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加气砖用石灰的质量控制及在使用中的技术要点

2013-10-17 15:37:09 来源：

                加气砖用石灰的质量控制及在使用中的技术要点
   石灰的质量在加气混凝土的生产中有着重要作用，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，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，在加气混凝土生产中，对加气混凝土的浇注稳定性也具有较大影响。
           一、加气块生产砖的特点与优势
“加气砖”可以理解为一个简化的或是一个通用的名称，其涵盖的产品范围应该要大一点，即采用包括蒸压在内的其他各种工艺生产的砖品。
　　加气砖容重轻，保温、隔热、隔音，易加工，采用多种混合料制作，生产原料丰富，特别是使用粉煤灰，又能综合利用工业废渣，治理环境污染、节约耕地，有着良好的社会效益和经济效益，是一种替代传统实心粘土砖的理想墙体材料。
加气砖因为具有空心特性，所以具有伸缩性，而建筑主体是靠钢筋混凝土结构作为支撑的，砖块只起填充作用。在地震发生时，钢筋混凝土结构会因此变形，如果是实心砖，钢筋混凝土结构变形积压时则无处伸缩，会爆裂，弹塌。使用空心砖可以给钢筋混凝土结构留下很好伸缩空间。
    以前建筑市场所用的墙体材料主要是红砖(粘土砖)。目前国家在城市建设中限制使用实心粘土砖作为框架结构的填充材料，禁止强度等级-MU10以下的实心砖在5层以上的建筑中使用。现在许多先进地区已经全面禁止红砖使用。
在全国范围内，因受条件因素制约，国家已经在2007年以前全部取缔使用红砖，强制使用加汽砖，所以加汽砖的市场潜力很大。
        二、加气混凝土在生产中对石灰的要求
          石灰是粉煤灰加气混凝土生产的主要原料之一，它的主要作用是和水泥配合提供有效氧化钙，使之在水热条件下与硅质材料中的SiO2、Al2O3作用，生产水化硅酸钙。因此，石灰是该产品的主要强度来源之一。用于生产加气混凝土的石灰有效氧化钙含量至少应大于80%，高质量的加气砖用石灰应大于90%，主要指标应符合（JC/T621-1996）标准，同时在加气砖的生产中还应该注意以下几点：
( l ）采用磨细生石灰
   在加气混凝土生产中，一般均采用磨细生石灰粉，而不宜使用消石灰。因为生石灰粉消化时，放出大量的热量，促进了水化凝胶的生成，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。从而延缓了坏体的硬化，不利于形成良好的坯体，既增加了工艺控制难度，也降低了产品的质量。
( 2 ）石灰的消化速度
   在加气混凝土设备生产混凝土过程中，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，使发顺畅，并形成良好的气孔结构。而一旦发氯结束，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，生产加气混凝土以8一15min的中速石灰为好。
( 3 ）石灰的化学成分
   石灰中的A一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一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一Cao 数值不能真实反应实际消化热，石灰极易吸收空气中水份而部分消化，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，往往会在坏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）石灰的细度
    提高石灰的细度，一方面可增加石灰的溶解度，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，避免墙体的开裂。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。
     三、石灰质量对加气砖质量影响的原因及解决方法
1.欠烧快速石灰
　　产生原因：由于煅烧温度不够或石块太大造成。
　　特点：外观白色，中心夹心，消解曲线陡升陡降。
　　加气混凝土设备生产中，冒泡后坯体容易下沉，坯体周边软，中间硬，坯体与模框间隙大。坯体中心温度和边缘温度相差大，坯体切割时温度有所下降，蒸压出产品易产生色差。
　　地翻工艺：脱模翻转易产生裂纹，经切割坯体返回底板，由于边缘软，造成向前倾斜，坯体与底板上部存在间隙，2次翻转易造成坯体断裂（600mm方向）。
　　空翻工艺：水平（纵切）钢丝走过坯体，易产生裂纹，底层易粘底。
　　解决方法：1.减少料将扩散度2.减少石膏用量3增加石灰用量。
　　虽说在一定程度上能解决裂纹，但制品易存在气孔不均匀，砌块脆性大。
　　2.过烧石灰
　　产生原因：煅烧温度高，煅烧时间长或石块太小，分布不均，石灰碳酸镁含量高。
　　特点：外观颜色焦黄带黑色熔点，消解时间长，未消解残渣大于17%。
　　加气混凝土生产中，石灰升温慢，稠化慢，易产生早期塌模。冒泡后坯体热膨胀大，坯体与模框间隙小，形成坯体上部硬，下部软，控制不当易产生水平裂纹（垂直600MM方向）。
　　地翻工艺：脱模易带模，坯体600mm长度方向和600mm上部宽度方向经蒸压易膨胀。
　　空翻工艺：坯体侧放*上一块易膨胀。
　　解决方法：提高石灰细度，增加搅拌时间，调整石灰用量，坯体切割温度控制在84-88度内。但抗冻性差。
       四、加气制品中生石灰的选择与应用
      在近两年新设计工厂的投产调试中，600容重的加气混凝土砌块出釜抗压强度从3.5Mpa到5.0Mpa都有出现，这里撇开粉煤灰或砂及水泥、石膏等其它原材料和其它生产参数的因素，仅总结生石灰在加气混凝土生产中的应用体会。
        生石灰是加气混凝土制品中主要钙质材料，它在加气混凝土制品生产中占有重要地位。
      生石灰在加气混凝土制品生产中，主要作用是提供有效CaO与含硅材料中的SiO2、Al2O3水热反应，生成水化硅酸钙与水化铝硅酸盐使制品获得强度。生石灰也是铝粉的发气促进剂。它提高料浆碱度（PH值达到12以上），并参与铝粉的发气反应。生石灰中CaO含量可达90%以上，比水泥中的CaO含量高且价格低廉。除此之外，生石灰具有水化凝结性能。它能使料浆在模具中按照具体情况调节稠化时间，且随着生石灰的消解将有大量热量产生，足以使坯体温度达到80～900C，这个热量使坯体在静停硬化阶段起到自然养护作用。但生石灰有时水化放热过于激烈，引起料浆稠度急剧增大，使稠化快于发气而造成浇注不稳定或制品开裂，使得以石灰为主要钙质材料的加气混凝土工艺控制变得困难。因而，生石灰品质的选择和用量就成为加气混凝土生产过程中是否稳定及制品*终性能是否达到质量要求的关键因素。
      首先，生石灰中有效CaO含量越高越好，对加气混凝土有利。一般要求全钙应大于85%，有效CaO含量至少应大于65%，以保证配方所要求的钙硅比（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响料浆稠化速度的内在原因。几种不同消解速度的生石灰浇注粉煤灰加气混凝土的结果如下表：

石灰编号	生石灰性能			浇注静停过程			制品强度（Mpa）
石灰编号	ACaO(%)	消解温度（0C）	消化时间（分）	浇注情况	稠化	硬化	制品强度（Mpa）
1	69.05	95	3	面包头竖起或不够高	快	慢	3.5
2	75.36	88	5	面包头竖起	较快	较慢	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（特别是消解速度在5分钟以内的石灰），由于在浇注初期就大量消解，引起料浆过早稠化，与发气过程很不适应，结果产生“面包头”竖起，或坯体不够高等现象。浇注后，坯体虽然较快达到*高温度，但硬化还是较慢，制品强度较低。随着生石灰消解时间的增加，稠化逐渐缓慢，浇注成形过程得到改善，坯体硬化加速，制品强度也有较大提高。但是，当采用消解过慢的慢速消解生石灰时，由于坯体硬化后石灰还在继续大量消解，破坏了已形成的骨架，因而对质量带来不利的影响。可见，在生产过程中，采用消解速度10～15min消解温度65～800C之间的中速生石灰，是保证正常生产，提高质量的重要条件。
      第三，生石灰用量的选择。生石灰在加气混凝土生产中的用量，要保证钙硅比0.8的要求。用量过少，达不到钙硅比要求，料浆稠化慢，硬化慢，制品强度不足。用量过大，料浆稠度大，放热量不易控制，造成浇注困难，无法生产。一般参照硅质材料的SiO2含量，生石灰用量以有效CaO计，占总干物料量的14%～18%之间为宜。具体操作时，要注意既能保证钙硅比要求，又能使浇注过程料浆的稠化与硬化适中。
     第四、在选用石灰时应该避免选择采用土窑生产的石灰，土窑生产的石灰生过烧率太高（在20-30%范围），破碎后的石灰粉品质不能保证正常要求，目前国内应用推广的环保型节能活性石灰窑生产的石灰质量有很大提高，尤其是唐山金泉冶金能源新技术来开发有限公司设计建造的新型加气砖专用石灰竖窑，采用自主研发的“第三代节能环保高活性石灰竖窑技术”，采用三段调控生产方式，在出灰过程中设计了二次石灰活性固化装置，使石灰在生产中可以根据加气砖的石灰特性要求进行活性调整，同时严格控制石灰的生过烧率在3-5%范围，使各项指标全部达到或优于加气产品的各项工艺要求，唐山金泉冶金能源新技术来开发有限公司设计建造的加气砖专用石灰窑生产的活性石灰，经过多家用户实际测评数据显示：氧化钙含量在92%以上，在消化温度为53摄氏度时消化速度为10到15分钟，过烧石灰含量低于2%。
      总之，选择好生石灰的品质和用量，就可以基本保证加气混凝土生产的稳定和制品达到较高的质量水平。
     文稿编辑：唐山金泉冶金能源新技术来开发有限公司总工室
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