蒸壓加氣混凝土砌塊生產(chǎn)過程的質(zhì)量問題及處理措施

梁 斌 牛向輝 王 靜

（1 蘭州石化職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)用化工學(xué)院；2 甘肅省建投工業(yè)處）

0 引言

砂、粉煤灰蒸壓加氣混凝土砌塊是以水泥、石灰、砂、粉煤灰、鋁粉膏、脫硫石膏等物質(zhì)為主要原料, 經(jīng)磨細(xì)、配料、計量、攪拌澆注、發(fā)氣膨脹、靜停養(yǎng)護(hù)、切割、蒸壓養(yǎng)護(hù)、成品的出釜加工等工序制造而成的多孔硅酸鹽制品。加氣混凝土具有干密度小、導(dǎo)熱系數(shù)小，耐火性能好、可加工等性能特點，所以被大量應(yīng)用于各類工業(yè)和民用建筑物的內(nèi)外墻體材料。蒸壓加氣混凝土的生產(chǎn)原材料來源廣泛，可以利用工業(yè)廢棄物為生產(chǎn)原料、生產(chǎn)能耗較低，是節(jié)能環(huán)保的墻體材料，具有良好的發(fā)展前景。加氣混凝土的質(zhì)量受到企業(yè)管理人員、專業(yè)技術(shù)人員、崗位操作人員素質(zhì)；生產(chǎn)企業(yè)的機(jī)電設(shè)備及公用工程的選擇及裝置運行的可靠性、工藝設(shè)計的合理性；原材料質(zhì)量、生產(chǎn)過程操作控制等各方面影響；所以在蒸壓加氣混凝土生產(chǎn)過程中必然會出現(xiàn)各種質(zhì)量事故，如何判斷和處理質(zhì)量事故從而保證加氣混凝土砌塊的質(zhì)量，是每一位從事相關(guān)工作的管理人員與專業(yè)技術(shù)人員的使命與責(zé)任。本文就砂、粉煤灰復(fù)合硅質(zhì)材料生產(chǎn)B06 級蒸壓加氣混凝土砌塊生產(chǎn)過程中如何分析產(chǎn)生質(zhì)量事故的原因并如何預(yù)防和處理質(zhì)量事故做探討。

1 蒸壓加氣混凝土砌塊的生產(chǎn)工藝流程簡介

砂、粉煤灰復(fù)合硅質(zhì)材料生產(chǎn)蒸壓加氣混凝土砌塊的生產(chǎn)工藝流程簡圖如圖1 所示：生產(chǎn)用水泥、石灰、砂、粉煤灰、脫硫石膏按要求加工、計量,然后根據(jù)配合比按先投料漿再分段同時投料漿和干料的順序投料進(jìn)入攪拌設(shè)備攪拌；鋁膏計量完畢后，先投入鋁膏攪拌機(jī)進(jìn)行預(yù)攪拌，然后再投入攪拌設(shè)備鋁膏攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌，再加入料漿攪拌機(jī)攪拌；把攪拌好的料漿澆入模具,料漿經(jīng)過發(fā)氣膨脹、凝結(jié)硬化后再靜停養(yǎng)護(hù)，達(dá)到切割硬度后用切割機(jī)切割，然后送入蒸壓釜蒸壓養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)到符合質(zhì)量要求的砌塊從蒸壓釜拉出再送到制品的堆場碼垛存放。

圖1 砂、粉煤灰、復(fù)合硅質(zhì)材料生產(chǎn)工藝流程

2 蒸壓加氣混凝土砌塊生產(chǎn)過程的質(zhì)量問題及解決方法

2.1 蒸壓加氣混凝土料漿攪拌過程的常見問題及解決方法

原料計量配料完成后按順序加入攪拌裝置進(jìn)行攪拌，攪拌時會出現(xiàn)生石灰加入攪拌裝置后浮在攪拌料漿液面上或形成塊狀物，嚴(yán)重時結(jié)成殼皮，不易進(jìn)入料漿中，或者攪拌一段時間后形成1～4mm 的石灰團(tuán)粒分散于料漿中，澆注發(fā)氣膨脹后，繼續(xù)存在于坯體內(nèi)及成品中的現(xiàn)象[1]。這種現(xiàn)象從原料混合的角度來說屬于物料混合不均勻的情況。物料混合不均勻使得攪拌裝置內(nèi)物料在各處的濃度分布不均勻，這樣會影響到后期的物料的化學(xué)反應(yīng)、傳熱、傳質(zhì)等物理化學(xué)過程。

攪拌過程中產(chǎn)生這種質(zhì)量問題的基本原因是粉狀生石灰加入料漿后與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成氫氧化鈣，由于氫氧化鈣在水中的溶解度很小，生成的氫氧化鈣會包裹在未反應(yīng)的生石灰的外面，而且生石灰遇水瞬間就會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；所以加入料漿中的生石灰消化瞬間由于吸收消耗周圍大量水分，改變了附近料漿的粘稠度從而結(jié)成團(tuán)塊。生石灰結(jié)團(tuán)主要與生石灰的性質(zhì)、攪拌裝置的結(jié)構(gòu)與裝置的運行狀況、攪拌裝置的操作控制等因素有關(guān)。輕燒快速石灰由于消化速度快，發(fā)熱量高，料漿粘稠，容易發(fā)生結(jié)團(tuán)。攪拌裝置本身設(shè)計不合理或操作運行中出現(xiàn)故障也是造成生石灰結(jié)團(tuán)的客觀原因，在實際生產(chǎn)中物料不能均勻混合的主要原因是攪拌器葉片的磨損導(dǎo)致生石灰結(jié)團(tuán)。配料中生石灰的用量大，比例高，水料比低，料漿稠也會引起生石灰結(jié)團(tuán)；加料操作不當(dāng)，生石灰由計量秤直接集中連續(xù)加入，使生石灰堆集在液面上來不及分散攪勻等操作不當(dāng)也會引起生石灰結(jié)成團(tuán)塊。

經(jīng)過生產(chǎn)實踐總結(jié)，解決生石灰結(jié)團(tuán)的方法從工藝操作方面來講主要通過控制生石灰細(xì)度；合理延長攪拌時間，采用分時段投料；適當(dāng)增加水料比，強化班組操作人員管理等。從設(shè)備維護(hù)與保養(yǎng)方面來說要定期檢查攪拌器葉片的磨損情況并對出現(xiàn)磨損的攪拌器葉片進(jìn)行及時更換；

2.2 蒸壓加氣混凝土坯體成型階段的質(zhì)量問題及預(yù)防措施

2.2.1 坯體裂縫

存在于坯體內(nèi)部及表面的裂縫稱為坯體裂縫。內(nèi)部裂縫是澆注后的料漿初始粘度大、粘度增長快、料漿稠化早于鋁粉發(fā)氣結(jié)束時間，料漿失去流動性，料漿膨脹受到較大阻力，出現(xiàn)憋氣產(chǎn)生的坯體裂縫。表面裂縫是指坯體表面出現(xiàn)不規(guī)則的裂紋，主要是由于鋁粉在料漿中的發(fā)氣反應(yīng)過快，而料漿的粘度低、稠化慢，跟不上鋁粉發(fā)氣速度不能及時形成保氣及承受上層料漿自重能力的氣泡和氣泡壁，導(dǎo)致膨脹料漿的冒泡沉陷而產(chǎn)生的裂縫[2]。根據(jù)生產(chǎn)實踐，對砂、粉煤灰復(fù)合硅質(zhì)材料生產(chǎn)蒸壓加氣混凝土而言形成坯體裂縫的工藝操作方面的主要原因是粉狀石灰或過燒石灰太多；砂漿稠度過稀（≥40cm）、澆注稠度過?。ā?8cm）；坯體內(nèi)部溫度分布不均勻、溫差大，表面因內(nèi)部溫度上升，壓力增大脹裂造成的。坯體裂縫的處理措施：①檢查石灰質(zhì)量，石灰的質(zhì)量要符合相關(guān)規(guī)定；②調(diào)整配合比增加石灰用量、使用熱水進(jìn)行澆注；③控制澆注稠度；④控制澆注溫度。

2.2.2 塌模

早期塌模是指料漿澆注入模后在發(fā)氣初期，料漿在沒有稠化前發(fā)生的沸騰塌模。根據(jù)流體力學(xué)的原理可知，由于開始時料漿粘度小，料漿的極限剪應(yīng)力小，如發(fā)氣膨脹太快就會造成沸騰塌模。塌模由角部或邊部冒大泡所引起，最后導(dǎo)致料漿向一邊滑落。引起早期塌模的原因多為水料比過大，料漿粘度小，極限剪應(yīng)力小、稠化慢、早期發(fā)氣太快造成的。對早期塌模主要通過采取如下措施解決：①減小水料比，提高料漿粘度，促使料漿稠化；②加入適量水玻璃，抑制鋁粉膏早期發(fā)氣；③增加石灰摻量，若是慢速石灰，增加攪拌時間；④有條件的情況下，可加入穩(wěn)泡劑。

后期塌模是在料漿發(fā)氣中期或后期，當(dāng)鋁粉膏反應(yīng)放氣已基本結(jié)束，料漿接近稠化時發(fā)生的塌模，塌模一般是在中部首先引起，導(dǎo)致周邊料漿向中間冒泡處滑落；主要是由于料漿沒有支撐自重的能力而造成緩慢的塌模[3]。引起后期塌模的主要原因是由于石灰消解速度快，引起熱膨脹值大造成的。對后期塌模的預(yù)防處理措施：①降低澆注溫度；②減少石灰用量，加入適量三乙醇胺；③對石灰進(jìn)行預(yù)處理，比如加入適量的水，使石灰提前消解一部分，或加入少量廢砌塊同石灰混磨。

2.2.3 欠高

欠高是指料漿發(fā)氣膨脹、稠化以后，坯體在模具中的高度達(dá)不到規(guī)定尺寸要求（坯體整?；蚓植扛叨龋?3cm 可判定欠高，鋼模的尺寸：6m×1.5m×0.6m（切割后坯體的凈尺寸））的現(xiàn)象。造成欠高的原因主要是料漿澆注稠度控制不當(dāng)（＜17cm）；鋁粉膏用量較少或料漿用量少。對于欠高的處理措施：①嚴(yán)格按照工藝標(biāo)準(zhǔn)要求控制澆注稠度；②增大水料比；③減少石灰用量，增加鋁粉膏用量；④適當(dāng)降低澆注溫度，縮短攪拌時間。

2.2.4 收縮下沉

收縮下沉是指稠化硬化坯體出現(xiàn)下沉和由于下沉引起的坯體收縮使坯體脫離模具側(cè)面板和端面板從而形成一定寬度的間隙的現(xiàn)象。引起收縮下沉原因首先是由于料漿稠化慢，粘塑性小，料漿不能承受自身自重，氣泡破碎造成的，這種情況一般不會出現(xiàn)冒泡現(xiàn)象；其次是由于料漿溫度高，鋁粉發(fā)氣時間長，引起熱膨脹值大，氣泡內(nèi)壓力增大，氣泡連通造成的。收縮下沉的解決措施：①出現(xiàn)收縮下沉?xí)r可適當(dāng)增加膠結(jié)材料，延長攪拌時間，減小水料比或摻加少量廢漿以增加料漿的粘塑性；②適當(dāng)降低澆注溫度，減少石灰用量，適當(dāng)增加石膏摻量。

2.3 蒸壓加氣混凝土坯體切割過程質(zhì)量問題及預(yù)防措施

2.3.1 斷鋼絲

在實際生產(chǎn)中切割機(jī)鋼絲斷的主要原因如下：石灰摻合不均及坯體強度掌握不好，導(dǎo)致坯體強度上升過快來不及切割及坯體切割過硬；坯體沉陷大，坯體局部過硬（中間硬兩邊軟）；坯體內(nèi)有雜質(zhì)；鋼絲質(zhì)量較差。斷鋼絲的預(yù)防糾正措施：①嚴(yán)格執(zhí)行石灰摻合作業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，加強扎強度人員的責(zé)任心；②更換鋁粉膏消除沉陷；③建議更換鋼絲。

2.3.2 大頭小尾

坯體切割產(chǎn)生大頭小尾的主要原因是崗位工責(zé)任心不強，掛錯鋼絲位置；切割鋼絲過松。主要采取的預(yù)防措施：①加強管理，強化操作人員的責(zé)任心；②調(diào)整或更換鋼絲。

2.3.3 雙眼皮

鋼絲完成切割后，還要返回到原來的位置。如果鋼絲不沿原軌跡返回將切出一層俗稱“雙眼皮”的薄片。產(chǎn)生雙眼皮的主要原因是水料比過小導(dǎo)致攪拌混合不均勻；坯體強度較低，鋼絲返回時未能從原路返回；切割鋼絲過松。主要處理措施：①有預(yù)見性的進(jìn)行配合比調(diào)整，確保合理的水料比；②提高切割強度把握坯體切割的最佳時機(jī)；③調(diào)整切割鋼絲。

2.4 蒸壓加氣混凝土坯體蒸壓養(yǎng)護(hù)及制品出釜加工過程質(zhì)量通病及預(yù)防措施

2.4.1 黑心

黑心，也稱生心，是指出釜的產(chǎn)品在距離砌塊底部約5㎝處向上延伸10～15㎝的中間夾層；因其部位顏色深于其他部位，故稱為黑芯；這部分物質(zhì)強度極低，在搬運過程中很容易斷裂，是產(chǎn)品質(zhì)量不合格的表現(xiàn)[4]。造成生心的原因主要有：蒸壓釜內(nèi)冷凝水沒有及時排出，冷凝水排放次數(shù)及時間不符合要求；蒸養(yǎng)時間短，或蒸汽壓力低；石灰或石膏摻量少；蒸汽質(zhì)量差，蒸汽中含水率高；制品入釜前靜停時間長。主要處理措施：①嚴(yán)格執(zhí)行冷凝水排放制度，對崗位操作人員嚴(yán)格管理；②延長恒溫時間；③提升蒸汽質(zhì)量；④及時將坯體推入釜中，降低釜前靜停時間。

2.4.2 蒸養(yǎng)裂縫

蒸壓養(yǎng)護(hù)階段是加氣混凝土由硬化坯體轉(zhuǎn)化為最終制品的關(guān)鍵工段，加氣混凝土在蒸壓釜內(nèi)經(jīng)過高溫(通常175℃～200℃)蒸壓養(yǎng)護(hù)后，坯體內(nèi)部鈣質(zhì)材料與硅質(zhì)材料充分反應(yīng)生成有用的硅酸鹽化合物，從而獲得制品所需的強度和其他性能。但在蒸壓養(yǎng)護(hù)的抽真空、升溫、恒溫、降溫過程中都會伴隨著坯體的膨脹和收縮，由于坯體表面和內(nèi)部傳熱速率不同和溫度分布不均勻，導(dǎo)致坯體各部位熱變形不均勻，—旦坯體強度偏低或溫度變化過快時，坯體就會因過大的溫度應(yīng)力而開裂損壞[5]。由此可知產(chǎn)生蒸養(yǎng)裂縫的主要原因是坯體軟，水料比大，抽真空速度過快等；另外石灰中消石灰多、過燒石灰多，坯體強度小，升溫速度太快等原因也會導(dǎo)致制品出現(xiàn)裂縫。預(yù)防發(fā)生蒸養(yǎng)裂縫的主要措施：①減緩抽真空速度、合理控制升溫速度等；②調(diào)整石灰摻合比例等。

2.4.3 粘連

蒸壓加氣混凝土砌塊的粘連是指出釜砌塊連在一起，粘連主要發(fā)生在蒸壓養(yǎng)護(hù)后的砌塊中，造成砌塊粘連的原因主要是由于切割后相鄰兩塊坯體之間的在坯體的自重壓力下，因蒸壓養(yǎng)護(hù)過程中發(fā)生水化反應(yīng)生成水化產(chǎn)物，從而使本已分隔開的坯體重又連接在一起[6]。大量生產(chǎn)實踐表明，粘連與原料配合比、水料比、澆注溫度、靜停時間、切割時坯體的強度、蒸壓養(yǎng)護(hù)制度密切相關(guān)，對砂、粉煤灰硅質(zhì)材料生產(chǎn)加氣混凝土砌塊來說產(chǎn)生粘連的主要原因是：粉煤灰添加量不足、切割強度較低、水料比過大等。制品粘連的預(yù)防處理措施：①按照配料比中粉煤灰的添加量進(jìn)行添加；②加大對各生產(chǎn)線切割強度的檢查力度。

2.5 蒸壓加氣混凝土砌塊物理力學(xué)性能不合格的原因及預(yù)防措施

砂、粉煤灰復(fù)合硅質(zhì)材料蒸壓加氣混凝土的強度及干密度要符合GB11968－2006 的技術(shù)要求。在企業(yè)生產(chǎn)中出現(xiàn)主要的質(zhì)量問題是強度低和干密度不符合要求。

2.5.1 強度低

蒸壓加氣混凝土砌塊強度低的主要原因：膠結(jié)材料用量過多或過少；硅質(zhì)材料、石灰顆粒粗，硅質(zhì)材料活性小，二氧化硅含量低；石膏摻量過多或過少；攪拌不均勻；水料比大；坯體發(fā)育時，形成的氣孔大，串通孔多；蒸養(yǎng)時間短，恒壓壓力低；石灰質(zhì)量差，有效氧化鈣含量低。干密度小、鈣硅比失調(diào)。強度低的主要處理方法：①調(diào)整配合比增加密度，保證合理的鈣硅比；②消除黑心；③延長蒸壓養(yǎng)護(hù)階段的恒溫時間。

2.5.2 干密度偏大（B06 級≥625Kg/m3）

干密度偏大的主要原因：配合比失調(diào)；澆注稠度控制不當(dāng)。主要采取的預(yù)防糾正措施：①調(diào)整配合比減少料漿或干物料用量，同時增加鋁膏用量；②嚴(yán)格落實稠度控制標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)束語

砂、粉煤灰復(fù)合硅質(zhì)材料蒸壓加氣混凝土砌塊生產(chǎn)過程的各個階段由于所用原料品質(zhì)的改變，機(jī)電設(shè)備的損壞或運行狀況的改變，水、汽等公用設(shè)施的性質(zhì)的改變等都會對半成品或最終制品的性能產(chǎn)生影響；這就需要操作人員隨時根據(jù)上述變化來適時調(diào)整生產(chǎn)過程各階段的工藝操作條件，以適應(yīng)上述條件的改變。但操作條件的調(diào)整總是滯后于上述各種變化；所以生產(chǎn)線操作人員應(yīng)仔細(xì)觀察澆注后坯體發(fā)氣膨脹、稠化硬化、切割、蒸壓養(yǎng)護(hù)等所遇到的半成品和最終產(chǎn)品的質(zhì)量問題，并能根據(jù)現(xiàn)象合理判斷產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因，以最快的速度科學(xué)合理的進(jìn)行操作條件調(diào)整，以便適時處理所遇到的質(zhì)量問題，保證企業(yè)的生產(chǎn)過程能連續(xù)高效地運行，生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品。