蒸壓粉煤灰磚的技術要求

為了滿足蒸養粉末磚生產的需要，jc239-2001年的一些性能指標需要較低，尤其是耐久性指標。為此,立足工程質量和安全需要,CECS256∶2009《蒸壓粉煤灰磚建筑技術規范》(以下簡稱《規范》)中,不僅要求蒸養粉煤灰磚和蒸壓粉煤灰磚的產品性能均符合JC239-2001的技術指標,而且對蒸壓粉煤灰磚提出了更高的要求。本文簡要介紹《規范》對蒸壓粉煤灰磚提出的技術要求,并就生產滿足《規范》要求的高性能蒸壓粉煤灰磚的生產工藝技術進行討論。1蒸壓粉煤灰磚的性能要求在《規范》的2.1.1條中,賦予蒸壓粉煤灰磚新的定義:“以石灰、消石灰(電石渣)或水泥等鈣質材料與粉煤灰等硅質材料及集料(砂)為主要原料,摻加適量石膏,經攪拌混合、多次排氣壓制成型、高壓蒸汽養護而制成的磚。”在《規范》的第三章,對蒸壓粉煤灰磚的性能提出了技術要求:(1)用于承重結構的蒸壓粉煤灰磚,除應滿足現行行業標準JC239-2001《粉煤灰磚》外,還應滿足《規范》的規定;(2)蒸壓粉煤灰磚的強度等級應為MU25、MU20、MU15;(3)承重磚的折壓比不應低于0.25;(4)蒸壓粉煤灰磚的質量吸水率不應大于20%;(5)蒸壓粉煤灰磚出廠時的干燥收縮值不應大于0.5mm/m;(6)蒸壓粉煤灰磚的抗凍性能應符合表1的要求;(7)蒸壓粉煤灰磚的碳化系數和軟化系數均應不小于0.85。另外,國家標準《墻體材料應用統一技術規范》(送審稿)對蒸壓粉煤灰實心磚規定了最低強度等級為MU15,碳化系數和軟化系數均不應小于0.85以及抗凍性能非采暖地區為F25、采暖地區為F50,折壓比(塊體材料抗折強度與其抗壓強度之比)見表2。2蒸壓磚本身產品質量的影響蒸壓粉煤灰磚在工程應用中出現不同程度的質量問題,其中最突出的是墻體裂縫及局部墻體耐久性問題。其原因是多方面的,但蒸壓磚自身產品質量問題是主要影響因素,該問題若不解決,勢必制約蒸壓粉煤灰磚在工程中的推廣和應用。為使蒸壓粉煤灰磚的產品質量滿足《規范》的要求,下面就蒸壓粉煤灰磚的原材料、配合比的合理選擇及生產工藝的基本要求進行討論。2.1原材料及其性能蒸壓粉煤灰磚所用原材料,主要有硅質材料粉煤灰、鈣質材料、石膏和細集料等,為保證產品質量,各種原材料均應滿足相應的技術要求。2.1.1聚合物建筑制品用粉煤灰的分級行業標準JC409-2001《硅酸鹽建筑制品用粉煤灰》規定,硅酸鹽建筑制品用粉煤灰按細度、燒失量、二氧化硅和三氧化硫含量分為Ⅰ、Ⅱ兩個級別(見表3)。科學實驗和生產實踐表明,用于生產高質量蒸壓粉煤灰磚的粉煤灰的化學組成,以符合表4要求為宜。2.1.2煤灰磚的原料配比鈣質材料有石灰、電石渣和水泥等,在高溫水化條件下與粉煤灰中的SiO2和Al2O3反應生成水化硅酸鹽和水化鋁酸鹽,從而使制品具有強度。生產蒸壓粉煤灰磚宜采用生石灰。生石灰質量技術要求見表5。當采用熟石灰或工業廢渣(如電石渣)時,應通過專門的工業性試驗確定。采用電石渣,其質量應符合表6的規定。2.1.3控制石膏中caso4含量石膏可采用天然石膏或工業副產石膏即化學石膏(脫硫石膏、磷石膏、氟石膏),可以是二水石膏、半水石膏或無水石膏,通常用二水石膏。石膏的CaSO4含量應不小于65%。在使用工業副產石膏時,除要求CaSO4含量符合要求外,對其中其他雜質應加以限制。如采用磷石膏時,要求P2O5含量不超過3%,采用氟石膏時,應先用石灰中和至微堿性,以保證其中HF含量極少。使用石膏干粉末時,細度要求為0.080mm孔篩篩余量≤15%。2.1.4工業廢水處理蒸壓粉煤灰磚應采用細集料,其粒徑>5mm~10mm的顆粒應不大于15%。可以采用天然細集料砂、人工細集料碎石屑,也可以采用尾礦、煤渣、液態渣、水渣等工業廢渣。在蒸壓粉煤灰磚中,集料是作為調整顆粒級配的粗顆粒,要求顆粒級配合理、粉料少,顆粒強度應高于設計制品強度,應使用干堆積密度大于750kg/m3的多種粒級組成的集料,按照顆粒緊密堆積原則進行粒級選擇,避免使用層理大、顆粒比表面積小、物理化學性質不穩定的集料。選用砂和碎石屑等細集料時,其質量要求與普通混凝土相同。對于工業廢渣則還有一定的化學成分要求(見表7)。2.2原料的選擇原則蒸壓粉煤灰磚的各項性能均取決于原材料中各種成分相互反應產生的水化產物及組成的結構,因此,在一定的工藝條件下,配合比是保證產品質量的關鍵。在確定配合比時,應考慮以下幾個問題:首先,要保證產品質量符合《規范》的規定,特別是強度和耐久性;其次,與已確定的各項工序條件相適應;第三,在滿足上述條件下,應盡量選擇石灰、石膏用量的下限,以降低產品成本;第四,原材料的選擇應符合因地制宜、就地取材的原則,優先利用各種工業廢渣。應特別強調的是,配合比中集料的摻量應足夠,其在磚內增加粗顆粒后,可增加透氣性減少磚坯的分層裂縫,提高磚的抗折強度。當所用原料確定之后,首先要取樣化驗分析。各種原料的性能達到制磚的技術要求后即可配料生產。在生產中原料產地一般不會變動,故其化學成分基本不變,但生石灰煅燒因素變化較大,要經常分析,將分析結果帶入公式求得合理配比。2.2.1降低降壓藥原料中粉煤灰提供硅、鋁組分。在原材料質量和其他工藝參數基本穩定,生石灰摻量相對不變的情況下,制品性能與粉煤灰(或砂子)的摻量有明顯關系。制品強度隨粉煤灰摻量增加而降低,隨著砂子摻量增加而提高,且制品密實度提高,干縮率隨之降低。中國建筑東北設計院和沈陽建筑大學的科研人員收集國內幾十家生產企業試驗資料并進行試驗研究表明:“當粉煤灰摻量大于約42%時,磚的抗折強度隨粉煤摻量的增加有下降的趨勢,而粉煤灰摻量小于約42%時,磚的抗折強度隨粉煤灰摻量的減少亦有下降的趨勢,這說明粉煤灰與骨料間存在合理匹配問題。曾對某企業摻灰量高達90%的磚(其抗壓強度試驗結果達到MU10級,而折壓比僅為0.16)進行了兩磚的對撞試驗,結果兩塊磚同時呈粒狀脆壞。對不同折壓比的蒸壓粉煤灰磚墻片進行的偽靜力(恢復力特性)試驗可明顯看出折壓比低(即抗折強度低)的磚墻開裂過早,且脆裂突然。”因此,為使蒸壓粉煤灰磚具有較高的抗折強度,以滿足建筑工程的質量和安全的需要,粉煤灰摻量不宜超過55%。2.2.2最佳acoa摻量的確定蒸壓粉煤灰磚的性能是由粉煤灰中的硅、鋁質成分與石灰中ACaO相互作用的結果,而石灰中的ACaO的含量是變動的,因此確定石灰摻量應以ACaO進行計算。石灰提供與硅、鋁組分發生作用的ACaO,并在水化時發熱,可促進石灰消化和有利于磚坯在養護前的強度增長。既要使磚具有高強度,又要具有較好的耐久和干燥收縮性能,最佳ACaO摻量不應低于10%,其最佳摻量范圍應為10%~14%。對于不同品質的粉煤灰,這個最佳摻量是不相同的,與SiO2和Al2O3含量有關。具體摻量應通過試驗確定。蒸壓粉煤灰磚的配合比中,石灰摻量的計算方法是根據上述的最佳ACaO含量范圍選定混合料中所需ACaO含量,以下式計算石灰摻量:石灰摻量=(混合料中所需ACaO含量/所用石灰中ACaO含量)×100%粉煤灰摻量(%)=100%-石灰摻量2.2.3抗凍性和摻量配料中是否摻石膏,應根據實驗決定。在所確定的工藝條件下,如果可達到預期的強度要求(包括抗壓強度和抗折強度),則可不摻石膏。石膏的摻入會形成鈣礬石。它具有良好的物理力學性能,但會使制品產生微膨脹,若數量過多則使制品崩裂而破壞,因此,其抗凍性一般會降低,所以在生產有抗凍性要求的粉煤灰磚時,應嚴格控制石膏的摻量。蒸壓粉煤灰磚的石膏(天然石膏或脫硫石膏)摻量以1%~2%(外摻)為宜。摻量過多,并不能有效提高強度,反而對碳化穩定性和抗凍性不利。使用磷石膏時,采用2%~3%為宜,氟石膏以1%為宜。石膏常采用外摻計量,即以石灰、粉煤灰之和為100%,外加石膏。2.2.4煤灰磚的原料砂、爐渣等集料主要起調整級配的作用,其摻量應以組成最佳顆粒級配為目標。一般來說,粉煤灰∶集料=(1.0~2.0)∶1.0。科學研究和生產實踐表明,生產高強度蒸壓粉煤灰磚,宜采用砂(或細石屑)作集料,砂既屬硅質材料,又是制品的骨料。石英砂制品較長石砂制品的物理力學性能優越。砂的顆粒級配好,孔隙率小,填充于孔隙中的膠結料就少。為降低磚的表觀密度,可適量摻入一些煤渣,但應保證磚的產品質量。2.2.5磚坯用量的影響水用量是影響蒸壓粉煤灰磚產品質量和成型工藝的重要因素。水量應保證在工藝過程中消化和形成水化產物的需要,還需保證成型時和易性良好。成型水分過多或過少都會使成型時產生“過壓”現象,易損壞壓磚機。另外,水分過少還會產生磚坯過厚,過多則易產生磚坯層裂。這些都會影響磚的外觀和質量,造成廢品。水用量與原材料性質、配合比、原料顆粒級配、消化方式、壓磚機型號等有關。當鈣質材料采用生石灰,集料采用煤渣時,配合比中的成型含水量應控制在19%~23%(絕對含水率)。它是原材料中所含水量與在攪拌、輪碾等工藝過程中加入水量的總和。當采用消石灰(電石渣)和砂作為集料時,成型含水量最低可降至8%。對于每一種具體的成型方法和一定配比的硅酸鹽制品,都存在一個最佳的含水量,可用實驗方法確定,并應盡量降低成型含水量。降低成型含水量是改善制品結構的有效途徑,同時采用相應的成型方法使之充分密實,可使制品的密實度和強度增加,從而減少孔隙和毛細管,提高其耐久性。2.2.6工廠配合比的確定由于原材料的品質不同,各廠采用的工藝流程和選用的設備不同,因此,對于某一具體工廠的配合比,根據上述一些原則,在初定配合比的基礎上,需通過半工業性試驗加以調整,最后予以確定。2.3生產工藝蒸壓粉煤灰磚的生產過程包括原料處理、混合攪拌、消化(陳化)、輪碾、磚坯成型、蒸壓養護和成品處理等過程,基本工藝流程見圖1。2.3.1制備細磨細的生石灰砂細(1)粉煤灰脫水。生產蒸壓粉煤灰磚可采用干排灰,亦可采用濕排灰。采用干排灰時可不進行處理,進廠后直接貯存于料倉中待用。采用濕排灰時,根據其含水量大小,選用不同脫水方法進行處理,使其含水率達到要求。電廠濕法排出的粉煤灰漿,含水率很高,粉煤灰與水的質量比(固液比)高達1∶20~1∶40,即含水率為95%~98%。要使水分達到制磚要求,含水率應為30%~33%,需經過兩級脫水。蒸壓粉煤灰磚在年產量為5000萬塊左右規模時,可采用濃縮-真空過濾法進行脫水處理。(2)石灰、石膏的破碎和磨細。采用塊狀生石灰時,需經破碎和磨細,其細度應達到一定要求,見表8。生石灰顆粒越細,與粉煤灰顆粒之間的反應越快,水化生成物也越多,產品的強度高,性能好。但也不宜磨得過細,因為磨細粉末耗電量大,使成本增加。對于不同消化工藝,細度要求可有所不同,由于地面消化時間長,磨細度要求可適當放寬。天然石膏為塊狀,需破碎、磨細后使用。其細度要求為0.080mm篩孔篩余量≤15%。石膏可經破碎后按比例配料,再與石灰一起磨細,也可按細度要求單獨磨細。石灰破碎、磨細時應注意以下幾點:石灰極易受潮消化,因此生石灰入場后應注意防潮,不應露天堆放,破碎、磨細過程中也要注意防潮;石灰破碎、磨細時,粉塵很大,應注意防塵;石灰粉磨時經常發生“粘磨”現象,研磨體表面會被一定厚度的石灰粉包裹而降低研磨效果,可摻入石灰量10%左右的碎磚(破碎的蒸壓粉煤灰磚塊)作為助磨劑,不但能消除或減輕“粘磨”現象,而且由于碎磚起晶坯作用,有利于提高磚的強度。(3)細集料破碎、篩分。采用砂、細石屑為細集料應剔除雜物及粘土,有時應進行清洗。采用煤渣、礦渣等工業廢渣作細集料時,渣中有時含有鋼鐵屑等夾雜物,在破碎前應剔除。通常采用磁選方法將鋼鐵屑除去。經磁選后符合表7要求的集料,當顆粒不能滿足需要時,再經破碎后篩分,選用符合要求者作細集料。2.3.2配方及計量控制要點配料的目的就是要使各種原料能均勻、準確地按配合比例相互混合。為此,選擇合適的計量方法、精確的計量設備與配料方式、保證物料的準確是必要的,而如何保證物料的均勻性,也應作為選擇配料方式的必要條件,尤其是對那些數量較少的原料的配料。如石膏的配料問題,在選用石灰、石膏混磨工藝時,如石灰采用機械連續喂料,而石膏采用人工間歇喂料的配料方式,則加入石膏時,不但要稱量準確,而且要做到加料時間間隔足夠短,保證石灰、石膏在磨中能混合均勻。否則,即使數量正確,也可能是不均勻的,將會造成石灰中石膏摻量有時不足、有時過量的現象,必然影響產品的性能。(1)配料精度要求。配料中,各種原料計量的允許誤差應達到表9的要求。(2)配料方式。配料方式有間歇式和連續式兩種。間歇式是以原料質量進行計量的,其稱量較精確,當原料變化,數量需要改變時,易于調整。但由于是間歇稱量,效率較低。常用設備有磅秤或電子秤等。在使用時,原料對磅秤刀口污染和灰塵對電子秤元件的損壞嚴重,需加強維修。否則,會影響正常生產。對于濕粉煤灰,由于黏性大,計量秤料斗不易下料,因此,不宜采用自動計量秤計量。連續式則根據計量設備不同有體積計量和質量計量兩種。體積計量是以原料體積進行計量,其設備簡單,但受材料含水率、粒度等因素的影響大,計量精度差。而且配比改變時,調整也困難。常用的設備有調速螺旋給料機、電磁振動給料機、圓盤給料機、葉輪給料機和膠帶給料機。2.3.3攪拌時間及加水量混合料攪拌的作用是使混合料混合均勻,這是使產品獲得預期質量和質量均勻的基礎。攪拌方式有連續和間歇兩種。選用哪種方式,應從整個生產過程協調考慮和確定。當生產中采用間歇式攪拌時,多選用質量配料法,用自動計量秤計量。連續攪拌可選用雙軸攪拌機、快速雙軸攪拌機等,從攪拌機一端的上方進料,從另一端槽下開口卸料,在進料端部有水管加水,物料在機內停留時間(攪拌時間)可通過機內絞刀角度適當調節,但一經確定,不宜改變。間歇攪拌可采用砂漿攪拌機和渦輪強制攪拌機。后者攪拌作用強烈,混合料質量均勻。間歇攪拌時,攪拌時間可根據需要隨時調節。攪拌時間:雙軸攪拌機一般為1.8min,間歇式攪拌機一般為2min~3min。攪拌加水量應滿足生石灰消化及磚坯成型對水量的要求。攪拌時加水應盡量將磚坯成型所需水量一次加足,使碾壓中不再加水或少加水。因為攪拌后混合料經消化,水分可以充分滲入物料中,而碾壓中加入的水分,往往較多地留在顆粒表面,如加水過多,則不利于磚坯成型,也不利于磚強度的增長。同時,應嚴格控制加水量。攪拌加水量過少,會造成石灰消化不充分,達不到消化目的;加水量過多,混合料在消化時易“結倉”(混合料粘結在一起,無法出料),不能正常生產。2.3.4混合料的消化各種物料經過配料攪拌制成混合料后,生石灰會吸收混合料中的水分,生成Ca(OH)2,這個過程就是消化過程。消化的作用:一是使生石灰充分消解,以便各原料之間進行反應;二是提高混合料的可塑性,便于成型,這個作用稱為“陳化”。消化時間過短,會使生石灰消解不完全,在蒸壓養護時繼續消化,造成磚坯開裂,嚴重影響產品質量;消化時間過長,很容易造成混合料結倉,而且影響生產周期,降低經濟效益。在使用電石渣等消石灰作原料時,雖然不需消解過程,但經過一段時間“陳化”,使Ca(OH)2溶液滲透到粉煤灰和煤渣等細集料顆粒內部,增加混合料的可塑性,提高坯體成型性能是非常必要的。消化方式有料倉消化和地面消化兩種。(1)料倉消化。料倉消化時將混合料放在消化倉內進行消化。按其操作方式又分間歇式和連續式。間歇式消化分進料、靜置消化(按消化要求所需時間靜置)、出料等三個階段。其缺點是易造成“結倉”,影響生產,同時當倉頂進料時,易發生顆粒分離現象,影響磚的質量。連續式消化的操作不分階段,連續作業。混合料由頂部連續進料,底部連續出料。物料在倉內邊移動邊消化。物料在倉內移動的時間,正好相當于消化所需時間,這個時間可由料倉底部圓盤給料機調節。這個方法較間歇式為優,但耗電量大。料倉消化可將石灰消化時放出的熱量積蓄起來,消化時溫度高,可加速消化過程,還可促進過燒CaO、過燒MgO提早在消化倉內吸水消化,消除磚的質量隱患。(2)地面消化。地面消化時將攪拌好的混合料放置于庫房內地面上進行消化。與料倉消化比較,由于保溫效果差,消化所需時間長,需較大的堆放面積,故一般產量較大時,不宜采用。但陳化效果好,混合料質量高。(3)消化時間。采用生石灰消化時,兩種消化方式的消化時間為料倉消化1.5h~4h,地面消化8h~16h。采用消石灰(包括電石渣)為原料時,消化時間為35min左右。混合料消化時間除與消化方式、原料有關,還應根據原料磨細度、氣溫等因素進行調節。2.3.5空氣輪淤成型混合料消化后采用輪碾機進行碾練,主要起壓實、活化和均化作用。輪碾碾練能提高混合料的活性和均化程度,并使物料中大部分空氣排除,有利于提高極限成型壓力和坯體密實度,從而提高制品的強度,對于保證磚坯和產品質量有重要的作用。粉煤灰是一種多孔結構的物料,其孔隙率高達65%~75%,因此,在粉煤灰顆粒內部和顆粒間存著在大量的空氣。在成型過程中一部分空氣排出磚坯,而另一部分則被壓縮會產生較大的反作用力,并使磚坯加壓結束時產生強烈的回彈作用。通過輪碾可以排出物料中的一部分空氣,使其更加密實,并避免磚坯分層和開裂。根據實測,未經輪碾的混合料,其極限成型壓力為16MPa,而輪碾后的則為24MPa,這就足以證明輪碾可提高混合料的成型性能。此外,輪碾也可將粉煤灰顆粒孔隙內的部分水分擠出,使其分布在顆粒表面,增加塑性,降低成型用水量。根據試驗資料,用于輪碾的混合料成型水分明顯降低,可提高磚的質量。當用礦渣和爐渣作集料時,對礦渣和爐渣而言,輪碾的作用主要是活化,這是由于物料通過碾磨和破碎,出現了新的表面,增加了水化表面積,加強了水化作用,使水化產物增多,有利于提高磚的強度。影響輪碾效果的主要因素之一是碾輪的質量。碾輪質量不同,輪碾效果也不同。影響輪碾效果的另一重要因素是輪碾時間。試驗表明,無論是采用?1600mm×370mm的輪碾機,還是采用?1600mm×400mm的輪碾機,輪碾5min后再延長時間,對提高磚強度的作用不大。經驗表明,對于?1600mm×450mm的輪碾機,當每次的加料量為400kg~600kg時,其輪碾時間為5min~6min。2.3.6無分層壓制成型坯體成型的目的是將混合料加工成所需規格的磚坯。磚的質量很大程度上取決于磚坯的質量,通常情況下磚坯越密實,體積密度就越高,最后成品的抗壓強度也會越高。蒸壓粉煤灰磚成型采取半干法,壓磚機壓制成型。成型的要求是:磚坯外形尺寸達到標準要求,減少層裂和缺陷,外觀完整,具有足夠的密實度。成型應選用大噸位、高壓強自動液壓壓磚機實行雙面多次排氣壓制成型。其加壓時間長,壓制過程中有排氣階段,因而可消除磚坯分層,提高磚坯密實度和產品強度。以往蒸壓粉煤灰磚生產中發生的磚坯側面分層裂縫,其原因除配合比中粉狀物料過大外,主要是壓磚機的壓力較小,壓制時間太短,無排氣過程等設備和工藝問題。首先是當壓磚機壓力卸去后,磚坯內的氣體無法排除,坯體發生“回彈”造成的。因此,在采用大噸位液壓壓磚機時,配合比中一定要有足夠的集料,以提高磚的抗壓和抗折強度,提高磚的耐久性能和減小干燥收縮。成型好的磚坯碼放在養護小車上,由輕便軌道推送至靜停線上,排成一列(一釜的裝載量)后,由牽引車或卷揚機牽引入釜。養護小車臺面應平整,剛性要好。每次使用前應對小車臺面進行清掃,不得有粘著物料,以免在運送過程中,由于磚坯堆碼不平而造成斷裂。小車軌道接頭要求平整,以免運輸時小車振動,造成磚坯損傷。2.3.7干熱靜停和高壓蒸汽養護(1)靜停。磚坯在蒸壓養護前,需要放置一段時間,稱作靜停。目的是使磚坯在蒸壓養護之前達到一定的強度,以便在蒸壓養護時能抵御因溫度變化和水分遷移產生的應力,防止磚坯裂縫。靜停分自然靜停、濕熱靜停和干熱靜停。自然靜停:將磚坯放在車間內進行自然干燥,使其具有一定的初始強度。自然靜停的時間長短,受自然環境溫度影響,夏季可縮短,冬季需延長。它比濕熱靜停和干熱靜停時間長,因而延長了生產周期,增加了養護設備和運坯工具。它只適用于天氣炎熱的地區,磚坯含水較小時采用。濕熱靜停:將磚坯置于專門的靜停室內,通入蒸汽,在50℃~60℃下靜停3h~7h。磚坯的強度增長主要由環境溫度決定,提高環境溫度可大大縮短靜停時間。干熱靜停:將磚坯置于專門的干熱靜停養護室內,室內設有干熱管道,蒸汽通入干熱管道內,通過干熱管散熱加熱空氣,使磚坯脫水而獲得一定強度。干熱靜停溫度為50℃左右,靜停時間為20h~30h。與濕熱靜停比較,干熱靜停升溫慢,周期長,生產效率低。這種靜停方法適用于磚坯水分較大者,一般成型水分在25%以上時才采用。(2)高壓蒸汽養護。高壓蒸汽養護既提供了激發活性所必需的溫度,又提供了反應所必需的濕度和壓力,加速了坯體粉煤灰中的硅、鋁質組分和石灰中的ACaO之間的水化和水熱合成反應,生成具有強度的水化產物,增加制品的結晶度,縮短硬化時間,獲得一定強度和各種性能,最終形成產品,得到各項性能均符合產品質量標準要求的蒸壓粉煤灰磚。就養護而言,磚各項性能的優劣,主要決定于養護壓力(溫度)的高低,以及養護時間的長短。壓力(溫度)高,反應充分,各項性能都較好。同時,磚養護壓力(溫度)高時,得到相同強度所需的養護時間也可相應縮短。養護壓力對制品性能的影響:粉煤灰磚的高壓蒸汽養護壓力愈高則溫度愈高,在相同的養護時間條件下,磚的強度愈高、干燥收縮值也愈小。表10給出了高壓蒸汽養護和常壓蒸汽養護以及高壓蒸汽養護的養護時間相同壓力不同時,磚力學性能及干燥收縮的實驗結果。從表10可看出:采用高壓蒸汽養護,在相同的養護時間條件下,隨著養護壓力的提高,磚抗壓強度隨之提高,干燥收縮值隨之降低。同時還可看出:高壓蒸汽養護及養護制度對硅酸鹽制品的物理力學性能有較大影響。不同養護時間對制品力學性能的影響:對于每一個蒸壓養護壓力,都存在一個最佳的蒸壓養護時間,在相應的養護時間下,對應的強度最高。例如對于粉煤灰硅酸鹽制品,在計示壓力784kPa時,最高強度經16h達到;1568kPa時,經5h達到;2058kPa時,經3h達到。顯然,粉煤灰磚的蒸壓養護壓力越高,達到最高強度所需時間越短。另外從表10中可以看出,磚強度的增長速度隨著養護壓力的升高而加速,其原因在于加速了水化反應的速度。那么超過最佳蒸壓時間,同樣會使由CSH(Ⅰ)向托勃莫來石轉化的水化反應速度加快,致使養護壓力愈高,當強度出現峰值后下降速度愈快。因此,當采用較高養護壓力時,可縮短并且應更嚴格地控制養護時間。確定采用什么樣的養護制度,應從制品的強度、蒸壓釜的生產率和造價幾個方面考慮。過去一些工廠采用的蒸壓釜工作壓力較低,盡管磚的強度能夠達到標準的規定,但磚的干燥收縮值較大,耐久性較差,這是造成蒸壓粉煤灰磚使用時墻面裂縫較多的原因。近些年的科學研究和生產實踐表明,為使磚的強度、干燥收縮和耐久等性能同時滿足要求,蒸壓粉煤灰磚蒸壓養護的飽和蒸汽壓力宜為1.0MPa~1.5MPa。養護中升溫、降溫速度不當,磚坯會產生裂紋,影響外觀質量。粉煤灰磚蒸壓養護的工藝參數參見表11。3利用工業廢水生產蒸壓粉碳灰磚的示例通過利用粉煤灰、電石渣和廢石屑等工業廢渣生產蒸壓粉煤灰磚的實例,就配合比與產品性能的關系進行討論。3.1原材料的配合比產品的性能3.1.1硅鋁土的化學成分(1)粉煤灰。粉煤灰細度為0.080mm方孔篩篩余12%,硅鋁比SiO2/Al2O3=3.22,其化學成分見表12。(2)電石渣的主要化學成分見表13。(3)其他。石膏采用化學石膏,集料采用廢石屑。3.1.2壓粉煤灰磚的配比采用粉煤灰、電石渣、廢石屑和化學石膏,確定了9種不同的配比生產蒸壓粉煤灰磚,其配比及產品性能見表14。這里需要說明的是,由于所進行實驗研究的抗凍性能試驗是按GB/T2454-2003規定的方法進行的,與《規范》的規定有較大差異,因此本文未列出抗凍性能試驗結果。3.2討論3.2.1灰與集料之比由表14中的樣1~樣5可以看出:當粉煤灰摻量不變均為50%時,電石渣摻量由16%,按2%遞減至8%,則ACaO在粉煤灰與電石渣混合料中的含量遞減,依次為15.78%、14.24%、12.6%、10.85%、8.98%;廢石屑摻量由32%,按2%遞增至40%,粉煤灰與集料之比遞減,依次為1.56、1.47、1.39、1.31、1.25。磚的強度和抗碳化性能均呈下降趨勢,干燥收縮性能提高。磚強度的降低是由于電石渣摻量減少,導致ACaO含量減少,致使膠凝物質減少造成的。表明磚的強度在一定范圍內與ACaO在粉煤灰和電石渣混合料中的含量呈正相關。而干燥收縮值的降低即干燥收縮性能的提高,則是由于集料的增加,使粉煤灰與集料之比值降低,而提高了磚的干燥收縮性能。表明磚的干燥收縮性能同粉煤灰與集料之比呈負相關,即比值增大干燥收縮性能下降。抗