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宁波杭州嘉兴厂家:淤泥陶粒及其加气砌块技术性能改良研究


宁波杭州嘉兴厂家:淤泥陶粒及其加气砌块技术性能改良研究

为了解决淤泥陶粒加气砌块自重大、强度不足及热工性能不稳定等问题,通过分析陶粒及粉煤灰掺量对加气砌块性能的影响,采用在淤泥中加入掺合料来改变陶粒配方、调整加气砌块配合比及改进生产工艺等来调整淤泥陶粒加气砌块的技术性能。实验结果表明:钢渣粉和淤泥制备的陶粒,与掺加适量的粉煤灰配制出的加气砌块技术性能最佳,且符合现行国家标准。按照研制的淤泥陶粒及其加气砌块改良方案,实际生产的淤泥陶粒加气砌块质量得到了很大提高。

宁波杭州嘉兴厂家:淤泥陶粒及其加气砌块技术性能改良研究

淤泥陶粒加气砌块中的陶粒是以河道淤泥、水塘淤泥为主要原料,并加以一定量的辅料、外加剂,经造粒、焙烧而成的一种轻质骨料。此种陶粒既可以消耗大量的淤泥,减少淤泥污染环境,变害为利、变废为宝,且处理成本低;另外,用其配制的加气砌块具有密度小、强度高、导热系数小等优点。作为一种绿色低碳建筑材料,已经在房屋建筑、保温隔热、环保滤料等方面开始了广泛使用。
但是,目前大部分生产企业普遍面临着淤泥陶粒自身强度不足、陶粒与浆体粘结不牢、砌块内部蜂孔多等产品质量问题,这些问题在一定程度上影响着淤泥陶粒加气砌块的应用和推广。
1淤泥陶粒加气砌块制备现状
1.1淤泥化学成分及物理性质
1.1.1淤泥化学成分淤泥取自金华市婺江河道,主要成分由SiO2、A12O3、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O和K2O等组成,采用淤泥陶粒是以河道或水塘淤泥作为生产原料,经过干燥、均化、发酵、制球、预热、焙烧而成
加气砌块配制淤泥陶粒加气砌块由陶粒、水泥、粉煤灰、水、发泡剂等原料组成,并经过拌合、振捣、成型、养护和切割而成,其生产配合比见表5。
1.3.2加气砌块技术性能根据《蒸压加气砌块性能试验方法》(GB/T11969-2008),对加气砌块的干密度、吸水率、抗压强度、导热系数等性能试验
生产制备的淤泥陶粒吸水率偏大,筒压强度偏低,堆积密度接近于标准值的上限;而表6中加气砌块干密度偏大,抗压强度偏低,淤泥陶粒在加气砌块中的分布不均,陶粒与浆体粘结不牢,砌块内部蜂孔多等。这些缺陷和病害是目前大部分生产企业普遍面临的难题,它们在一定程度上影响着淤泥陶粒加气砌块的应用和推广,所以迫切需要对淤泥陶粒及其加气砌块的生产配方、方法及工艺进行优化和改良,以提高产品的生产质量和应用效果
淤泥陶粒加气砌块性能的影响因素分析
2.1.1淤泥陶粒对砌块性能的影响淤泥陶粒的性能、级配、形状等不同会导致加气砌块的密实度不同,进而影响其强度。陶粒堆积密度的大小及陶粒掺量的多少对所生产加气砌块的密度、强度等有着显著的影响,一般加气砌块的密度、抗压强度随着陶粒堆积密度和掺量的增大而增大。
2.1.2粉煤灰掺量对加气砌块性能的影响在陶粒加砌块中掺加粉煤灰会发生活性、微集料及形态效应,能够减少泌水和离析现象,改善加气砌块的和易性、密实度和热工性能;同时掺入粉煤灰可以降低水泥用量节约成本,还可增加发泡浆体稠度,保持浆体与陶粒的稳定结合。
2.2淤泥陶粒制备技术改良实验在以淤泥为主体原料的基础上分别加入粉煤灰、钢渣粉、废玻璃粉等掺合料,按不同配比制成一定粒径试样,经240min以上105°C烘干、10min的不同焙烧温度焙烧,试制新型淤泥陶粒并进行性能粉煤灰有一定的助熔效果[2],随着粉煤灰掺入量的增加,陶粒的焙烧温度呈逐渐降低趋势,且随着焙烧温度的升高,陶粒技术性能具有堆积密度增大、筒压强度提高和吸水率下降的趋势;当粉煤灰掺量为40%时,在1200°C下焙烧10min,烧制出陶粒最佳。
另外,考虑到粉煤灰中的CaO含量较高,对其掺入淤泥中烧制的陶粒经沸煮试验,无碎裂、无粉化,表明粉煤灰与淤泥陶粒的安定性良好。
采用改良实验确定的最佳配方和烧制工艺参数所制备的不同类型淤泥陶粒,在生产配合比的基础上改变水泥和粉煤灰的相对用量,配制不同类型的淤泥陶粒加气砌块。根据《蒸压加气混凝土砌块》(GB11968-2006)对其干密度、吸水率、抗压强度、导热系数及蓄热系数等进行试验
陶粒加气砌块的导热系数在0.11~0.15W/(m·K)之间,符合国家标准。并对三种不同类型陶粒的加气砌块比较,其中钢渣粉与淤泥陶粒加气砌块1m3的质量比按陶粒∶水泥∶粉煤灰∶水∶发泡剂为340kg∶205kg∶205kg∶185kg∶0.4kg配制的导热系数相对最低。

陶粒加气砌块的蓄热系数在2.84~3.31W/(m2·K)之间,符合国家标准。并对三种不同类型陶粒的加气砌块比较,其中钢渣粉与淤泥陶粒加气砌块为1m3的质量比按陶粒∶水泥∶粉煤灰∶水∶发泡剂为340kg∶205kg∶205kg∶185kg∶0.4kg配制的蓄热系数相对最高。

宁波杭州嘉兴厂家:淤泥陶粒及其加气砌块技术性能改良研究

2.4陶粒的改良结果经过对纯淤泥陶粒、粉煤灰与淤泥陶粒、钢渣粉与淤泥陶粒、废玻璃粉与淤泥陶粒分别按照不同配合比制备的加气砌块,分别检测其干密度、质量吸水率、抗压强度、导热系数、蓄热系数等技术指标,发现钢渣粉与淤泥陶粒的干密度、抗压强度和蓄热系数高,导热系数和质量吸水率小。
用钢渣粉与淤泥干质量比为1∶9制备陶粒,以及用其1m3的质量比按陶粒:水泥∶粉煤灰∶水∶发泡剂为340kg∶205kg∶205kg∶185kg∶0.4kg配制的加气砌块,对应的比强度和性价比也相对最佳
彻底剔除淤泥和钢渣粉中的杂质,粉碎和细化大颗粒,钢渣粉与淤泥按1∶9配比,采用机械拌合均匀,堆放在现场并用塑料薄膜覆盖,使其自然发酵7d以上,混合土料含水率控制在25%~35%之间,对辊制球后,生球表面光滑即可。按此严格控制生产原料品质,提升产品质量等级。
3.2加强陶粒烧制精细程度将实验制备工艺向窑厂生产工艺换算和试制制定窑厂生产方案。在现场小窑中预热,温度270~300°C,转速以350r/h左右,时间控制在30min以上;在现场大窑中焙烧,温度1050~1150°C,转速以750~850r/h,时间控制在10min以上。烧制温度与时间在产品生产线上自动化控制。由于生球在窑中动态烧制,受热均匀,氧化充分,所烧成陶粒比实验室的质量好且易于操作。
3.3加气砌块生产工艺调整根据实验所得的加气砌块最佳配合比,测算陶粒预湿的含水率,并结合陶粒、发泡浆体、粉煤灰的性能换算生产配合比;确保各种原材料质量合格,投放量误差控制在±1%以内;在保证拌和物基本密实的情况下,振捣时间控制在20~30s为宜,调整陶粒级配与粒径;在温度55~65°C、湿度60%~65%的常压蒸汽养护24h,强度达到2.0MPa以上脱模,再继续养护2d后,强度达到2.5~3.0MPa用全自动机械切割而成相应规格的加气砌块
结语
在以淤泥为主体原料的基础上加入粉煤灰、钢渣粉及废玻璃粉等掺合料,并调整淤泥陶粒加气砌块的配合比及生产工艺,经过实验研究验证,生产技术改良后的钢渣粉与淤泥陶粒及其加气砌块的技术性能指标得到了提升,而且研制的陶粒堆积密度为300~500kg/m3,表观密度为600~1000kg/m3,筒压强度在2MPa以上;制备的加气砌块干密度小于750kg/m3,砌块强度在7MPa以上,导热系数在0.12W/(m·K)以下,蓄热系数3.00W/(m2·K)以上,表面吸水率在15%以下,既达到了国家标准又实现了生产技术改良,促进了淤泥陶粒及其加气砌块在我国新型绿色低碳建材市场上推广应用,将会获得更大的经济效益、社会效益和环境效益

淤泥陶粒加气砌块匀质性的技术改良与应用研究
:为了解决淤泥陶粒加气砌块生产过程中陶粒上浮造成的匀质性劣化问题,通过理论分析加气砌块中淤泥陶粒上浮的现象和机理,实验探析淤泥陶粒加气砌块的匀质性及其影响因素及规律。研究结果表明,通过调整陶粒级配与粒径、对吸水率较大的陶粒预湿、控制水胶比、掺入适量引气剂及缩短振动时间等,可以有效减少陶粒上浮,改善加气砌块的匀质性,促进淤泥陶粒加气砌块生产技术和应用性能改良。关键词:淤泥陶粒;加气砌块;匀质性;技术改良
为了解决淤泥陶粒加气砌块生产过程中陶粒上浮造成的匀质性劣化问题,通过理论分析加气砌块中淤泥陶粒上浮的现象和机理,实验探析淤泥陶粒加气砌块的匀质性及其影响因素及规律。研究结果表明,通过调整陶粒级配与粒径、对吸水率较大的陶粒预湿、控制水胶比、掺入适量引气剂及缩短振动时间等,可以有效减少陶粒上浮,改善加气砌块的匀质性,促进淤泥陶粒加气砌块生产技术和应用性能改良。
淤泥陶粒加气砌块是一种新型绿色低碳墙体块材,它以河道或池塘淤泥烧制的陶粒作为粗骨料,用水泥和粉煤灰为胶凝材料,加入发泡剂并辅外加剂等混合搅拌,借助大型组合模具浇注成型和常压蒸汽养护,最后由全自动机械切割而成。
淤泥陶粒消耗大量淤泥,实现变害为利、变废为宝,而且加气砌块有自重轻、轻质高强、保温隔热性能好及施工方便等优点。但是,陶粒加气砌块在拌合和浇注时陶粒易上浮,使得加气砌块呈现结构上的不均匀,从而降低了自身的强度和耐久性,所以研究消除陶粒上浮现象改善匀质性具有较高的理论和实践应用价值。1淤泥陶粒加气砌块匀质性问题1.1陶粒上浮现象在淤泥陶粒加气砌块生产过程中,陶粒上浮和浆体下沉造成拌和物中陶粒分布不均匀,出现加气砌块的上下分层现象。
同时,由于浆体泌出的水向上分离,而且分离的水在向上运动的过程中,一部分会遇到相对较大的陶粒并受到阻碍,即在陶粒下面形成一个水囊;另一部分没有受阻碍会一直上升至拌和物的表层,在其蒸发后则形成空洞,成为加气砌块最薄弱的部位,这也是加气砌块渗漏水
淤泥陶粒加气砌块结构的不均匀主要是由于其组成成分的密度不同,在拌合和浇注时发生了相对运动,从而导致分层离析。陶粒加气砌块拌合物基本组成是陶粒、水泥、粉煤灰、水、发泡剂及外加剂等,在凝结硬化前,拌合物处于固液两相状态,可看作是陶粒在浆体中的悬浮体
陶粒对匀质性的影响在配制加气砌块的生产过程中,陶粒是一种轻质骨料出现上浮而造成加气砌块匀质性劣化,分析陶粒粒径、粒型对匀质性的影响,试验结果见表4。由表4可见,陶粒最大粒径越小,流动性低,分层度也越小;而且同一粒径,碎石型比圆柱型的分层度小。说明陶粒粒径和粒型对拌合物的匀质性影响比较敏感,所以在配制大坍落度陶粒加气砌块时,要选择适宜粒径和粒型的陶粒。
2.2.2陶粒预湿程度对匀质性的影响陶粒内部呈多孔结构,具有一定的吸水性。由于预湿条件不同,陶粒含水率不同,陶粒与浆体间的密度差也不同,影响拌合物的匀质性
陶粒预湿时间越长,分层度越小,匀质性改善越明显;经分析对于大吸水率陶粒来说,对其进行预湿处理是降低分层离析和改善匀质性的有效途径。另外,预湿可以提高初始坍落度,并且可以抑制坍落度损失。
2.2.3水胶比对匀质性的影响根据陶粒上浮机理分析,改变拌合物的水胶比,浆体的粘性系数将发生变化,从而影响了匀质性。
拌合物水胶比不同会给匀质性带来较大影响,由0.35到0.55分层度有5.3%的差值,这是因为水胶比越大,浆体越稀,粘度减小,陶粒越容易上浮
加入引气剂后,分层度得到了改善,而且掺量越高,分层度越小;不同品种的引气剂,作用效果有所差异,K-12效果优于JL-18。
2.2.5振捣时间对匀质性的影响振捣为了使加气砌块内部均匀密实,振捣时间长短会给匀质性带来明显差异,拌和物振捣时间不同其分层度明显不同
拌合物振捣时间越长,分层度越大。所以在保证拌和物基本密实的情况下,尽量减少振捣时间;结合表4、表6可见,在对流动性无严格要求时,尽量减小拌和物的坍落度[3]。
3淤泥陶粒加气砌块匀质性改善措施3.1改善淤泥陶粒淤泥陶粒的粒径、粒型及吸水率对匀质性均有较明显的影响,在条件允许的情况下,尽量选用碎石型、小粒径的陶粒。但是粒径过小需浆量就会增加,流动性也会降低,造成生产成本增加和施工难度加大。根据试验研究结果,陶粒最大粒径以16mm为宜,并且对吸水率大的陶粒进行预湿处理会明显改善匀质性,预湿时间在8h以上为宜。
3.2控制水胶比淤泥陶粒加气砌块拌合物的水胶比不同会对匀质性带来一定的影响,水胶比较小时,浆体的粘度系数增大,陶粒分层离析程度相对较小。所以在满足流动性和密实度要求的情况下,尽量控制最大水胶比。从实验数据得出,水胶比控制在0.35~0.4为宜。
3.3掺入适量引气剂引气剂能使加气砌块中引入微小密闭且均匀的气泡,降低浆体密度,且能提高浆体黏度,对匀质性改善效果很明显,可在小掺量下获得流动性大和匀质性良好的拌和物,而且不同品种的引气剂所产生的效果不同[2],其中K-12引气剂改善匀质性的效果较好,考虑到生产的经济性,建议K-12引气剂的掺量为水泥用的0.6%~0.9%为宜。
3.4控制振捣时间对于陶粒加气砌块拌合物,振捣即可使其内部密实,又极易使其严重分层离析。所以要比普通混凝土加强振捣控制。结合最佳振动时间理论,在保证拌和物基本密实的情况下,缩短振捣时间,减小振幅,加大频率。结合实验研究和实践检验,一般陶粒加气砌块拌合物的振捣时间控制在20~30s为宜。
4结语淤泥陶粒加气砌块中陶粒上浮易造成拌和物上下分层,导致混凝土匀质性变差,进而使加气砌块强度和耐久性等性能劣化,从而影响轻骨料混凝土推广应用。
本文从影响陶粒加气砌块匀质性的因素出发,研究了陶粒粒径、水胶比、引气剂、振动时间等对拌和物匀质性的影响。研究结果表明,在保证拌和物基本密实的情况下,通过尽量缩短振动时间、掺入适量引气剂、调整陶粒级配与粒径、控制水胶比及对吸水率较大的陶粒预湿等,可以有效减小陶粒在浆体中上浮的现象,改善陶粒加气砌块的匀质性,使其潜在强度得到更大的发挥,从而促进陶粒加气砌块生产技术和应用性能改良