蒸壓加氣塊設備生產中影響澆注穩(wěn)定性因素分析

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  蒸壓加氣塊設備澆注工段運行過程中加氣混凝土的發(fā)氣膨脹是由于鋁粉在堿性溶液中的化學反應，這個反應是在具有流變特性的加氣混凝土料特定環(huán)境中進行的。鋁粉的發(fā)氣反應表現(xiàn)為料漿體積的膨脹。而料漿自身彈-粘-塑性特性的變化在宏觀上就表現(xiàn)為料漿逐步稠化和凝結，這兩個隨時間而變化的過程同存于一個體系中，若相互諧調一致，發(fā)氣過程就穩(wěn)定。因此，影響這兩個過程的因素也必然影響到澆注過程的穩(wěn)定。為了分析澆注過程的穩(wěn)定性，必須首先了解影響上述兩個過程的主要因素。

  蒸壓加氣塊設備澆注過程中混凝土發(fā)氣速度受那些因素影響

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（1）蒸壓加氣塊設備生產中鋁粉的發(fā)氣特征。

  用于加氣混凝土的發(fā)氣鋁粉或鋁粉膏，由于蒸壓加氣塊設備生產工藝和質量控制上的差別，各蒸壓加氣塊生產廠的產品，甚至同一工廠不同批次的產品總不會完全相同，因而，鋁粉或鋁粉膏在蒸壓加氣塊設備生產使用中表現(xiàn)出來的實際發(fā)氣特性曲線就會有不同的形狀、并與料漿的極限剪切應力曲線形成不同的對應關系。鋁粉發(fā)氣速度基本上在蒸壓加氣塊設備生產工藝要求的范圍內，鋁粉發(fā)氣的前期雖然也有短暫的集中發(fā)氣時間，但隨后變得緩慢，有較多的鋁粉留在料漿接近稠化時才發(fā)氣，在這種情況下，后期發(fā)氣過程受阻，可能發(fā)生憋氣和冒泡現(xiàn)象，澆注不夠穩(wěn)定。

鋁粉發(fā)氣更不集中，發(fā)氣曲線平緩上升，大量的氣體在料漿稠化后產生。在這種情況下，料漿膨脹遲緩，后期憋氣嚴重，甚至料漿不能正常膨脹，在料漿內部氣泡穿孔合并，冒泡甚至下沉。出現(xiàn)以上現(xiàn)象，主要是鋁粉顆粒組成不良，雖有部分細顆粒，便偏大粒子較多，或者混有某些活性低的顆粒。如果鋁粉過細，則其發(fā)氣時間將大大提前，在此情況下，如果料漿太稀。保氣能力太差、也可能發(fā)生嚴重冒泡，甚至沸騰。在某些情況下，可能在攪拌機內出現(xiàn)大量發(fā)氣的現(xiàn)象，其澆注穩(wěn)定性就會受到更大的影響。

（2）蒸壓加氣塊設備生產中料漿溫度對發(fā)起速度的影響

  蒸壓加氣塊設備鋁粉的發(fā)氣反應速度與溫度有密切的關系。溫度高、反應進行得就快，在較高的溫度下，介質溶液對反應物和反應產物的溶解速度和溶解度相應增大，這無疑將有利于反應的進行。鋁粉發(fā)氣反應速度與溫度的關系，可由實驗測定。溫度越高，反應開始時間越早，相反，則反應進行遲緩，時間拖長。由此可見，通過改變料漿溫度，可以在一定程度上協(xié)調發(fā)氣和稠化過程，當然，這只能是一定范圍之內，而不可能無限地調節(jié)，正象料漿稠化速度的調節(jié)不可能無限制地適應發(fā)氣速度一樣。如果為了適應稠化快的料漿，而過多地提高溫度，例如將料漿溫度提高到60-70度，這在大多數(shù)情況下恐怕在攪拌中就發(fā)氣了，另外也必然會促使料漿更快稠化，效果將適得其反。

  (3)蒸壓加氣塊設備的攪拌時間對發(fā)氣速度的影響

攪拌鋁粉的時間主要從兩個方面影響發(fā)氣速度及其與料漿稠化的協(xié)調性，一方面是鋁粉投入料漿的時機；另一方面是鋁粉在料漿中所需攪拌時間。前者主要是從調控鋁粉與堿溶液接觸的時間來調節(jié)鋁粉開始發(fā)氣的時機，后者主要是從鋁粉攪拌時間的長短來調控鋁粉的發(fā)氣速度，為了使鋁粉發(fā)氣能在適當?shù)某矶葪l件下進行。顯然應當選擇一個適當?shù)臅r機。過早，料漿太稀，過晚，料漿太稠，對鋁粉發(fā)氣和料漿膨脹都不利。

 （4）蒸壓加氣塊設備工藝過程中堿濃度對發(fā)氣速度的影響

  蒸壓加氣塊設備生產中料漿中的堿濃度越高。鋁粉反應越快，鋁粉在碳酸鈉溶液中的發(fā)氣速度比在石灰溶液中快。當溶液中加入氫氧化鈉時，鋁粉的反應速度將大大加速，因此，有的工廠常常備用一些氫氧化鈉溶液來調節(jié)發(fā)氣速度。

  （5）蒸壓加氣塊石灰原料的含量對發(fā)氣速度的影響

  在以石灰為主要鈣質材料的料漿中，石灰的消解生成了Ca(OH)2，因此，石灰中A-CaO含量的多少及消解溫度，直接影響發(fā)氣速度。所以，以石灰為鈣質材料時，一般不另加堿液。

  （6）蒸壓加氣塊原料水泥品種對發(fā)氣速度的影響

  水泥的水化速度及水化熱影響鋁粉發(fā)氣，如果水泥中含有較多的鉻酸鹽，它會使鋁粉表面氧化，使發(fā)氣反應變得遲鈍，在這種情況下，可以使用少量硫酸亞鐵。但在石灰用量較大時，水泥的影響很小。

  （7）蒸壓加氣塊設備生產中石膏摻量對發(fā)氣速度的影響

  石膏會顯著延緩鋁粉的發(fā)氣過程，根據(jù)北京加氣混凝土廠的實驗，在水泥-石灰-砂蒸壓加氣塊中，當石膏用量是鋁粉重量的3倍左右時，鋁粉的發(fā)氣速度將延長5-8倍。若石膏用量更多時，鋁粉的發(fā)氣還將受到更嚴重的抑制。當然，這一關系也并不總是成正比關系發(fā)展下去。當石膏用量達到鋁粉用量的6倍以上時，抑制作用達到更大程度。因此，在使用石膏作調節(jié)劑的加氣混凝土中，石膏用量是否適當，不僅關系到制品性能，而且也是影響發(fā)氣過程的重要因素。

  

  （8）蒸壓加氣塊設備生產中外加劑對發(fā)氣速度的影響

  蒸壓加氣塊加工過程中某些外加劑對鋁粉發(fā)氣過程也有不同程度的影響，例如在化學脫脂劑中，平平加在20-30度的水溫下可以使鋁粉脫脂，獲得正常的發(fā)氣速度，但在40-50度的水溫下，雖然也能脫脂，但同時又使發(fā)氣速度比正常的情況有所減慢。

  水玻璃和某些強氧化劑能夠抑制鋁粉發(fā)氣。三乙醇胺和乙二醇等外加劑，在作為石灰消化抑制的同時，還可以起到促進鋁粉發(fā)氣的作用。而減水劑NNO則與此相反。

  （9）水料比對發(fā)氣速度的影響

  加氣混凝土料漿的水料比對鋁粉發(fā)氣過程有間接的影響。水料比太小，料漿太稠，其極限剪應力勢必偏大，因而氣泡不易成長和推動料漿膨脹，發(fā)氣過程遲緩甚至受阻。水料比太大時，料漿粘度太小，保氣性差，氣體容易浮升逃逸，已經形成的氣泡也容易合并、破裂，因而也對發(fā)氣過程有不良影響。

  蒸壓加氣塊設備生產中料漿稠化速度受那些因素影響

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（1）蒸壓加氣塊設備生產中水泥的品種和用量對料將稠化速度的影響

  蒸壓加氣塊生產中當水泥中氧化鈣含量（或更確切的是指C3S含量）高時，其水化速度快，凝結硬化也快。尤其在以水泥為主要鈣質材料的加氣混凝土料漿中，水泥的作用更為明顯。在使用以石灰為主的混合鈣質材料時，水泥對料漿的稠化速度不起主導作用，但水泥用量的增加，在一定程度上可以延緩稠化，而在坯體硬化過程中，能顯著提高坯體強度。

相同種類的水泥，甚至相同標號和相似化學成分的水泥，在加氣混凝土料漿稠化硬化過程中，效果可能很不相同。因此，生產中還應及時調整。

  （2）蒸壓加氣塊設備生產中石灰的性能和用量對料漿稠化速度的影響

  蒸壓加氣塊石灰原料中所含有效氧化鈣的數(shù)量和結晶狀況決定著石灰的消化溫度、消化時間和消化特性曲線。蒸壓加氣塊設備生產工藝中當以石灰為主要鈣質材料時，石灰的消化溫度、消化時間和消化特性曲線在加氣混凝土料漿的稠度、稠化速度和坯體的硬化方面起著重要的作用。一般的情況下，石灰消化越快，加氣塊料漿的稠化速度也越快，這是因為石灰消化時吸收了大量的水分并生成氫氧化鈣膠體的緣故。石灰的消化溫度對加氣混凝土料漿稠化速度有一定的促進作用。一般來說，消化溫度高，使料漿溫度也相應提高，可以進一步促進水泥和石灰的水化凝結，料漿稠化必然加速。生產實踐證明，使用高溫快速灰，料漿稠化過快，澆注穩(wěn)定性很差。

  當蒸壓加氣塊石灰原料用量高時，加氣塊料漿稠度大。稠化也快；用量小，料漿流動性好，稠化也較緩慢。在采取其它措施的情況下，可以有所改變。

  生石灰在運輸貯存過程中受潮后，一部分生石灰會消化成消石灰。含有消石灰成分的石灰，在消化溫度和速度方面比原來有所減小，人們利用這一現(xiàn)象，采取措施，從控制石灰中消石灰含量入手達到改變石灰消化特性的目的。

  （3）蒸壓加氣塊設備生產中料漿溫度對稠化速度的影響

  蒸壓加氣塊生產中，料漿的初始溫度（或稱澆注溫度）對料漿的稠化速度有重要影響，在使用石灰的各類加氣混凝土中，料漿溫度不僅對水泥的水化速度產生影響，更重要的是將影響石灰的消化進程。像大多數(shù)化學反應一樣。溫度越高。反應越快，無論是快速灰、中速灰還是慢速灰，其受初始溫度影響的規(guī)律性基本相同，即溫度高，反應快。同一種石灰，在不同的初始溫度下，其消化規(guī)律卻不同，即溫度越高，消化時間越短，消化溫度越高，而且消化曲線的的斜率越大。掌握料漿的初始溫度，控制料漿的升溫速度和料漿最終達到的最高溫度，不僅影響到料漿中各物料的化學反應和料漿稠化過程，還影響到氣泡的最終體積。例如當料漿溫度由40度升到70度時，，氫氣體積將膨脹11%以上，若每模坯體中鋁粉發(fā)氣產生的氫氣體積為2.5立方米時，則氫氣的總體積將膨脹約0.274立方米，如果在整個模具中存在溫度不均勻的情況。這種膨脹則可能給已經定形的坯體帶來不良的影響。

  （4）蒸壓加氣塊設備生產中水料比對稠化速度的影響

  無論哪種加氣混凝土，水料比都會對料漿的稠度和稠化速度產生重要的影響。在一般情況下，水料比小，料漿稠化過程中粘度增長的速度快，達到稠化的時間短，水料比大，料漿粘度增長速度慢，達到稠化的時間長。由于水料比的減小，料漿的堿度及堿度增長速度加強，因此水料比小的料漿其后期發(fā)氣膨脹速度可能會更快，而水料比大的料漿則前期膨脹較快。在實際生產中，水料比可能因為操作誤差造成波動而偏離原配方規(guī)定的值。如果是采用蒸汽在攪拌機內對料漿加熱，應注意蒸汽中的含水量和蒸汽冷凝水對料漿含水量的影響。必要時，應將這部分由蒸汽帶入的水量從配料中要求的總水量中扣除。

  （5）蒸壓加氣塊設備生產中石膏對料漿稠化速度的影響

  石膏對石灰的消化有抑制作用，因而使加氣混凝土料漿稠化時間延長。石膏過多時有可能影響氣泡的穩(wěn)定，發(fā)生冒泡和收縮下沉，甚至料漿不能稠化而發(fā)生塌模。

  （6）硅質材料的細度對料漿稠化速度的影響

  蒸壓加氣塊原料中硅質材料的細度是決定料漿需水量的重要因素。在相同水料比時，加氣塊硅質材料越細，料漿越稠。某些具有潛在水化活性的硅質材料如粉煤灰等，其細度越高。在料漿被激發(fā)時表現(xiàn)出的水化活性越大，料漿越容易因此而加速變稠，但應注意，隨著硅質材料細度增高，需水量也將增大，因此，靜停時間可能延長。

  （7）加氣塊輔助原料及外加劑的性能和用量對料漿稠化速度的影響

  不同品種的加氣混凝土，往往使用不同種類的輔助原料和外加劑，這些材料大多對加氣混凝土料漿的稠化過程有不同程度的影響。

  A、三乙醇胺  在水泥-礦渣-砂和水泥-石灰-粉煤灰加氣混凝土中，作為石灰消化速度的調節(jié)劑使用時，通過抑制石灰的消化，從而影響加氣混凝土料漿的稠化。

  B、堿液   在水泥-礦渣-砂加氣混凝土中，堿液既是鋁粉發(fā)氣的促進劑，雙是料漿稠度和稠化速度的調節(jié)劑，硼砂是水泥的緩凝劑，純堿在投入料漿的初期有降低料漿稠度的作用，以后又可促進水泥的水化和礦渣活性。促使料漿加速稠化。堿液對鋁粉發(fā)氣和料漿稠化速度都有影響。因此選擇適當?shù)挠昧渴呛苤匾摹?

  C、表面活性劑   使用在加氣混凝土中的表面活性物質，可以顯著降低料漿的表面張力，從而增加其流動性，不同的表面活性物質使料漿表面張力降低的情況有所不同。其中，可溶油、拉開粉使表面張力下降最多。但無論哪種表面活性物質，都不是隨其濃度的增加而使表面張力無限下降，而是有各自的極限。超過一定的濃度時，表面張力將不再降低。有的反而有所上升。

  不同的表面活性物質對石灰有不同的影響。其中皂素類表面活性劑對石灰的消化有明顯的延緩作用，因而也可以使料漿稠化推遲，原因可能是皂素分子吸附在石灰顆粒表面，形成單分子薄膜，對石灰與水的接觸起到一定的阻礙作用。

  使用廢漿不僅僅是為了利用廢料，而且廢漿是一種重要的調節(jié)劑。廢漿中含有大量的水泥和石灰的水化產物，具有較高的堿度和粘稠性，因此可以使新配制的加氣混凝土料漿的性能得到改善。不過一般認為，廢漿量超過5%時，料漿似乎過稠而對發(fā)氣不利，還可能使加氣混凝土坯體透氣性變差，容易在蒸壓養(yǎng)護時產生裂縫。

  廢漿加入到硅質材料中共同攪拌貯存或是共同磨細貯存，可以更有效地發(fā)揮廢漿的作用，在一定程度上促進硅質材料與氧化鈣的反應，甚至有可能生成某些硅配鈣水化物。因此，用這種方法使用廢漿時，加氣混凝土料漿的澆注穩(wěn)定性能得到明顯的改善。

  （8）蒸壓加氣塊設備攪拌工藝對料漿稠化速度的影響

  加氣塊設備攪拌工藝對料漿稠化的影響主要表現(xiàn)在攪拌強度和攪拌時間上，在有限的時間內，能否將加氣混凝土料漿充分攪拌均勻，水泥、石灰等膠凝材料能否均勻頒布到料漿的每一部分的微小空間，關系到料漿能否均勻地稠化和硬化。攪拌強度還可以對物料起到再分散的作用，防止結團，促進反應，改善料漿流動性。在生產中攪拌強度的差民對料漿均勻性和穩(wěn)定性有重要影響。

  加氣塊設備攪拌時間不僅關系到料漿的均勻性，而且在一定程度上決定著料漿澆注入模時的初始粘度，從而可以調整料漿稠化速度與鋁粉發(fā)氣速度之間的相互關系。當鋁粉發(fā)氣快，而料漿稠化速度較慢時，可以適當延長攪拌，使料漿稠化過程的起點高一些。反之，則可以適當縮短攪拌，以此降低料漿的初始稠度去適應鋁粉發(fā)氣的需要。

  在加氣塊設備對物料攪拌強度不夠的情況下，用延長攪拌時間的辦法來達到攪拌均勻的目的，當產生使料漿過稠時，應當首先改善攪拌機的工作狀態(tài)，有的操作人員無原則地隨意減少料漿攪拌時間或者提前加入鋁粉，則降低了料漿性能，破壞了氣孔結構。

  （9）蒸壓加氣塊特殊工藝措施對料漿稠化速度的影響

  在蒸壓加氣塊設備生產中，根據(jù)不同情況可以采取不同的工藝措施以解決某些具體的工藝問題，這些措施可能對料漿的稠度和稠化產生重要的影響。例如使用減少劑、促凝劑可以使料漿增稠；使用硫酸鈉可以促進發(fā)氣并加速料漿稠化，使用氟石膏則可促凝，當使用植物脫指劑時，其中的某些成份可以起延緩石灰消化，推遲料漿稠化的作用。有的工廠為了解決石灰消化快的問題，采取分二次加料的方法來消除漿升溫過快和溫度過高的現(xiàn)象。在這種情況下，第一批投入的石灰在料漿中消化放出熱量，使料漿溫度升高、粘度增大，但在連續(xù)的攪拌下并不能形成凝聚結構。第二投入的石灰，應當恰好為工藝的料漿初始溫度，即當?shù)诙覕嚢柰瓿珊?，料漿溫度適合澆注。這種方法澆注的加氣混凝土料漿一般都較稠，而且稠化時間早，但相對于一次加料的料漿來說，其稠化過程稍平緩些，基本上可以避免速凝。

  在水泥-石灰-粉煤灰加氣混凝土中，采用混合濕磨工藝，對改善料漿性能有顯著的作用。采用混合濕磨的加氣混凝土料漿，在發(fā)氣初期的30-40min內，粘度增長緩慢，從而發(fā)氣順暢，并且料漿懸浮性能好，無泌水現(xiàn)象，稠化較快，能夠較好地與鋁粉發(fā)氣過程相配合。摻入一定量的廢料漿，也有濕混磨的作用，坯體塑性強度發(fā)展也比較快，但也不是摻得越多越好。目前，加氣混凝土行業(yè)中，采用高鈣粉煤灰的較多，其生產特性類似于混合濕磨。

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