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加气混凝土生产技术实用讲义.doc

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加气混凝土生产技术实用讲义.doc

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《加气混凝土》编辑部
前言
随着加气混凝土工业的发展,国内先后出版了两套加气混凝土工业技术书刊。第一套是出版于1982年的《加气混凝土生产技术》(崔可浩、杨伟明、陶有生编);第二套是出版于1990年的《加气混凝土工业丛书》(崔可浩、吴庵敖主编)。全套丛书共分三册:即《加气混凝土生产工艺》(张继能、顾同曾编);《加气混凝土生产机械设备》(应驹、宫润梧主编)及《加气混凝土工厂管理》(王声援、姜炳年编)。以上两套技术书刊,对于加气混凝土行业培训技术人才、指引生产都起到了极大的作用。
近几年加气混凝土工业发展极为迅速,生产厂家已由1991年的85家发展到目前的180余家。生产公司特别是新建公司的管理人员,技术人员及生产一线职工,急需一套可以迅速理解和掌握加气混凝土生产技术的实用培训讲义。《加气混凝土》编辑部,对已出版的两套书刊进行简化、归纳、编辑。简略了某些理论论述,吸取了国内外的最新科研成果和公司的实践经验,对加气混凝土生产工艺、原材料及重要设备,进行了通俗简要的简介。并提出了重要的工艺控制点及常用的质量问题和解决措施。旨在为加气混凝土工业的发展,略尽微薄之力。本书由姜勇主编,邵英纯校阅,望广大读者提出珍贵意见,以便修改。本书在编写过程中得到谢尧生、吴九成先生的指引和协助,在此一并道谢。
由于编写水平有限,不当之处,望批评指正。
《加气混凝土》编辑部
一九九九年元月
目录
绪论 1
第一章 加气混凝土的构造及强度形成原理 5
第一节 加气混凝土的构造 5
第二节 硅酸盐混凝土水化产物及物理力学性能 6
第三节 硅酸盐混凝土的强度形成 9
第二章 加气混凝土生产工艺过程 12
第一节 加气混凝土的种类 12
第二节 生产工艺过程 12
第三章 原材料 17
第一节 基本材料 17
第二节 发气材料 24
第三节 调节材料 29
第四节 构造材料 31
第四章 原材料制备 35
第一节 粉煤灰的脱水浓缩 35
第二节 块状物料的破碎和磨细 36
第三节 液体物料及铝粉悬浮液的制备 39
第五章 配料浇注 41
第一节 配合比与生产配方 41
第二节 配料搅拌及浇注 47
第三节 浇注稳定性 52
第六章 静停切割 64
第一节 坯体的静停 64
第二节 坯体的切割 69
第三节 坯体的损伤及避免 77
第七章 蒸压养护 79
第一节 蒸压的热物理过程 79
第二节 蒸压养护制度 81
第三节 蒸压养护过程中制品的损伤 84
第四节 蒸压釜安全操作及余热运用 85
第八章 加气混凝土板 88
第一节 钢筋网片 88
第二节 钢筋网的组装 89
第三节 板的生产 91
第九章 质量控制 93
第一节 质量管理的一般概念 93
第二节 质量控制 93
结束语 97
附录 常用单位中的法定单位和应裁减的单位及其换算 98
绪论
加气混凝土是一种轻质、多孔的新型建筑材料,具有质量轻、保温好、可加工和不燃烧等长处。可以制成不同规格的砌块、板材和保温制品,广泛应用于工业和民用建筑的承重或围护填充构造,受到世界各国建筑业的一般注重,成为许多国家大力推广和发展的一种建筑材料。
加气混凝土的一般概念
水泥混凝土
密实混凝土
硅酸盐混凝土
陶粒混凝土
混凝土 轻集料混凝
膨胀珍珠岩混凝土
轻混凝土
泡沫混凝土
多孔混凝土
加气混凝土
混凝土是由胶结料、集料和水按一定比例配合的混合料,经硬化后形成具有一定强度的人造石。以水泥为胶结料并与砂、石子、水按一定比例配合,经搅拌、成型后,在常温或蒸汽养护下形成的人造石,称之为水泥混凝土。一般的水泥混凝土的体积密度一般为2400kg/m3,以砂、粉煤灰等硅质材料和石灰、水泥等钙质材料按一定比例配合,经搅拌、成型后,在一定温度、湿度下水热合成的人造石,称之为硅酸盐混凝土。一般硅酸盐混凝土的体积密度一般为1600~2400kg/m3。这种水泥混凝土和硅酸盐混凝土都是密实混凝土。
采用轻集料或用气孔来替代一般混凝土中的集料的混凝土,称之为轻混凝土,其体积密度一般不不小于1900kg/m3,采用多种陶粒、膨胀珍珠岩等作为轻集料制成的轻混凝土,称之为轻集料混凝土。其制造工艺与密实混凝土基本相似,体积密度一般为800~1800kg/m3,另一类轻混凝土是多孔混凝土,它没有粗集料,重要原材料都要通过磨细,并通过物理或化学措施使之形成直径不不小于1
~2mm的气孔,其体积密度一般不不小于1000kg/m3。
多孔混凝土按其气孔形成的方式可分为加气混凝土和泡沫混凝土两大类。加气混凝土的多孔构造,由发气剂在料浆中进行化学反映放出气体而形成,泡沫混凝土的多孔构造,由泡沫剂在机械搅拌过程中产生大量泡沫,渗入料浆中均匀混合而形成;近年来浮现的充气混凝土,是将压缩空气弥散成大量微小气泡分散于料浆中。
多孔混凝土多为经蒸汽养护而成的硅酸盐混凝土。养护方式可分为常压蒸汽养护(100℃饱和蒸汽)和高压蒸汽养护(~℃、~)两大类,前者简称蒸养,后者简称蒸压。加气混凝土多为高压蒸汽养护。
加气混凝土是以硅质材料和钙质材料为重要原料,掺加发气剂,经加水搅拌,由化学反映,形成孔隙,经浇注成型、预养切割、蒸汽养护等工艺过程制成的多孔硅酸盐制品。
加气混凝土的发展
加气混凝土最先浮现于捷克,1889年一种叫霍夫曼(Hofman)的人获得了用盐酸和碳酸钠制造加气混凝土的专利。19,柏林人格罗沙海(Grosahe)用金属粉未作发气剂制出了加气混凝土。1923年,瑞典人埃克森(J·A·Eriksson)掌握了以铝粉为发气剂的生产技术并获得了专利权。以铝粉发气产气量大,所产生的氢气在水中溶解量小,发气效率较高,发气过程亦比较容易控制,铝粉来源广,从而为加气混凝土的大规模工业化生产提供了重要的条件。此后,随着对工艺技术和设备的不断改善,工业化生产时机日益成熟,终于在1929年一方面在瑞典建成了第一座加气混凝土厂。
从开始工业化生产加气混凝土,至今不到七十年的历史,加气混凝土工业得到了很大的发展,不仅在瑞典形成了“伊通(Ytong)”和“西波列克斯(Siporex)”两大专利及相应的一批工厂,并且在其他许多国家也相继引进生产技术或开发研究自己的生产技术,形成了新的专利,如德国的海波尔(Hebel)、荷兰的求劳克斯(Durox)、波兰的乌尼泊尔(Unipol)和丹麦的司梯玛(Sterna)。二战前,加气混凝土仅在少数北欧国家推广应用,而目前,无论是寒冷地区,还是赤道附近的炎热地带,生产和应用已遍及五大洲60多种国家。
国内早在30年代,就有了生产和使用加气混凝土的记录。当时,在上海平凉路桥边,建成一座小型加气混凝土厂,其产品用于现国毛六厂几幢单层厂房和上海大厦、国际饭店、锦江饭店、新城大厦等高层建筑的内隔墙,并始终使用至今。
解放后,国内十分注重加气混凝土的研究和生产。1958年,原建工部建筑科学研究院开始研究蒸养粉煤灰加气混凝土,1962年起建筑科学研究院与北京有关单位研究并试制了加气混凝土制品。并不久在北京矽酸盐厂(现北京加气混凝土二厂)和贵阳灰砂砖厂半工业性实验获得成功。1965年引进瑞典西波列克斯公司专利技术和全套装备,在北京建成国内第一家加气混凝土厂——北京加气混凝土厂,标志着国内加气混凝土进入工业化生产时代。
从1971年对引进的西波列克斯技术装备进行测绘,消化吸取起,开始了国内加气混凝土工艺装备的开发使用。先后形成了中国建筑东北设计院的6m翻转式切割机组;上海杨浦的4m预铺钢丝卷切式切割机组;;常州建材研究设计所和中国建筑东北设计院翻版的海波尔切割机组;中国建筑东北设计院消化吸取海波尔的JHQ切割机组;常州建材研究设计所消化吸取的司梯玛成套设备和4m分步式切割机及全套设备等,为加气混凝土装备的国产化打下了基本。
从1965年建设第一家加气混凝土厂起,经历了短短的30年,国内不仅建成了各类加气混凝土厂逾180家。总设计能力超过700万m3。并且,随着生产的发展,在全国还涌现了一批从事加气混凝土生产、设备和应用技术研究的科研院所和大专院校,建立健全了科研、设计、教学、施工、装备和配套材料等系统;制定了从原材料、产品、实验措施和施工应用的原则和规范,使国内加气混凝土形成了完整的工业体系。
发展加气混凝土的意义
加气混凝土是以硅质材料和钙质材料为重要原料,掺加发气剂,经加水搅拌,由化学反映形成孔隙,经浇注成型,预养切割,蒸汽养护等工艺过程制成的多孔硅酸盐混凝土,其重要特点表目前如下几种方面:
重量轻
加气混凝土的干体积密度一般为400~700kg/m3,相称于粘土砖的1/3,普:通混凝土的1/5,也低于一般轻骨料混凝土及空心砌块、空心粘土砖等制品,因而,采用加气混凝土作墙体材料可以大大减轻建筑物自重,进而可减小建筑物的基本及梁、柱等构造件的尺寸,可以节省建筑材料和工程费用,还可提高建筑物的抗震能力。
表0-1几种常用建筑材料的体积密度(kg/m3)
材料
加气混凝土
木材
粘土砖
灰砂砖
空心砌块
陶粒混凝土
一般混凝土
指标
400~700
400~650
1600~1800
1700~
900~1700
1400~1800
~2400
保温性能好
加气混凝土内部具有大量的气孔和微孔,因而有良好的保温隔热性能。~/(m·k),仅为粘土砖的1/4~1/5,一般混凝土的1/5~1/10。一般20cm厚的加气混凝土墙的保温隔热效果,相称于49cm厚的一般粘土砖墙,不仅可节省采暖及制冷能源,并且可大大提高建筑物的平面运用系数。
表0-2几种常用建筑材料的导热系数(W/m·K)
材料
加气混凝土
土坯墙
粘土砖
空心混凝土砌块
浮石混凝土砌块
一般混凝土
玻璃
指标
~

~
~
~


具有可加工性
加气混凝土不用粗骨料,具有良好的可加工性,可锯、刨、钻、钉,并可用合适的粘结材料粘结,给建筑施工提供了有利的条件。
原料来源广、生产效率高、生产能耗低
加气混凝土可以用砂子、矿渣、粉煤灰、尾矿、煤矸石及生石灰、水泥等原料生产,可以根据本地的实际条件拟定品种和生产工艺,并且,可大大运用工业废渣,目前国内每年仅电厂排出的粉煤灰已超过了7000万吨。加气混凝土是粉煤灰间接运用的极好产品。加气混凝土的生产效率比较高,一种中档规模的加气混凝土厂,年人均实物劳动效率可达600m3左右,少数自动化限度较高的公司则达900m3~1000m3,比粘土砖(180m3)及混凝土砌块(500~800m3)都高。加气混凝土生产耗能较低,其单位制品的生产能耗仅为同体积粘土砖能耗的50%。
表0-3几种外墙材料生产总能耗
墙体
种类
墙厚
(cm)
每m2墙面生产能耗(kg标煤)
制品

钢筋
合计
粉煤灰加气混凝土
20




混凝土砌块
37




灰砂砖
37




陶粒混凝土
28




粘土砖
37




加气混凝土在国内的工业化生产历史虽然只有三十年,但其产品门类已发展到非承重砌块、承重砌块、保温块、墙板与屋面板,被广泛用于工业与民用建筑,成为一种极富生命力的新型建筑材料。1996年12月,在全国墙改工作会议上,邹家华副总理提出,大力发展节能、节土、利废的新型墙体材料,能达到节省能源、保护土地、有效运用资源、综合治理环境污染的目的。加气混凝土正是节能、节土、利废的可持续发展的建筑材料,其生产能耗是红砖的1/2~1/3;体积密度300~800kg/m3,是红砖的1/3,为此,建筑物基本造价可减少15%,运送能耗减少10%;导热系数是红砖的1/4~1/5,20cm加气混凝土的保温隔热效果相称于49cm砖墙,可大大节省材料的用量,提高建筑物的有效使用面积;仅就粉煤灰加气混凝土而言,,,节省烧砖用地5亩。
按照《全国墙材革新“九五”筹划和发展规划》“九五”墙材革新筹划的重要奋斗目的是到,新型墙体材料产量折合原则砖达1500亿块,占墙材总量的20%,其中大中都市平均达到30%~40%,中档都市平均达到25%~30%;规划目的新型墙体材料占墙体材料总量的40%,经济发达都市规定占60%~80%。若按6%的增长率,墙体材料估计达17960亿块,新型墙体材料以40%计,应为7185亿块,以目前加气混凝土的所占比例计算,则加气混凝土的生产能力将达108亿块,折合1590万m3。加气混凝土在国内必将得到进一步的发展。
思考题:
1什么是加气混凝土?
2加气混凝土有那些特性?