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加氣磚用石灰的質量控制及在使用中的技術要點

2013-10-17 15:37:09 來源：

                加氣磚用石灰的質量控制及在使用中的技術要點
   石灰的質量在加氣混凝土的生產中有著重要作用，石灰是生產加氣混凝土的主要鈣質材料，其主要作用是提供有效氧化鈣，生成水化硅酸鈣，從而使制品獲得強度。石灰也提供了鋁粉的發氣條件，在加氣混凝土生產中，對加氣混凝土的澆注穩定性也具有較大影響。
           一、加氣塊生產磚的特點與優勢
“加氣磚”可以理解為一個簡化的或是一個通用的名稱，其涵蓋的產品范圍應該要大一點，即采用包括蒸壓在內的其他各種工藝生產的磚品。
　　加氣磚容重輕，保溫、隔熱、隔音，易加工，采用多種混合料制作，生產原料豐富，特別是使用粉煤灰，又能綜合利用工業廢渣，治理環境污染、節約耕地，有著良好的社會效益和經濟效益，是一種替代傳統實心粘土磚的理想墻體材料。
加氣磚因為具有空心特性，所以具有伸縮性，而建筑主體是靠鋼筋混凝土結構作為支撐的，磚塊只起填充作用。在地震發生時，鋼筋混凝土結構會因此變形，如果是實心磚，鋼筋混凝土結構變形積壓時則無處伸縮，會爆裂，彈塌。使用空心磚可以給鋼筋混凝土結構留下很好伸縮空間。
    以前建筑市場所用的墻體材料主要是紅磚(粘土磚)。目前國家在城市建設中限制使用實心粘土磚作為框架結構的填充材料，禁止強度等級-MU10以下的實心磚在5層以上的建筑中使用。現在許多先進地區已經全面禁止紅磚使用。
在全國范圍內，因受條件因素制約，國家已經在2007年以前全部取締使用紅磚，強制使用加汽磚，所以加汽磚的市場潛力很大。
        二、加氣混凝土在生產中對石灰的要求
          石灰是粉煤灰加氣混凝土生產的主要原料之一，它的主要作用是和水泥配合提供有效氧化鈣，使之在水熱條件下與硅質材料中的SiO2、Al2O3作用，生產水化硅酸鈣。因此，石灰是該產品的主要強度來源之一。用于生產加氣混凝土的石灰有效氧化鈣含量至少應大于80%，高質量的加氣磚用石灰應大于90%，主要指標應符合（JC/T621-1996）標準，同時在加氣磚的生產中還應該注意以下幾點：
( l ）采用磨細生石灰
   在加氣混凝土生產中，一般均采用磨細生石灰粉，而不宜使用消石灰。因為生石灰粉消化時，放出大量的熱量，促進了水化凝膠的生成，有利于生產工藝的控制，從而保證了產品質量。而采用消石灰，大大提高了需水量，加之不能提供消化熱。從而延緩了壞體的硬化，不利于形成良好的坯體，既增加了工藝控制難度，也降低了產品的質量。
( 2 ）石灰的消化速度
   在加氣混凝土設備生產混凝土過程中，石灰的消化速度對加氣混凝土的澆注穩定性具有較大影響。加氣混凝土料漿在澆注后的初期鋁粉大量發氣，料漿緩慢稠化，保持足夠的流動性，使發順暢，并形成良好的氣孔結構。而一旦發氯結束，料漿應迅速稠化，穩住氣泡，同時支撐住漿體，以形成一定強度的坯體。這就要求以石灰來保證料漿稠化速度與鋁粉發氣速度的相互適應，一般來說，生產加氣混凝土以8一15min的中速石灰為好。
( 3 ）石灰的化學成分
   石灰中的A一CaO含量是直接參與水化反應的成分，因此，要求越高越好。雖然A一cao 含量也決定了石灰消化熱，但因檢驗方法的限制，測試所得A一Cao 數值不能真實反應實際消化熱，石灰極易吸收空氣中水份而部分消化，使消化熱降低。因此，應同時提出消化溫度的要求。
石灰中的MgO 因過燒而消化極慢，往往會在壞體硬化之后或在蒸壓過程中消化，從而，因其體積的膨脹而破壞坯體。因此，MgO應屬嚴格控制的指標。
（4）石灰的細度
    提高石灰的細度，一方面可增加石灰的溶解度，促進與硅質材料的反應，生成較多的水化產物。另一方面，可以減少石灰消化過程中的體積膨脹，避免墻體的開裂。但過高的細度，會提高消化速度，影響澆注穩定性，同時，于經濟上也不合理。
     三、石灰質量對加氣磚質量影響的原因及解決方法
1.欠燒快速石灰
　　產生原因：由于煅燒溫度不夠或石塊太大造成。
　　特點：外觀白色，中心夾心，消解曲線陡升陡降。
　　加氣混凝土設備生產中，冒泡后坯體容易下沉，坯體周邊軟，中間硬，坯體與模框間隙大。坯體中心溫度和邊緣溫度相差大，坯體切割時溫度有所下降，蒸壓出產品易產生色差。
　　地翻工藝：脫模翻轉易產生裂紋，經切割坯體返回底板，由于邊緣軟，造成向前傾斜，坯體與底板上部存在間隙，2次翻轉易造成坯體斷裂（600mm方向）。
　　空翻工藝：水平（縱切）鋼絲走過坯體，易產生裂紋，底層易粘底。
　　解決方法：1.減少料將擴散度2.減少石膏用量3增加石灰用量。
　　雖說在一定程度上能解決裂紋，但制品易存在氣孔不均勻，砌塊脆性大。
　　2.過燒石灰
　　產生原因：煅燒溫度高，煅燒時間長或石塊太小，分布不均，石灰碳酸鎂含量高。
　　特點：外觀顏色焦黃帶黑色熔點，消解時間長，未消解殘渣大于17%。
　　加氣混凝土生產中，石灰升溫慢，稠化慢，易產生早期塌模。冒泡后坯體熱膨脹大，坯體與模框間隙小，形成坯體上部硬，下部軟，控制不當易產生水平裂紋（垂直600MM方向）。
　　地翻工藝：脫模易帶模，坯體600mm長度方向和600mm上部寬度方向經蒸壓易膨脹。
　　空翻工藝：坯體側放*上一塊易膨脹。
　　解決方法：提高石灰細度，增加攪拌時間，調整石灰用量，坯體切割溫度控制在84-88度內。但抗凍性差。
       四、加氣制品中生石灰的選擇與應用
      在近兩年新設計工廠的投產調試中，600容重的加氣混凝土砌塊出釜抗壓強度從3.5Mpa到5.0Mpa都有出現，這里撇開粉煤灰或砂及水泥、石膏等其它原材料和其它生產參數的因素，僅總結生石灰在加氣混凝土生產中的應用體會。
        生石灰是加氣混凝土制品中主要鈣質材料，它在加氣混凝土制品生產中占有重要地位。
      生石灰在加氣混凝土制品生產中，主要作用是提供有效CaO與含硅材料中的SiO2、Al2O3水熱反應，生成水化硅酸鈣與水化鋁硅酸鹽使制品獲得強度。生石灰也是鋁粉的發氣促進劑。它提高料漿堿度（PH值達到12以上），并參與鋁粉的發氣反應。生石灰中CaO含量可達90%以上，比水泥中的CaO含量高且價格低廉。除此之外，生石灰具有水化凝結性能。它能使料漿在模具中按照具體情況調節稠化時間，且隨著生石灰的消解將有大量熱量產生，足以使坯體溫度達到80～900C，這個熱量使坯體在靜停硬化階段起到自然養護作用。但生石灰有時水化放熱過于激烈，引起料漿稠度急劇增大，使稠化快于發氣而造成澆注不穩定或制品開裂，使得以石灰為主要鈣質材料的加氣混凝土工藝控制變得困難。因而，生石灰品質的選擇和用量就成為加氣混凝土生產過程中是否穩定及制品*終性能是否達到質量要求的關鍵因素。
      首先，生石灰中有效CaO含量越高越好，對加氣混凝土有利。一般要求全鈣應大于85%，有效CaO含量至少應大于65%，以保證配方所要求的鈣硅比（一般在0.8左右）
     其次，要控制生石灰的消解速度。生石灰的消解速度是影響料漿稠化速度的內在原因。幾種不同消解速度的生石灰澆注粉煤灰加氣混凝土的結果如下表：

石灰編號	生石灰性能			澆注靜停過程			制品強度（Mpa）
石灰編號	ACaO(%)	消解溫度（0C）	消化時間（分）	澆注情況	稠化	硬化	制品強度（Mpa）
1	69.05	95	3	面包頭豎起或不夠高	快	慢	3.5
2	75.36	88	5	面包頭豎起	較快	較慢	3.8
3	78.77	87	7	稍好	稍快	正常	5.1
4	77.87	84	14	良好	良好	良好	6.0

     由此可看出，采用快速消解石灰（特別是消解速度在5分鐘以內的石灰），由于在澆注初期就大量消解，引起料漿過早稠化，與發氣過程很不適應，結果產生“面包頭”豎起，或坯體不夠高等現象。澆注后，坯體雖然較快達到*高溫度，但硬化還是較慢，制品強度較低。隨著生石灰消解時間的增加，稠化逐漸緩慢，澆注成形過程得到改善，坯體硬化加速，制品強度也有較大提高。但是，當采用消解過慢的慢速消解生石灰時，由于坯體硬化后石灰還在繼續大量消解，破壞了已形成的骨架，因而對質量帶來不利的影響。可見，在生產過程中，采用消解速度10～15min消解溫度65～800C之間的中速生石灰，是保證正常生產，提高質量的重要條件。
      第三，生石灰用量的選擇。生石灰在加氣混凝土生產中的用量，要保證鈣硅比0.8的要求。用量過少，達不到鈣硅比要求，料漿稠化慢，硬化慢，制品強度不足。用量過大，料漿稠度大，放熱量不易控制，造成澆注困難，無法生產。一般參照硅質材料的SiO2含量，生石灰用量以有效CaO計，占總干物料量的14%～18%之間為宜。具體操作時，要注意既能保證鈣硅比要求，又能使澆注過程料漿的稠化與硬化適中。
     第四、在選用石灰時應該避免選擇采用土窯生產的石灰，土窯生產的石灰生過燒率太高（在20-30%范圍），破碎后的石灰粉品質不能保證正常要求，目前國內應用推廣的環保型節能活性石灰窯生產的石灰質量有很大提高，尤其是唐山金泉冶金能源新技術來開發有限公司設計建造的新型加氣磚專用石灰豎窯，采用自主研發的“第三代節能環保高活性石灰豎窯技術”，采用三段調控生產方式，在出灰過程中設計了二次石灰活性固化裝置，使石灰在生產中可以根據加氣磚的石灰特性要求進行活性調整，同時嚴格控制石灰的生過燒率在3-5%范圍，使各項指標全部達到或優于加氣產品的各項工藝要求，唐山金泉冶金能源新技術來開發有限公司設計建造的加氣磚專用石灰窯生產的活性石灰，經過多家用戶實際測評數據顯示：氧化鈣含量在92%以上，在消化溫度為53攝氏度時消化速度為10到15分鐘，過燒石灰含量低于2%。
      總之，選擇好生石灰的品質和用量，就可以基本保證加氣混凝土生產的穩定和制品達到較高的質量水平。
     文稿編輯：唐山金泉冶金能源新技術來開發有限公司總工室
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