蒸壓砂加氣混凝土砌塊生產工藝研究

文/涂海浪 田宗杰（安徽皖維高新材料股份有限公司）

蒸壓砂加氣混凝土砌塊是由鈣質原料（水泥、生石灰、電石渣等）和硅質原料（如石英砂、粉煤灰等）經磨細后與發氣劑（如鋁粉膏等）及其他調節材料按比例混合攪拌，再經料漿澆注、發氣成型、切割與蒸壓養護等工序制成的輕質多孔的新型墻體材料，其具有質輕、隔熱、隔聲、防火、節能、環保等特點[1]。自20 世紀60 年代以來，我國的加氣混凝土工業經歷了50 多年的發展，全國已建成生產企業超2000 家，總設計產能達2.5×108m3，2019 年總產量約為2.1×108m3，占新型墻體材料的15%。加氣混凝土產品仍以砌塊為主，占比90%以上，是節能建筑的主導墻體材料。本文就蒸壓砂加氣混凝土砌塊生產工藝及生產過程中產生固體廢棄物的回收再利用進行探討。

一、原料及質量指標

粉煤灰：符合JC/T409-2016《硅酸鹽建筑制品用粉煤灰》[2]要求。細度（80μm 方孔篩篩余量）≤25%，燒失量≤8.0%，SiO2含量≥40.0%，SO3含量≤2.0%。

電石渣：電石渣濾餅水分為35%～40%。

水泥：符合GB175-2007《通用硅酸鹽水泥》[3]要求。MgO 含量≤6.0%，堿含量≤0.06%，初凝≥45min，終凝≤600min，比表面積≥300m3/kg。

生石灰：符合JC/T621—2009《硅酸鹽建筑制品用生石灰》[4]要求。（CaO+MgO）質量分數≤90%，MgO 質量分數≤2%，SiO2質量分數≤2%，CO2質量分數≤2%，消化速度≤15min，消化溫度≥60℃。

脫硫石膏：脫硫石膏含量＞65%，P2O5含量＜3%。

鋁粉膏：符合JC/T407-2008《加氣混凝土用鋁粉膏》[5]要求。活性鋁含量≥90%，細度（0.075mm 篩篩余量）≤3.0%，發氣率（4min）≥50%，發氣率（16min）≥80%，發氣率（30min）≥99%。

二、生產工藝流程

主要生產工藝流程包括原料處理、配料、攪拌、澆注、切割、蒸養等。

原料處理：塊狀生石灰由顎式破碎機破碎后送入石灰倉中，經圓盤給料機進入球磨機進行研磨，磨細后的石灰粉料經螺旋輸送機送入石灰粉料倉中；散裝水泥通過管道輸送至水泥倉內；粉煤灰、電石渣和脫硫石膏由皮帶機通過計量進入濕式球磨機，加入一定量的水共同制漿；鋁粉膏由提升機送至配料樓計量平臺。

配料：石灰、水泥由單旋螺管給料機送入電子粉料計量秤內，計量后由螺旋輸送機送至澆注攪拌機；粉煤灰、電石渣、脫硫石膏料漿通過料漿電子計量秤計量后放料至澆注攪拌機；鋁粉由人工計量，倒入鋁粉攪拌機制成懸浮液，該懸浮液直接放入澆注攪拌機。以B06 級加氣混凝土物料配比為例，具體配料比見表1。

表1 B06 級加氣混凝土物料配比

攪拌、澆注：在蒸汽保溫條件下進行攪拌，攪拌澆注周期控制在6～8min。

切割：澆注完畢的坯體需靜停硬化后才能進行切割，在40℃下靜停2.0～3.0h，達到強度要求后進行切割，切割周期為6 ～8min，坯體切割強度范圍為0.50 ～0.90kg/cm2。

蒸養：切割好的坯體由卷揚機牽引至釜內，經“抽真空—升溫升壓—恒溫恒壓—降溫降壓”等過程，制成符合標準的加氣混凝土砌塊。蒸養工藝條件見表2。

表2 蒸養工藝條件

三、生產中固體廢棄物的回收再利用

蒸壓砂加氣混凝土砌塊在生產過程中由于工藝、操作、機械等不良原因產生廢品，通常將這種廢品統稱為固體廢棄物。這種固體廢棄物和蒸壓砂加氣混凝土砌塊的組成是相同的，其主要組分包括：CaO-SiO2-H2O 系統、CaO-Al2O3-H2O 系 統、CaO-Al2O3-SiO3-H2O 系 統、CaO-Al2O3-CaSO4-H2O 系統。這種固體廢棄物可以作為保溫材料，可是單純用作保溫材料遠遠不能被消耗掉，廢棄物長期堆放在堆場不僅浪費堆放場地，還造成環境污染。

為對固體廢棄物進行有效回收利用，可以將其加入到石灰中得到膠結料，將膠結料、水泥、石英砂、發氣劑及穩泡劑按照一定的配比加入到攪拌罐中，經過澆注、靜停成型、切割、蒸壓養護，生產出蒸壓砂加氣混凝土砌塊。具體步驟如下：

（1）將固體廢棄物破碎成粒徑不大于50mm 的碎塊，然后按照石灰重量的10%～20%與石灰一起加入球磨機中進行干磨，獲得0.08mm 方孔篩篩余量≤15%的膠結料。

（2）將0.08mm 方孔篩篩余量≤25%、含硅量91%～98%的石英砂與粉狀磷石膏按照質量比35∶1 加水混合，制成密度1.54～1.58kg/L 的混合砂漿。

（3）將混合砂漿78～80 份、膠結料10～11 份、水泥6～9 份、發氣劑0.62～0.65 份和穩泡劑0.06 份依次加入攪拌罐中，攪拌均勻，獲得混合澆注料漿。

（4）將混合澆注料漿經靜停成型、切割、蒸壓養護，獲得蒸壓砂加氣混凝土砌塊[6]。

四、蒸壓砂加氣混凝土砌塊質量指標

蒸壓砂加氣混凝土砌塊質量控制指標見表3、表4，本工藝制得B06 級加氣混凝土砌塊質量指標為：體積密度591kg/m3,抗壓強度4.5MPa,導熱系數0.11W/m·K，干燥收縮值（標準法）0.3mm/m，質量損失2%，凍后強度4.1MPa，滿足質量指標要求。

五、結語

利用電石渣作為鈣質原料，回收生產過程中的邊角料等固體廢棄物作為生產蒸壓砂加氣混凝土砌塊的主要原料，可生產出B06 級加氣混凝土砌塊，其抗壓強度為4.5MPa、導熱系數為0.11W/m·K、凍后強度為4.1MPa。本工藝技術實現了固體廢棄物的回收再利用，不僅解決了固體廢棄物的堆放問題，更減輕了固體廢棄物對環境的影響。

表3 加氣混凝土砌塊抗壓強度、體積密度控制指標