，这种膨胀则可能给 已经定形的坯体带来不良的影响。（4）水料比?无论哪种加气混凝土，水料比都会对料浆的稠度和稠化 速度产生重要的影响。在一般情况下，水料比小，料浆 稠化过程中粘度增长的速度快，达到稠化的时间短；水 料比大，料浆粘度增长速度慢，达到稠化的时间长。由 于水料比的减小，料浆的碱度及碱度增长速度加强，因 此水料比小的料浆其后期发气膨胀速度可能会更快，而 水料比大的料浆则为前期膨胀较快。在实际生产中，水 料比可能因为操作误差造成波动而偏离原配方规定的值。 如果是采用蒸汽在搅拌机内对料浆加热，应注意蒸汽中 的含水量和蒸汽冷凝水对料浆含水量的影响。必要时， 应将这部分由蒸汽带入的水量从配料中要求的总水量中 扣除。（5）石膏???石膏对石灰的消化有抑制作用，因而使加气混凝 土料浆稠化时间延长。石膏过多时，有可能影响 气泡的稳定，发生冒泡和收缩下沉，甚至料浆不 能稠化而发生塌模。 （6）其它材料 硅质材料的细度决定料浆需水量。在相同水料比 时，硅质材料越细，料浆越稠。某些具有潜在水 化活性的硅质材料如粉煤灰等，其细度越高，在 料浆被激发时表现出的水化活性越大，料浆越容 易因此而加速变稠。而一些外加剂则是通过对石 灰等材料的作用，影响料浆的稠化速度。（7）搅拌工艺???搅拌工艺对料浆稠化的影响主要表现在搅拌强度和搅拌时间上。 在有限的时间内，能否将加气混凝土料浆充分搅拌均匀，水泥、 石灰等胶凝材料能否均匀分布到料浆的每一部分的微小空间，关 系到料浆能否均匀地稠化和硬化。搅拌强度还可以对物料起到再 分散的作用，防止结团，促进反应，改善料浆流动性。在生产中 搅拌强度的差异对料浆均匀性和稳定性有重要影响。 搅拌时间不仅关系到料浆的均一性，而且在一定程度上决定着料 浆浇注入模时的初始粘度，从而可以调整料浆稠化速度与铝粉发 气速度之间的相互关系。当铝粉发气快，而料浆稠化速度较慢时， 可以适当延长搅拌，使料浆稠化过程的起点高一些。反之，则可 以适当缩短搅拌，以此降低料浆的初始稠度去适应铝粉发气的需 要。 在搅拌强度不够的情况下，延长搅拌时间的办法来达到搅拌均匀 的目的。当产生使料浆过稠的不良后果时，应当首先改善搅拌机 的工作状态。有的操作人员无原则地随意减少料浆搅拌时间或者 提前加入铝粉，则降低了料浆性能，破坏了气孔结构。静停切割? ?静停的作用发气稠化过程，是加气混凝土坯体形成的 过程。以形成良好的孔结构来达到浇注的 目的。该过程主要决定于原材料性质及浇 注控制的工艺参数等，环境条件相对比较 次要。?静停过程没有多少操作和控制，只是坯体内部仍在 进行物理化学的反应。在这一过程中，由于水泥和 石灰等胶凝材料产生的水化物凝胶继续不断地增多， 使坯体中的自由水越来越少，而凝胶更加紧密。硅 质材料颗粒在凝胶的粘合和支撑下，越来越牢固地 占有固定的位置，形成以硅质材料颗粒为核心的弹 －粘－塑性体结构。当坯体塑性强度达到一定的数 值，能够承受其自身的重力并在切割工艺中具有保 持其几何形状不发生有害变形的能力时，我们就说 它已经硬化，或者说其硬化程度已经适合切割。也 可以说，静停的过程就是坯体硬化的过程。在这一 过程中，除了原材料性质、工艺参数外，环境温度 及时间也是其直接影响因素。? ??影响坯体硬化速度的因素 硬化速度指加气混凝土坯体达到可切割的硬化程度所需要 的时间。在工艺上，硬化速度又称为静停时间。静停时间 关系到生产的组织及生产能力的发挥。 加气混凝土坯体的硬化过程不仅是其料浆流变特性变化过 程的继续和发展，而且硬化过程的发展规律与料浆稠化过 程的发展规律在很大程度上是一致的。在一般情况下，料 浆粘度增长速度快，坯体塑性强度增长也快；反之，料浆 粘度增长慢，坯体强度增长也慢。料浆从浇注入模到形成 可切割的坯体，在宏观上发生一系列弹一粘一塑性演变， 使料浆从流体逐步这个由稠化到形成结构强度的过程在微 观上就是加气混凝土料浆体系由分散悬浮体系到凝聚结构， 再到凝聚结晶结构的形成和发展过程。因此，坯体强度的 变化规律同其料浆粘度的变化规律一样，取决于原材料的 组成及其物理化学性质。浇注过程中控制的工艺参数等， 调节这些因素，可以影响料浆的稠化过程，同样也可以影 响坯体的硬化，从而使我们有可能在较短的时间内获得理 想的坯体。?胶结料用量?胶结料指水泥、石灰等钙质材料和采用混磨 工艺制备的含有一定量水泥、石灰的混合材 料。胶结料用量的变动是影响坯体硬化速度 的重要因素。在总配料量和工艺条件一定的 情况下，增加胶结料用量，坯体硬化就会加 快，反之则会变慢。但改变胶结料用量就是 改变配合比，因此，提高胶结料用量；应考 虑到制品的性能要求。水泥与石灰相对用量?胶结料中水泥与石灰的总量相对固定后，两者用量比 例对坯体的硬化也有直接影响。一般情况下，石灰用 量增加（石灰与水泥总量不变），料浆稠化加快，坯 体初期强度增加较快，而后期强度增加减慢，并且坯 体强度也有所降低。在以砂为硅质材料的加气混凝土 生产中尤为明显，而水泥增加，料浆稠化减缓，坯体 后期强度增长较快，并且坯体的强度也较高。由于测 定坯体强度方法的限制，坯体强度包括抗压应力和抗 剪应力。在实际生产中，往往经水泥和石灰用量调整 后，虽然坯体强度值相近，但后者的坯体明显优于前 者，切割时不易产生裂缝或破损。这是因为，增加水 泥用量后，提高了坯体强度中抗剪应力。石灰和水泥的品种?石灰和水泥品种对坯体硬化的影响是，石灰的消 解速度快、消解温度高，有效钙含量高，则坏体 硬化怏。特别是石灰的消解温度较高，当料浆稠 化时（石灰消解结束），则坯体内部温度较高， 有利于坯体的快速硬化。但过高的温度也易造成 坯体裂缝等损坏；水泥二般相对稳定，对坯体的 影响也较稳定，水泥凝结时间短，则坯体硬化快。水料比和浇注温度?水料比对坯体硬化也有影响，一般来讲， 水料比增大，坯体硬化延缓，并且坯体的 硬化时间与水料比成正比。 对加气混凝土坯体来说，浇注温度高则坯 体升温起点高，有利于水化反应的快速进 行，水化反应放热集中，从而提高坯体的 温度，加快硬化速度。?坯体的静停?坯体的静停，也就是静置坯体以待其硬化，静停质量的 好坏，除了影响静停时间的长短，从而影响生产能力的 发挥及生产的正常进行，还影响到生产的成品率及制品 质量。?静停的环境温度的高低，直接影响到静停时间的长短。 静停的环境温度高，则相对地静停时间短，反之，则静 停时间长。这是因为环境温度低，坯体热损失大，温度 上升较慢，不利于坯体硬化。同时，当环境温度过低时， 坯体热损失较大，造成坯体内外温度差别很大，坯体内 外的硬化程度不同，由此而引起的应力将使坯体在蒸压 养护前即有可能产生裂．纹。因此，硬化不均的坯体， 在进行翻转、切割和切面包头工序时，容易产生变形、 裂纹、沉陷及外层剥落等弊病。?当坯体因为环境温度太低而具有过量水份就进 行养护时，由于温度应力和湿度应力，将使坯 体发生局部或全部变形。 因此，加气混凝土生产中，对静停的环境温度 有一个基本要求，即一般应不低于20℃，为了 缩短静停时间，提高产量和质量，目前工厂大 多采用定点浇注，热室静停，静停的温度要求 在40℃～50℃，有些移动浇注工艺，因没有热 静停室，冬季普遍采用暖气来提高车间温度。??采用热室静停工艺，必须解决模具的行走问题，若解 决不好，也极易造成塌模（因浇注完毕即进入热室）、 坯体裂纹而影响产量质量。一般采用的行走方式为辊 道输送（如乌尼泊尔）、专用推车机构（如海波尔、 司梯玛等）及国内多采用的以卷扬机钢丝牵引或人工 推行。前两种方式因设备性能较好，模车行走稳定。 可以保持连续行走，而后两种方式因牵引时震动过大， 不便于连续行走，应在浇注完毕后一次牵引就位，避 免因震动引起塌模。 还需说明的是，有些工厂在切割以后也采用热室静停 （称为釜前静停），以图提高人釜的坯体温度，从而 减少蒸压过程的升温时间，但是，若控制不好，极易 造成坯体脱水（特别在北方干燥地区），严重影响水 化反应的进行，降低制品性能。?坯体在硬化过程中的缺陷及其原因? ??硬化不均： （1）环境温度过低。通常，生产加气混凝土的模框为 钢板制成（只有极少量是钢木复合，如弗汉工艺的模 框），因此，模框的保温较差，环境温度对坯体有直接 的影响。因而，采用热室静停，以保证坯体的正常硬化。 （2）搅拌不均。由于搅拌机的能力或配料投料的误差， 易造成搅拌不均的现象。特别是以石灰为主要钙质材料， 且石灰质量不好，致使配料时加大石灰用量时，更易发 生此现象。也有因设计不合理，钙质材料下料过快而引 起。这种硬化不均不同于前一种，由中心到边缘逐步降 低强度。而是强度高的部分和强度低的部分不均匀地间 隔存在。切割后的产品，除有钢丝切不透的现象外，切 割缝成波浪形，也是比较常见的现象。除此以外，制品 强度不均，坯体有团状硬块及不均气孔，对产品质量也 都存在破坏。?（3）料浆沉析。当浇注后料浆发生沉析，也 会引起坯体的硬化不均，主要表现在下部强度 较高，而上部较低。发生沉析比较常见的因素 是粉煤灰过粗且未经磨细，砂子细度过粗等， 有时喷油燃煤的粉煤灰，烧失量过大的粉煤灰 和堆放时间过久的湿排灰也有此现象。一般可 通过保证磨细度，粉煤灰或砂与石灰、水泥进 行?昆磨，加入废料浆，碱液等方法进行调节， 有时，甚至只要提前制浆，也能得到较大的改 善。值得提出的是，当铝粉搅拌不均，也会出 现上下分层的现象。虽不属于沉折，但其结果 也是导致坯体强度上下不均，此原因引起的表 现特征是坯体上层气孔多而大，而下层则少且 小，引起的原因一般是铝粉搅拌不均等。??不硬化 不硬化现象是指坯体硬化时间过长（超过4小 时以上，有时甚至达12小时以上）而无法切割 的现象，引起的原因主要为配料中石灰用量过 多，且质量较差，而水泥用量过少，标号较低 或掺有较多混合材，以及环境温度较低时（低 于5℃）。当生产板材时因配料中加入一定量 的菱苦土，以及矿渣质量较差，也时有发生。 有效地避免不硬化，可以从增加水泥用量或选 用较好的水泥（如425硅酸盐水泥）及好的石 灰，提高环境温度（如热室静停）等着手。当 采用石灰和石膏轮磨时，石灰中掺混着过多的 石膏，也易出现此现象。?5收缩下沉? 收缩下沉是指料浆发气结束，坯体形成中期，坯体出现下沉和周边裂缝， 造成的主要原因有水料比过大，水泥、 石灰质量较差和矿渣活性较低等。
?6 坯体表面裂缝?坯体在静停后期往往出现一些裂缝，大面是龟 裂，四周靠模框则为环绕一周的均匀缝隙。主 要可能是石灰掺量过多（特别是采用快速灰时） 或浇注温度过高所引起，配料时石膏因误差而 投入过少也是起因之一。解决的方法是及时掌 握原材料的波动，保证计量与投料的准确，同 时，应注意合适的静停温度。???7 坯体内部裂缝 坯体在脱模后，常在侧面或端面出现一些水平 面的、弧形的和横向的裂缝。这类裂缝因为深 入坯体内部，所以对制品影响较大，而且常常 造成切割时发生坯体碎裂断落甚至坍塌。 产生以上裂缝的原因大多与发气不够均匀舒畅 有关。当料浆温度高，稠化快时，铝粉发气后 期的气体和温度上升，可能使已经稠化的坯体 产生水平层裂。当料浆发气早，边浇边发气时， 已经发气的料浆从浇注口注入模具之后，又从 底部涌向两侧与两端，形成气孔密度不均的弧 形分层，在坯体硬化过程中，这些分层的界面 处就容易产生裂缝。?另外，机械损伤也是造成坯体裂缝的一大原 因，如坯体的降温收缩、模具的机械震动、 吊运、摆度或辊道的振动以及脱模时的损伤 等。?解决坯体裂缝应从具体情况出发，根据其成 因，从工艺控制或机械设备控制出发。?坯体强度的测定?坯体强度是判断坯体是否适合切割的一个 重要指标，也是对浇注及静停质量的检验。 因切割方式的不同，对坯体强度的要求不 同。一般地说，不采用将坯体进行搬运、 翻转的切割方式，对坯体硬化程度的要求 低些。坯体的切割? ? ? ?? ?切割的工艺类型； 坯体的损伤及防止： 吊运中的损伤 坯体形成以后进入切割时，都必须经过一定距离的 输送，吊运是采用较多的方法，也是极易造成坯体 损伤的工艺过程。 坯体的断裂 一般模具，底板，起吊抓孔均有四至八个，在空模 吊运中，操作人员因图省事，往往没有使吊钩钩住 全部的起吊抓孔即行起吊，极易造成模具底板的变 形，特别是结构刚度差，或磨损锈蚀严重的模具底 板，其变形更大，这是坯体断裂损伤的潜在因素， 也是浇注时，模具漏浆的一大原因。在采用负压吊 吸运时，由于坯体两端强度不匀，形成不均匀下滑， 也易造成坯体的断裂。? ?缺棱掉角 缺棱掉角主要是吊运脱模过程中，模具的幌动造 成了棱角的损坯。这一现象在以单钩起吊脱模时 尤其严重。可采取的措施主要是设置脱模导向槽 （杆），或以人工扶持；单钩吊改为双钩吊。 吊运过程中的其他缺陷 负压吸吊时坯体下滑，甚至滑落，设备上的原因 是负压吊负压不够或负压吊与模框连接不密封， 应检查负压风机、风管和密封条；工艺上的原因 主要是坯体过软。吊运后坯体下陷，主要是坯体 大面积粘模（坯体贴在模底板上），应清理底板， 并涂上合适的隔离剂，如粘度较高的废机油或混 凝土隔离剂。? ?切割时的损伤? ?切割前坯体裂纹切割前坯体出现裂纹，一般由两种情况，一种 是当坯体由浇注底板换到蒸养底板或切割台， 由于前后底板、切割台的平整度差异而造成， 应对底板或切割台进行校整；另一种是在坯体 进行翻转切割时产生的裂纹，产生的原因或是 坯体强度不均匀（通常是边角部分较软，而中 部较硬），或是翻转时，产生扭曲，前者大多 产生于原材料较差或气温较低时，而后者则是 设备因素。? ?翻转切割时，水平切割（纵切）断裂 在进行翻转切割时，纵切正好变成了水平切割。 由于切割缝的沉降量超过了坯体的极限变形值， 引起坯体开裂。一般单根钢丝切割缝的沉降量约 为钢丝直径的0.9倍。在没有支撑的情况下，水 平沉降量超过1.0mm时，坯体就可能发生裂缝； 在有支撑的情况下，水平沉降量超过3.0mm时坯 体将可能断裂。因此，在选择水平切割钢丝时， 应同时考虑钢丝的直径和同一垂直面内挂钢丝的 数量。同时还要加强坯体两端的支撑。在新的伊 通切割机上，水平钢丝已分成若于组。??缺棱掉角缺棱掉角现象因切割机型号不同而各异， 对于大多数切割机来说，缺棱掉角主要发 生于支撑部位，因支撑抵不紧坯体被钢丝 崩坏；而对于预铺提拉式切割机，因其纵 切钢丝是成斜线状向前推移完成切割，切 割钢丝对于坯体的施力既有水平方向，又 有垂直向上。因为该切割机是在完成横切 及面包头后进行纵切，纵切时坯体上部没 有向下的支撑。因此，钢丝很容易于每一 块制品的端部崩坏棱角。? ?? ?表面鱼鳞状 在使用螺旋绞刀铣切面包头时，常因坯体 过软或绞刀刀口粘积废料过多而将表面拉 成鱼鳞状。 双眼皮 双眼皮是指同一钢丝的切割缝有两道，是 因为退出切割钢丝不慎而造成。主要发生 于6M－10A翻转式切割机的横切，乌尼泊 尔的横切等切割钢丝需从原路返回的机型。 一般可以拉紧切割钢丝、稳固切割台的办 法来避免钢丝与坯体的错动，从而避免双 眼皮的发生。这两块有什么区别？??边缘塌落切割后，坯体常发生边缘塌落，其原因主 要是坯体边缘部分强度过低，切割后割断 了与中部坯体的连接，难以独自承受自身 的重量而造成塌落。一般可通过改善原材 料状况或改善静停条件，以保证坯体强度 均匀发展，避免边缘的塌落。???尺寸偏差 尺寸偏差是切割过程中较常出现的缺陷，一般来说， 有规律的尺寸偏差来自于设备的系统误差，应通过 对切割机的调试加以解决；而无规律的尺寸偏差， 引起的原因较复杂，但也不外乎在切割机和坯体两 方面找原因。在切割机上，较常见的原因是切割钢 丝过松、涨紧弹簧疲劳、涨紧气缸磨损以及切割动 作的传动部分的故障等。在坯体方面，经常出现的 原因是料浆搅拌不均、坯体强度不均、原料中含有 较粗的颗粒等。 对大多数生产厂来说，切割是加气混凝土生产中对 外形的唯一的一道加工工序，切割质量的好坏，直 接影响产品的质量。就工艺而言，切割质量的主要 影响因素是坯体质量，要求坯体强度均匀，硬化程 度适中，但各厂情况各不相同，我们应该按照切割 的要求，结合工艺特点，制订出适合各自企业的工 艺规程来指导生产。思考题? ? ??l 坯体为什么要静修停? 2 试述坯体硬化过程中的缺陷及原因。 3 国内现有哪几种切割机，手工切割有几 种形式? 4 切割时易出现哪些损伤，其原因是什么?蒸压养护? ? ??思考题： l 蒸压养护过程中抽真空有什么作用? 2 试述恒温压力和恒温时间的相互关系? 3 蒸压养护过程中，常见的制品损伤有哪 些?其原因是什么?蒸压养护是加气混凝土获得强度等性能的必 要条件，是使制品实现水热合成的具体方式 和手段，它不仅关系到制品性能的好坏，也 关系到工厂的生产效率的提高和能源的消耗。 本章将着重讨论蒸压釜内的热物理过程和三 种加气混凝土的最佳蒸压养护制度及蒸压养 护的主要工艺装备及操作。蒸压的热物理过程? ??蒸压过程中的热传递 在蒸压釜内，当高压蒸汽送人后，在蒸汽与坯体之间，蒸汽 与釜体和蒸养车底板等设备之间将进行一系列热交换过程， 将蒸汽的热量传给坯体（包括与之接触的设备）。热量传递 效率越高，坯体升温就越快，坯体内外达到均匀温度的时间 也就越短。 蒸汽与坯体的热交换是从坯体外露的表面首先开始的。当高 温的蒸汽与坯体表面接触时，被迅速冷却，同时释放出气化 热，蒸汽冷凝后在坯体表面形成水膜并充满外表气孔。这时， 坯体表面首先被加热，逐渐形成坯体外层温度和湿度高于坯 体内层温度和湿度的情形。在这种情况下，表层温度势必向 较低的内部传递，较高温度的水分也将向内层渗透。这种传 递和渗透直到坯体内外温度湿度达到平衡为止。在坯体与模 板接触的部分。热量的传递通过模板间接进行。由于没有和 蒸汽直接接触的机会，也没有冷凝水由外向内的迁移运动， 因而这部分坯体的温度增长将滞后蒸汽直接接触的部分。当 坯体内外各部分温度接近均衡，釜内蒸汽达到要求的温度时， 升温过程即告结束，养护进人恒温阶段。??恒温的目的主要是使制品充分进行水化反应，生成足够的水 化产物并达到必要的结晶度，使制品获得良好的性能；同时 坯体中心部分少量尚未达到恒温温度的部分将在恒温阶段前 期达到与外层一致的温度。在此期间，由于制品内部水化反 应大量进行，放出较多的水化热，可能出现釜内温度再升高 的现象（有时釜内压力升高0.1MPa）。 降温阶段的热交换与升温过程相反，由于釜内蒸汽的排出， 气压下降，制品表面水分迅速汽化，吸收制品热量并随之带 出釜外，坯体表面湿度和温度的降低，使制品内部的高温液 体向表层迁移。釜内制品的温度就是在这样连续进行的水分 迁移和不断汽化中降低温度。同样，由于模底板的阻隔，制 品与模底板接触部分的降温过程将滞后于其它的部分。由于 在降温的开始阶段制品的内部处于饱水状态，降温过程基本 上靠水分的迁移和汽化完成，因而热交换较快，降温速度也 较快；在后期，制品内部水分已经大量减少，气泡内的空间 逐步由高温液体变成蒸汽，水分迁移变慢，热交换速度随之 降低。此时制品内外的热传导将因温度差而逐渐发生更多的 作用，但整个制品总的降温速度将明显低于前一阶段。这也 是实际中常见的现象。??由于在整个蒸压过程中，热量在坯体内部的传递主要靠冷凝水 的迁移和蒸汽的渗透来完成，所以加气混凝土坯体的透气性对 坯体内部的传热具有较大的影响。表现为对坯体升温速度的影 响。影响加气混凝土坯体透气性的因素主要是原材料的品种， 同品种的加气混凝土，则材料的细度影响透气性。一般来说， 从品种看透气性比较好的依次为水泥－矿渣－砂、水泥－石灰 －砂和水泥－石灰－粉煤灰；从细度看，较粗的材料优于较细 的材料。 干空气的传热效率大大低于蒸汽。空气中含湿量越高，其含热 量和放热系数也越高，所以，蒸压釜内含有干空气，对热交换 是一种阻碍。例如，在田2.85×26m的蒸压釜内，当装满12个 6m×l.5m×0.6m的加气混凝土坯体时，除去坯体、底板和小车 的体积后，尚有约l00m3的自由空间，若不进行抽真空，釜内 坯体经3h的升温达到120℃左右，6.5h才能达到恒温温度均匀， 而若进行30rain抽真空，使釜内真空度达－0.06MPa，则1.5h便 可升温达175℃以上，3h左右可达到均匀恒温。这是因为空气 在坯体表面形成一层静止的薄层，这层气膜的导热系数很小， 它阻碍蒸汽向坯体的传热。同样，根据气体方程，计算出这部 分空气将使蒸汽压力下降0.06MPa，气体和坯体的温度都将低 于相应压力的饱和蒸汽温度。?另外，蒸汽经过热交换后形成的冷凝水也 将吸收一部分热量，且冷凝水较多时，聚 集在釜的底部，加之空气的比重大于蒸汽， 因而往往造成了釜内上下部分的温度差异。 因此，在生产中，在升温的同时应及时地 排放过多的冷凝水。蒸压养护的热平衡? ??蒸压养护过程中，釜内热量的来源是饱和水蒸汽，热量 的消耗是以下几个方面： 1．加热制品（坯体及所含水分）；2．加热釜体； 3．加热模具及蒸养车；4．加热釜内残留空气；5．加 热釜内冷凝水；6．釜体向空间散热；7．釜内自由空间 蒸汽的热量。 除以上几个方面的蒸汽消耗外，蒸汽的实际耗用量与采 取的蒸压养护制度、气候条件、原材料性质及蒸压釜的 保温隔热措施等有关。加气混凝土的水热反应是放热反 应，理论上蒸压养护达到恒温时，蒸压釜的压力和温度 不应降低，但实际上因釜体的散热及管、阀的泄漏，使 恒温后的压力很难保持不变。从行业的平均水平看，每 m3的加气混凝土，其蒸压养护消耗的蒸汽量是224kg。蒸压过程中的热膨胀?加气混凝土坯体在蒸压养护过程中都会因为温度的变化而发生 体积膨胀和收缩。对体积密度为500kg/m3的加气混凝土试件进 行测量的结果表明，加热开始阶段试件相对变形增长较快，以 后逐渐变缓。当温度上升到100～ll0℃时，加气混凝土的变形大 约是最大值的70％，达0.9～1.0mm/m。在恒温阶段，加气混凝 土体积大体稳定。当蒸压釜内气压开始降低时，试件开始收缩， 压力低于0.3MPa时收缩量最大。试件的蒸压膨胀值不会因降温 而完全消失，其残余变形值约为0.12mm/m。制品的受热变形不 是均匀的，在升温阶段，制品表面温度首先上升，因而其变形 也早于制品内部。降温时则与此相反，制品内部温度下降的速 度低于制品表面。由于温度分布的不均，导致制品各部分的不 均匀热变形。当制品表层温度高于内部时，表层应力是为压应 力，而内部则为受拉；当制品表层温度低于内层时，表层为拉 应力而内层则受压。制品有可能因为过大的温度应力而受到损 坏。?在加气混凝土坯体中，除固体物质外，还有大量的液 体和气体。当坯体受热时，液体和气体的膨胀系数要 大的多（水是坯体的25～70倍，气体是坯体的300～ 350倍），因此，当制品在升温及降温时，其内部的压 力（主要由于蒸汽和空气的膨胀与收缩产生），也将 不同，但一般对制品构不成威胁，因为坯体或制品中 的孔隙并不是完全封闭的。水分和空气混合物可以通 过相通的毛细管孔移动或被挤出，内压差因此得以缓 解。只有当制品强度过低或内压差增长过快时，才对 制品有破坏作用。制品固体组成物料的热膨胀主要取决于材料的品种和 数量，一般来说，使用石灰作原料组分时，制品蒸压 膨胀值比不用石灰时的要大些。而在使用水泥为钙质 材料的加气混凝土中，水泥是蒸压膨胀的主要因素。?蒸压养护制度?蒸压养护制度是为了达到对坯体进行充分 有效的养护而制订的有关温度和时间的具 体控制要求。要达到对坯体进行充分和合 理的养护，使制品在较短的时间内获得需 要的强度，而又最大限度地避免可能遭受 的损害，就必须作到以下几点：???（1）提供良好的热载体（一般是适当压力的饱和 水蒸气）；为了获得最大的有效热交换，应尽量 避免蒸汽中携带液体水或使用过热蒸汽。 （2）创造良好的热交换环境。良好的热交换环境 除了需要密闭的蒸压釜外，还要排出釜内自由空 间中存留的空气。 （3）适当的加热速度。对坯体的加热速度取决于 制品承受内应力的程度。坯体入釜强度高，抵抗 内应力的能力强，升温就可快一些，反之则应慢 一些。???（4）足够的温度和保温时间。这是使坯体能 在养护阶段充分完成水热反应，生成必须的 水化产物，使制品具有实际使用所需的各项 物理力学性的条件。 （5）合理的降温。合理降温主要是保证降温 过程的内应力不致对制品造成破坏及合适的 时间以保证生产的最佳按排。 。蒸养过程包括??抽真空、升温、恒温和降温四个阶段 抽真空： 当蒸汽中混有一定的空气时，将大大地影响热交换。 而且，釜内的剩余空气的分压，使蒸汽压下降约 0.06MPa，同时，温度也有相应的下降。因此，蒸压养 护都应有抽真空的要求（有些小型企业不采用抽真空 是不妥的）。在蒸压养护过程中，先行抽真空后，釜 内空气大部分被排出，蒸汽与坯体的热交换效果得以 改善。同时，由于釜内和制品气孔内的部分气体排出 后形成的负压状态，在送气升温时，蒸汽不仅在坯体 表面冷凝和渗透，而且在坯体内部负压的作用下被坯 体内层吸入，有利于把热量传送到坯体中部，使整个 坯体温度迅速上升，缩短了升温时间，还有利于各部 分温度的均匀，减小了升温时坯体内部的应力。怎样确定抽真空的?速度和真空度 抽真空的速度和真空度取决于坯体的透气性，坯 体的硬化情况以及蒸压膨胀值。透气性好，入釜 时坯体塑性强度较高，抽真空可以快一些，真空 度也可以高一些，反之，则应慢一些，真空度也 应稍低。但要求的真空度一般应不低于－ 0.04MPa，若低于此值时，热交换效果明显减弱， 升温过程坯体内部温度滞后于表层温度的幅度增 大，必须延长蒸压养护恒温时间，否则，坯体中 部实际恒温时间不足，将影响制品质量。当真空 度高于－0.07MPa时，坯体内部水份会因为过高 的真空度而过多地蒸发并在强大负压的作用下使 切开的坯体重新粘连。怎样确定真空度?根据大多数厂的生产实际，控制的合适的真空 度为－0.06～－0.07MPa。蒸汽 坯体内层 蒸汽 坯体内层P=-0.04MPa (a)时间P=-0.07MPa (b)时间?抽真空的速度一般不宜太快，通常是用30～50 分钟均匀地使釜内表压达到－0.06MPa，速度过 快，也可能因坯体内外过大的压差而受到损害。??升温升温过程中，坯体内外层的温度差总是存在的，关 键在于不要使这种温度差过大，以免造成制品结构 的破坏。不同种类的加气混凝土升温的要求略有不 同。 水泥－石灰－粉煤灰加气混凝土，因为受到传热效 率和透气的影响，一般在生产中多采用比较缓慢的 升温制度。其过程约120～180分钟。但粉煤灰本身 是一种具有一定活性的材料，在不太高的温度环境 下就可与氢氧化钙发生反应，生成高碱的水化硅酸 钙凝胶，这种高碱性水化产物逐渐包裹在粉煤灰颗 粒表面，对在较高温度时生成低碱性水化产物托勃 莫来石等起到了一定的阻碍作用，从而影响到制品 的性能。??恒温?恒温是硅酸盐混凝上进行水化反应的阶段， 此时的温度、压力与材料及产品的规格等 密切相关，是加气混凝土获得物理力学性 能的关键，反应在蒸压养护制度上，就是 对恒温温度及恒温时间的要求。?实践证明，水泥－石灰－粉煤灰加气混凝土 在200～213℃的温度范围内养护能够取得最好 盯强度。当温度低于200℃时，制品强度随着 养护温度的提高增加。当温度超过213℃时， 强度不仅不增加，反而会降低。养护时间除 了保证水化反应的充分进行。对各种水化产 物的比例也有影响，从而影响制品的性能。 在整个蒸养时间不变的情况下，恒温温度 （压力）越高，温时间可以越短，恒温温度 比恒温时间对制品的性能有更大的影响。?理论上其水化反应在174.5℃以上都可以进行， 不过，考虑到加气混凝土在釜内的传热特点， 为保证制品的性能和企业的生产效率，世界 各国都倾向于较高的恒温压力（即较高温度 下恒温），恒温过程直接影响到制品的水化反应的进行， 在生产中是一个关键的过程，必须提出的是， 前面所述的恒压时间，均以坯体中部达到要 求温度算起。因此，生产中还必须增加升温 的滞后时间，若不进行抽真空，则所需的时 间还要加长 。?? ??降温 一般说来，加气混凝土砌块可采用比较快的速度排气，排气 降温的时间约2小时。整个降温过程均是开始时速度较慢，中 期较快，到后期（表压为0.1MPa以下）又较缓慢。在降温的2 个小时内，后期降温放出多余蒸汽就需要40～60min。这是因 为，降温初期釜内蓄热量很大，排出一些蒸汽后，釜内蒸汽 压力下降，温度也随之有所下降，但这反应到制品上尚不明 显。随着釜内压力继续下降，制品含水大量蒸发，温度将较 快下降。降温后期耗时较长是因为釜内外压差很小，蒸汽外 排动力减弱及制品水份的继续蒸发（包括釜内积水的蒸发）， 因此，一些企业在排汽降温前，先放一次冷凝水，然后再排 气。 降温过程对制品极易造成破坏，特别是在冬季的开釜门之际， 由于釜外的冷空气骤然与高温的制品接触，易使制品产生微 裂纹，（出现在粉煤灰制品较多），防止的办法是，拧松釜 门后不要立即打开，有条件的话，尽量多等一些时间，以使 制品逐渐冷却。蒸压养护过程中制品的损伤?加气混凝土制品在生产过程中所出现的各 种损伤，一般可划分为两类，即蒸压养护 前和蒸压养护后，是以出现或发现损伤的 时间来划分的。所以，蒸压养护后所出现 的损伤也不完全是蒸压养护所造成的，但 作为损伤出现的时间，我们还是归于蒸压 养护损伤进行讨论。裂 缝?出釜制品出现裂缝是加气混凝土生产中常见的 损坏，造成裂缝的原因可能是原材料，也可能 蒸压养护本身。?一般来说，掺有石灰的加气混凝土因为坯体的 热膨胀值较大而易引起裂纹，其裂纹产生的方 向总是垂直坯体的最长方向，也就是在切割后 坯体的高度方向（一般为60cm）。当坯体产生 较大的热膨胀及冷收缩时，在坯体的最长方向 产生裂纹以减少收缩引力，与此相类似的是当 石灰中含有较多的MgO时，也将出现上述情形， 或是表面大面积龟裂。???在坯体强度过低时，蒸压养护也易对坯体造成破坏， 其破坏主要表现在制品的裂缝，但裂缝的部位与方 向和上面的情况不同，其裂缝的破坏面大多垂直于 底板，而出现的部位大多在每块（或大多数）制品 的边角部位。这主要是由于升温和降温的内应力所 形成。 当蒸压养护制度不当，主要是升温或降温速度过快 所产生过大的内应力，对制品形成破坏，其裂缝多 为整模坯体的外缘一周，裂缝形成的断面垂直于底 板。当料浆搅拌不均匀，特别是铝粉不均匀时，坯 体上、下部气孔相当着悬殊，坯体下部厚度过高， 也可能使整模坯体产生弧形裂纹。 其它还有些裂缝虽然只有在蒸压养护后才能发现， 但与蒸压养护没有直接关系。如负压吊的吊运破坏， 翻转裂缝，发气时的憋气裂缝等。都已在前面作了 讨论。蒸压过程中，产生裂缝损伤较多的是加筋板 材，这在以后专门讨论。? ???爆裂 爆裂主要表现为出釜时，制品表面成片（大片约 10cm2，小片则有1cm2）剥落，形成表面麻面。其 产生的原因主要为过烧的石灰颗粒或没有搅拌均匀 的石灰团粒。 过烧的石灰颗粒，在浇注静停时没有消解，而在入 釜后迅速消解，同时伴随着体积的膨胀，对制品造 成破坏。没有搅开的石灰团粒，在静停或切割后的 消解，可能已经对坯体形成了破坏，在蒸压养护过 程中，因石灰团粒的较大的膨胀值进一步使受破块 的部分剥离坯体。 爆裂还可能由于坯体透气性较差，入釜时坯体强度 过低时，在抽真空过程中，孔壁结构承受不了坯体 内外压差而产生；当气孔不均匀或加铝粉脱脂剂不 当时，也可能引起爆裂；但各种爆裂各有其特征。 如石灰颗粒或较差的气孔结构，我们根据不同情况 予以调整。?表面麻坑及坍塌?表面麻坑及坍塌多为管道中冷凝水造成， 过去，蒸压釜的进气管多布置在上方，进 气升温时，管中冷凝水直接冲击上面坯体， 从而形成坏破。现在，大多数蒸压釜已改 为两侧进气，但进气管的布气孔一般都直 接对着坯体，容易造成破坏，形成坍塌， 比较切实可行的办法是在离布气孔2～4cm 处沿布气管覆一条钢板，使蒸气不直接吹 在坯体上。? ?粘模 粘模是浇注、切割至蒸压养护阶段最常出现的损伤， 不论是在那一阶段发生，其产生的原因大致一样， 即其一底板涂油不当底板没有吸透油及选用的油粘 度过低。当底板没有吸透油时，浇注后料浆易直接 与底板接触，涂油层起不到隔离作用；当选用的涂 模油粘度过低时，在浇注过程中易被料浆冲走，浇 注结束后，涂层也易渗入坯体，不仅破坏了隔离作 用，还使坯体低层强度降低，容易发生粘模。其二， 有些静停台（主要为移动浇注）下布有蒸汽加热管， 当蒸汽温度过高，易使底板涂油层渗入坯体，从而 造成粘模。其三，底板清理不干净（这主要由上次 粘模造成），底板上的粘着物与重新浇注的坯体形 成牢固的结合，而底板粘着物经反复蒸压养护，与 底板的粘结力也越来越强，由此造成反复的粘模。蒸压釜安全操作及余热利用? ?蒸压釜的安全操作 蒸压釜由釜体、釜圈、釜门、布气管、安全阀等构 成。釜体是蒸压釜的主要部分，是蒸汽及被养护制 品的容器，又是模车、底板和制品重量的载体；釜 圈是釜体与釜门的过渡部件，起到啮合釜门，保证 密封的作用，密封主要靠安装在釜圈上的密封圈完 成；釜门，即隔离釜体内部与外界的门；布汽管将 外部通入的高压蒸汽均匀地分布于釜内；疏水阀主 要为隔离蒸汽、排出冷凝水之用；安全阀则在紧急 情况（如超压）时，自动泄出蒸汽，保证安全生产。 国内常见的蒸压釜规格有Φ1.65×21m、Φ2×21m、 Φ2.85×26m及Φ2.85×39m等；若按工作压力分，又 有1.2MPa、1.3MPa和1.5MPa；按轨距分则有600trLm 和750mm，按开门形式分又右侧开门、上开门和电动 门三种；而按釜门数量分又可分为双开门（釜的两 端均有门）和单开门（又称单端釜）两种。?蒸压釜是一种大型压力容器，生产中频繁多 次的反复使用，长年累月的重复升温降温、 升压降压、加荷卸荷的过程，不仅蒸压釜体 要不断地热胀冷缩而承受多种应力，而且会 受到蒸汽混合物和冷凝水中有害成分的侵害 腐蚀，各转动部件和密封材料也在磨损和老 化。因此，安全是蒸压釜使用的首要问题。?蒸压釜的操作虽比较简单，但相当重要，一 般操作的过程是：连接好釜内外轨道过桥， 拉人釜车，并检查釜两端停车位置妥当，撤 走过桥，关闭釜门，关门前应在釜圈上涂刷 石墨润滑剂，冲汽涨紧密封圈，然后按养护 制度进行抽真空，送汽升温、恒温和降温， 最后开门出釜。蒸压釜在操作中应注意以下 几点：??安全阀安全阀是蒸压釜内高压超限时，自动卸荷 的部件，因此，作为高压容器的蒸压釜都 应配备，并应同时配备2只，以便当一只 偶然失灵时，另一只仍可起作用。安全阀 的额定开启压力应根据蒸压釜的允许工作 压力来调整，一般应稍低于允许压力值。 为了保证安全阀的良好性能，必须定期检 修和做好日常维护工作。??开关釜门制品入釜后，应认真关闭好釜门，使釜门 与釜圈啮合到位，并拉下安全把。在送汽 前最后检查釜门关闭情况。完成养护后， 在开釜门之前必须注意检查釜内是否还有 压力，并首先打开安全把，放尽余气后打 开釜门，并注意操作者避免正对釜门，以 防被高温余汽烫伤。?密封圈?釜门和釜圈之间用以密封的密封圈是橡胶 制品，在每次关闭釜门前，应在釜圈上涂 刷掺石墨粉的润滑剂，以减轻密封圈对釜 门的摩擦力，同时，也可延长密封圈的使 用寿命。密封圈在使用中应经常检查，及 时更换，以保证釜门的有效密封。??4 保持疏水畅通蒸压釜釜体除了要承受蒸气形成的内压力引起的荷载 外，还有在轨道支点和釜体支座上承受的蒸压釜自重 及蒸养车和制品重量形成的荷载。由于冷凝水引起的 釜顶和釜底之间的温度差形成的应力。蒸压釜长期在 这周期性的应力作用下，易使其构成材料疲劳而失去 部分强度。同时，水和气体的腐蚀，也易使材料强度 降低。因此，我们在使用过程中应及时排出冷凝水， 尤其在升温的最初阶段（30分～60分）釜内产生大量 的冷凝水，若不及时排除，将在釜底聚集，使釜体下 部形成一个低温区，使釜体上下温差增大（一般约 10℃左右。也可能达到60～70℃），形成釜内上下过 大的应力差和热变形差。? ? ?? ???? ?蒸压釜的余热利用 余汽的利用 蒸压釜在恒压结束时，尚维持较高的压力。因此，在有多釜生 产时，可通过循环“倒汽”的办法，把蒸气从压力高的釜转换 到压力较低的釜内，其方法主要有以下三种： （1）单釜一次倒汽 这是一种将待降温釜的蒸汽送入升温釜中，直到两釜汽压平衡 为止。这种方法简单省事，因而使用较多。一般恒温压力为 1.5MPa时，升温釜经“调汽”后，不仅可加热坯体及设备，还 可将蒸汽压力升至0.3MPa左右。 （2）两釜梯次转换 这是一种依次向两台待升温的蒸压釜“调汽”的方法，首先， 将待降温釜的蒸汽调入具有一定初压的升温釜，当达到压力平 衡后，将降温釜的蒸汽继续调入无初压的升温釜，以提高蒸汽 的利用率。 （3）喷射泵强制转换 如果采用蒸汽喷射泵的方法，基本上可以使余汽全部利用。蒸 汽在经过上述“调汽“后尚有一大部分余汽，在加气混凝土生 产中，还可以用以作为静停的热源和加热料浆、配料水及采暖 等。? ?冷凝水的利用蒸压养护过程中，随着蒸压釜的容积、制品状况 及蒸压养护制度等不同，将产生不同量的冷凝水。 一般来说，一台Φ2.85×26m的釜，其冷凝水约5～ 8吨；一台Φ2×21m的釜的冷凝水约为4～5吨。利 用冷凝水，不仅可以利用相当一部分热量，而且 还可以节约水资源。冷凝水热利用，主要是通过 热交换器来加热生产和生活用水；而冷凝水的利 用则主要用于配料和磨细工艺。蒸压釜排出的余汽及冷凝水虽然利用价值较大， 但切忌直接用于生活。因为蒸汽及冷凝水中已含 有一些硫离子等杂质，同时还有一股较浓的气味。?思考题：? ? ?l 蒸压养护过程中抽真空有什么作用? 2 试述恒温压力和恒温时间的相互关系? 3 蒸压养护过程中，常见的制品损伤有哪 些?其原因是什么?
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