与其他商品化的建筑材料相比,蒸压(简称AAC)的生产过程是非常复杂与精细的。这也是例如与砖或灰砂砖相比,AAC生产线的自动化程度更低的原因之一。这是由于,支持蒸压固化制品生产技术进步的科学研究已经长时间停滞不前,这也就意味着在该领域独立于制造商的研究已经鲜有出现。因此。对AAC制造成本与产品质量的优化。远没有充分用于实际生产。
bAG生产用原料生产AAC的主要成分来自于能够提供CaO(氧化钙)和SiO:(二氧化硅)的原料,它们与水一起,在蒸压釜(蒸养室)内调节到(饱和水蒸气)的水热条件下,形成一种水化硅酸钙(CSH)一托勃莫莱石矿物相。托勃莫莱石矿物相的化学式为5CaO·6SiO:·5H:0,在水泥化学中常缩写成C5S6H5。
石英砂是提供SiO:成分的主要原料。石英砂越纯,越适合用作AAC的原料。多数情况下,xx砂中的杂质对AAC的生产有不利影响。石英砂首先必须磨细,才能用于生产AAC。不同于其他使用砂子的建筑材料。AAC中使用的砂子大部分在蒸压过程中发生化学反应。因此,石英砂准确地说是一种参加反应的原料、而不是集料。
其他含SiO:的材料也可以替代石英砂。很多情况下,生产过程中还用到烟气清洁过程中产生的粉煤灰、燃烧灰和矿渣等工业废渣。它们含有大量的玻璃态SiO:。这些原料中SiO:成分的质量是保证良好产品质量的关键。
高质量的生石灰几乎是纯CaO,可以说是提供CaO成分、用于生产AAC的理想原料。通常使用磨细生石灰,而其他类型的建筑石灰并不适用于生产AAC。
虽然采用石英砂和生石灰作为主要原料.几乎所有目前生产的AAC都掺加水泥。绝大多数情况下,根据生产技术的要求必须掺入水泥。输送和切割工序要求新出釜的AAC鲜蛋糕必须达到一定的性能,而这只有通过添加水泥才能实现。
在AAC的生产中,水也被要求作为原料之一,甚至是必要的生产助剂。生产中消耗的约10wt.的水被用作了原料。但需要几倍于上述的水量去把固体粉状的原料混合为原料浆,并继续进行加工。同时.水对于蒸气养护工序也是必不可少的。上述工序需要特定的水质量,这就要求对水进行预处理。
除石英砂和生石灰外,生产AAC最重要的原料就是铝粉。在碱性的料浆混合物中,铝粉颗粒参与化学反应生成氢气,它们分布为很多均匀的小气泡.保证了A.AC料浆的高孔隙率。铝粉与铝粉浆二者之间.使用后者在生产过程中的安全等级更高。
这一方面是由于铝粉容易自燃,另一方面使用铝粉浆为管理和控制发气过程提供了更多的选择方式。
尽管AAC可以不采用二水石膏或无水石膏成分.但目前几乎所有的原料混合物都会添加硫酸盐载体。混合物可以使用二水石膏或者元水石膏。它们在混合物中所占的百分比始终低于10%。硫酸盐载体xxxx了强度和收缩参数,这同时也就允许了节省胶凝材料用量。
通常AAC不含任何骨料。然而,在蒸养环境下没有反应的石英砂所发挥的作用类似于砂浆中的骨料。这是由于这些残余的石英砂起到了细颗粒骨料的作用。在工业应用中,迄今仅有添加AAC粉末是可行的。但尚未广泛流行。同样可能使用那些在生产过程中表现出化学反应惰性,或者具有足够细度的其他骨料。此外,未参加水热反应的低品位石英砂或粉煤灰{zh1}也会在AAC中形成某种细骨料。
为实现产品的某种特性,或者作为生产过程中的助剂。在原料混合物中掺入其他物质也是必要的。为了生产疏水性AAC,需添加疏水性原料。通过混人颜料,也可以生产彩色AAC。经常使用能够影响料浆粘度、或者气泡稳定性的添加剂。前者通过掺加塑化剂、后者通过添加肥皂来实现。然而,出于成本考虑。通常首先要试验尽可能不用添加剂。
主要生产工序概述通常,作为配方中的主要原料.只有石英砂是从距离工厂尽可能近的矿山中开采出来的,其他原料基本是高成本的工业产品.主要由外部供应。
只有石英砂原料需要在工厂进行所有的加工过程,它必须被相对磨细。这可以通过干磨或湿磨工艺实现。因此。砂磨通常是AAC工厂的一个重要工段。如果采用湿磨工艺.那么生产出来的砂粉浆被送入中间仓以备下一步加工。千蘑得到的砂粉。类似于石灰和水泥胶凝材料.被储存在简仓里。如果二水石膏或无水石膏是块状的xx矿物.那么它们也需要进行粉磨。
AAC原料的一个关键组份被称作返泥浆。来自于用水载带的在切割工段坠落的切割废料。尽管切割废料由上述原料组成,但其中的全部石灰和绝大部分水泥已经水化。
根据预先设定的配方。原料各组分通过称量系统喂入混合器中。这时必须密切注意混合温度,因为只要很小的偏差就可能使其从设定温度值漂移。
由于发气相对迅速,{zh1}添加的成分是铝。随后,迅速将混合物排空到模具中。在模具中,发气与凝结也都会同样很快发生。
原料浆发气应尽可能在热釜或者热窑中进行。
因为这里的原料浆温度和含水量要遵守规定的极限值,目的是在预期的时间内实现一致的发气性。
大多数情况下,用拉紧的钢丝将毛坯(通常为长3—6米、体积超过6立方米的长方体)切割成砌块或建筑构件的规定尺寸。因此,很多不同类型的工厂和设备都需要调整原料配方。例如降低或提高水泥的比例,来使其适用于特定的设备。毛坯可以切割成最终产品的尺寸,因为接下来的生产过程将不会对其外形带来任何影响。毛坯与构件彼此并不分离,切割过的毛坯按照上述方式持续加工。切割废料又被重新投回到系统中.成为被称作返泥浆的混合物。
{zh1}一个生产步骤是在约为190℃的饱和蒸气条件下,在加压蒸气容器(蒸压釜)中进行养护。根据的砌块设计和尺寸,蒸压釜中可以放入在10到24块砌块。经过几个小时的养护处理后,ACC达到最终状态。
下一步,将养护后的材料运输到包装生产线。根据特定的工艺要求,掰块枫被用于按照托盘的尺寸或者构件的包装,分离并且定位砌块.以便打开已经粘连的切割间隙。
现状及不足磨细石英砂是一个高能耗、高磨耗的工序。由于总会在产品中残留部分未反应的石英砂作为细骨料,这部分石英砂进行的粉磨过程是多余的。
受生产工艺的影响,返泥浆的质和量都要承受较大的波动,其首要原因是按照产品的表观密度等级调整原料配方。在控制混合机的过程中,即使拥有配方自动调整用的所有必要数据,它们也{jd1}不会成为标准,对新混合设备也同样如此。
尽管在大部分工厂,混合温度是自动设定的,但很多工厂仍在使用的系统,可能只适应已经多年不用的石灰配方的某些要求。其结果是温度控制不能被校正,设备只能在预先设定的温度值下工作。温度设定也因此而常常不能达至q在技术上合理的精度。
原料浆的粘度直接影响孔结构的形成。并因此进而影响产品强度,却被忽视,而且缺少适用于日复一日操作的高质量的检测系j统。通过振动来调整原料浆的粘度和发气过程迄今未能实际应用。目前使用的振动瓶并不能达到上述目韵。
新出釜的AAC、正在发气的原料浆、以及正在硬化的AAC蛋糕,它们的温度状态十分重要。在许多工厂总是过于忽视对于模具、热釜或者热窑、切割前后的新鲜AAC蛋糕的温度控制。
正在发气的原料浆、新出釜的AAC蛋糕内的化学和物理过程,仍然一如既往地缺少研究。在德国没有针对上述领域的配套研究。
在蒸压釜内蒸压硬化之前是抽真空。尽管这是在待硬化材料中得到尽可能没有空气的、均匀的蒸气的{wy}有效方式,但这并没有在所有的生产线上使用。遵守{zj0}的抽真空工艺条件同样也没有得到足够的重视。
如果使用蒸压硬化,蒸气的多倍使用(过流技术)和蒸压曲线的{zj0}设计存在巨大的不确定性。
在最普遍使用的工艺中,切割竖码的加气块时,通常要用掰块机。分离粘连的加气块经常导致产品损坏及废品率相应上升。
解决方案与修正措施问题中任何一个并非微不足道的部分都需要进行深入研究。这只有在企业独立工作的基础上才能互相协调并且得到有实用价值的结果。当前,不论是在企业本身或者是在高等院校,都不具备在短期内获得成功所需的研究范围与能力。
另一方面可能通过AAC生产商和设备生产商之间的直接合作很快得以转化。前提是双方共同把有待于优化的生产工序设定为努力的中心:
把配料技术扩展到骨料组分:
调整混合设备的控制单元(包括返泥浆、温度、粘度等);按照下述方式设计生产流程的工艺环节:材料和所有砌块的湿度和温度条件始终保持恒定。
此外,借助于对加气混凝土设备的局部改进进行下述工艺调整也是可行的解决方法:
在发气过程中进行振动: 从脱模到进入蒸压釜,尽可能持续加热新鲜的AAC蛋糕:
抽真空并调整AlAC的温度;在蒸压釜内加热水平叼波置、已经切割、在砌块与构件之间留出缝隙的AAC。替代使用掰块机。
摘要生产AAC的一系列生产工序仍有很大的改进余地。德国现有生产线在混合、发气、凝结、切割、蒸压以及分离等生产工序的多个环节都是在节约成本和提高生产质量方面很有潜力的突破点。各生产状况下的配方设计和控制也同样能够继续优化。然而,当前对设备和控制的改变或者改进既没有提供,也没有需求。