蒸壓加氣混凝土砌塊生產過程的質量問題及處理措施

梁 斌 牛向輝 王 靜

（1 蘭州石化職業技術學院應用化工學院；2 甘肅省建投工業處）

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、脫硫石膏等物質為主要原料, 經磨細、配料、計量、攪拌澆注、發氣膨脹、靜停養護、切割、蒸壓養護、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、導熱系數小，耐火性能好、可加工等性能特點，所以被大量應用于各類工業和民用建筑物的內外墻體材料。蒸壓加氣混凝土的生產原材料來源廣泛，可以利用工業廢棄物為生產原料、生產能耗較低，是節能環保的墻體材料，具有良好的發展前景。加氣混凝土的質量受到企業管理人員、專業技術人員、崗位操作人員素質；生產企業的機電設備及公用工程的選擇及裝置運行的可靠性、工藝設計的合理性；原材料質量、生產過程操作控制等各方面影響；所以在蒸壓加氣混凝土生產過程中必然會出現各種質量事故，如何判斷和處理質量事故從而保證加氣混凝土砌塊的質量，是每一位從事相關工作的管理人員與專業技術人員的使命與責任。本文就砂、粉煤灰復合硅質材料生產B06 級蒸壓加氣混凝土砌塊生產過程中如何分析產生質量事故的原因并如何預防和處理質量事故做探討。

1 蒸壓加氣混凝土砌塊的生產工藝流程簡介

砂、粉煤灰復合硅質材料生產蒸壓加氣混凝土砌塊的生產工藝流程簡圖如圖1 所示：生產用水泥、石灰、砂、粉煤灰、脫硫石膏按要求加工、計量,然后根據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入攪拌設備攪拌；鋁膏計量完畢后，先投入鋁膏攪拌機進行預攪拌，然后再投入攪拌設備鋁膏攪拌機進行攪拌，再加入料漿攪拌機攪拌；把攪拌好的料漿澆入模具,料漿經過發氣膨脹、凝結硬化后再靜停養護，達到切割硬度后用切割機切割，然后送入蒸壓釜蒸壓養護，養護到符合質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、復合硅質材料生產工藝流程

2 蒸壓加氣混凝土砌塊生產過程的質量問題及解決方法

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行攪拌，攪拌時會出現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，嚴重時結成殼皮，不易進入料漿中，或者攪拌一段時間后形成1～4mm 的石灰團粒分散于料漿中，澆注發氣膨脹后，繼續存在于坯體內及成品中的現象[1]。這種現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反應、傳熱、傳質等物理化學過程。

攪拌過程中產生這種質量問題的基本原因是粉狀生石灰加入料漿后與水發生化學反應生成氫氧化鈣，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的生石灰的外面，而且生石灰遇水瞬間就會發生化學反應；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成團塊。生石灰結團主要與生石灰的性質、攪拌裝置的結構與裝置的運行狀況、攪拌裝置的操作控制等因素有關。輕燒快速石灰由于消化速度快，發熱量高，料漿粘稠，容易發生結團。攪拌裝置本身設計不合理或操作運行中出現故障也是造成生石灰結團的客觀原因，在實際生產中物料不能均勻混合的主要原因是攪拌器葉片的磨損導致生石灰結團。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團；加料操作不當，生石灰由計量秤直接集中連續加入，使生石灰堆集在液面上來不及分散攪勻等操作不當也會引起生石灰結成團塊。

經過生產實踐總結，解決生石灰結團的方法從工藝操作方面來講主要通過控制生石灰細度；合理延長攪拌時間，采用分時段投料；適當增加水料比，強化班組操作人員管理等。從設備維護與保養方面來說要定期檢查攪拌器葉片的磨損情況并對出現磨損的攪拌器葉片進行及時更換；

2.2 蒸壓加氣混凝土坯體成型階段的質量問題及預防措施

2.2.1 坯體裂縫

存在于坯體內部及表面的裂縫稱為坯體裂縫。內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氣結束時間，料漿失去流動性，料漿膨脹受到較大阻力，出現憋氣產生的坯體裂縫。表面裂縫是指坯體表面出現不規則的裂紋，主要是由于鋁粉在料漿中的發氣反應過快，而料漿的粘度低、稠化慢，跟不上鋁粉發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，導致膨脹料漿的冒泡沉陷而產生的裂縫[2]。根據生產實踐，對砂、粉煤灰復合硅質材料生產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）、澆注稠度過稀（≥28cm）；坯體內部溫度分布不均勻、溫差大，表面因內部溫度上升，壓力增大脹裂造成的。坯體裂縫的處理措施：①檢查石灰質量，石灰的質量要符合相關規定；②調整配合比增加石灰用量、使用熱水進行澆注；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氣初期，料漿在沒有稠化前發生的沸騰塌模。根據流體力學的原理可知，由于開始時料漿粘度小，料漿的極限剪應力小，如發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，極限剪應力小、稠化慢、早期發氣太快造成的。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，可加入穩泡劑。

后期塌模是在料漿發氣中期或后期，當鋁粉膏反應放氣已基本結束，料漿接近稠化時發生的塌模，塌模一般是在中部首先引起，導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對石灰進行預處理，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

欠高是指料漿發氣膨脹、稠化以后，坯體在模具中的高度達不到規定尺寸要求（坯體整模或局部高度＜63cm 可判定欠高，鋼模的尺寸：6m×1.5m×0.6m（切割后坯體的凈尺寸））的現象。造成欠高的原因主要是料漿澆注稠度控制不當（＜17cm）；鋁粉膏用量較少或料漿用量少。對于欠高的處理措施：①嚴格按照工藝標準要求控制澆注稠度；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下沉和由于下沉引起的坯體收縮使坯體脫離模具側面板和端面板從而形成一定寬度的間隙的現象。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冒泡現象；其次是由于料漿溫度高，鋁粉發氣時間長，引起熱膨脹值大，氣泡內壓力增大，氣泡連通造成的。收縮下沉的解決措施：①出現收縮下沉時可適當增加膠結材料，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適當降低澆注溫度，減少石灰用量，適當增加石膏摻量。

2.3 蒸壓加氣混凝土坯體切割過程質量問題及預防措施

2.3.1 斷鋼絲

在實際生產中切割機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）；坯體內有雜質；鋼絲質量較差。斷鋼絲的預防糾正措施：①嚴格執行石灰摻合作業的相關標準規定，加強扎強度人員的責任心；②更換鋁粉膏消除沉陷；③建議更換鋼絲。

2.3.2 大頭小尾

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

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。產生雙眼皮的主要原因是水料比過小導致攪拌混合不均勻；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有預見性的進行配合比調整，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；③調整切割鋼絲。

2.4 蒸壓加氣混凝土坯體蒸壓養護及制品出釜加工過程質量通病及預防措施

2.4.1 黑心

黑心，也稱生心，是指出釜的產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；這部分物質強度極低，在搬運過程中很容易斷裂，是產品質量不合格的表現[4]。造成生心的原因主要有：蒸壓釜內冷凝水沒有及時排出，冷凝水排放次數及時間不符合要求；蒸養時間短，或蒸汽壓力低；石灰或石膏摻量少；蒸汽質量差，蒸汽中含水率高；制品入釜前靜停時間長。主要處理措施：①嚴格執行冷凝水排放制度，對崗位操作人員嚴格管理；②延長恒溫時間；③提升蒸汽質量；④及時將坯體推入釜中，降低釜前靜停時間。

2.4.2 蒸養裂縫

蒸壓養護階段是加氣混凝土由硬化坯體轉化為最終制品的關鍵工段，加氣混凝土在蒸壓釜內經過高溫(通常175℃～200℃)蒸壓養護后，坯體內部鈣質材料與硅質材料充分反應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。但在蒸壓養護的抽真空、升溫、恒溫、降溫過程中都會伴隨著坯體的膨脹和收縮，由于坯體表面和內部傳熱速率不同和溫度分布不均勻，導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力而開裂損壞[5]。由此可知產生蒸養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致制品出現裂縫。預防發生蒸養裂縫的主要措施：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，粘連主要發生在蒸壓養護后的砌塊中，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，因蒸壓養護過程中發生水化反應生成水化產物，從而使本已分隔開的坯體重又連接在一起[6]。大量生產實踐表明，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、蒸壓養護制度密切相關，對砂、粉煤灰硅質材料生產加氣混凝土砌塊來說產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。制品粘連的預防處理措施：①按照配料比中粉煤灰的添加量進行添加；②加大對各生產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性能不合格的原因及預防措施

砂、粉煤灰復合硅質材料蒸壓加氣混凝土的強度及干密度要符合GB11968－2006 的技術要求。在企業生產中出現主要的質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：膠結材料用量過多或過少；硅質材料、石灰顆粒粗，硅質材料活性小，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；坯體發育時，形成的氣孔大，串通孔多；蒸養時間短，恒壓壓力低；石灰質量差，有效氧化鈣含量低。干密度小、鈣硅比失調。強度低的主要處理方法：①調整配合比增加密度，保證合理的鈣硅比；②消除黑心；③延長蒸壓養護階段的恒溫時間。

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；澆注稠度控制不當。主要采取的預防糾正措施：①調整配合比減少料漿或干物料用量，同時增加鋁膏用量；②嚴格落實稠度控制標準。

3 結束語

砂、粉煤灰復合硅質材料蒸壓加氣混凝土砌塊生產過程的各個階段由于所用原料品質的改變，機電設備的損壞或運行狀況的改變，水、汽等公用設施的性質的改變等都會對半成品或最終制品的性能產生影響；這就需要操作人員隨時根據上述變化來適時調整生產過程各階段的工藝操作條件，以適應上述條件的改變。但操作條件的調整總是滯后于上述各種變化；所以生產線操作人員應仔細觀察澆注后坯體發氣膨脹、稠化硬化、切割、蒸壓養護等所遇到的半成品和最終產品的質量問題，并能根據現象合理判斷產生質量問題的原因，以最快的速度科學合理的進行操作條件調整，以便適時處理所遇到的質量問題，保證企業的生產過程能連續高效地運行，生產出優質的產品。