
無水泥粉煤灰加氣砼澆注穩定性
發布時間: 2008-03-07 00:00 查看: 3026次
前 言
無水泥粉煤灰加氣砼的生產,和其它加氣砼一樣,同樣存在一個澆注穩定性的問題。眾所周知,所謂澆注穩定性,就是在料漿澆注到模具以后,料漿膨脹和稠化的整個過程,也就是料漿的稠化速度和鋁粉發氣速度,同步進行相互匹配的過程。
在料漿澆注到模具后,料漿中的固體顆粒被大量的水所分開,料漿較稀,極限剪應力較小,而鋁粉在氧化鈣與水反應后,生成氫氧化鈣,與其反應后產生的氫氣氣泡不斷長大,推動料漿膨脹。此時只要料漿有一定粘度,并且稠化速度跟的上鋁粉的發氣速度,料漿就會順利膨脹,整個料漿體系就處于一個穩定狀態。反之,料漿稠化太慢,料漿中固體粒子下沉速度過快,將使料漿出現嚴重泌水,此時料漿上部極限剪應力不但不上升,反而徘徊下降,此時氣泡大量合并上浮,從而引起整個料漿體系的不穩定,導致沸騰塌模。導致澆注不穩定的因素有很多,筆者試圖從石灰、粉煤灰等原材料的特性找出原因及改進措施,供生產企業參考。
1、石灰的影響
根據石灰在料漿中所發生的物理化學反應,主要起兩個作用,一是使料漿稠化和鋁粉發氣膨脹,并促進制品坯體強度的形成。二是在濕熱處理階段,與二氧化硅等,在水熱合成條件下生成加氣砼所需的強度組份。以澆注穩定性的角度分析,影響加氣砼生產過程中澆注穩定性的是在澆注的初期階段,即料漿澆注入模后,生石灰與水作用生成氫氧化鈣,并放出大量水化熱,使整個料漿系統溫度升高,堿性增大,為料漿的稠化和鋁粉發氣提供了一個必要的條件,特別值得注意的是生石灰的消解溫度、消解時間、氧化鈣的含量,對整個料漿系統的溫度增長速度和稠化速度起著決定性的影響。如所采用的生石灰消解時間太短,生石灰過快消解,使料漿稠化速度加快,此時如料漿中鋁粉反應尚未結束,料漿已經稠化或過于稠化,而使整個料漿膨脹系統處于不穩定狀態,即產生憋氣,局部冒泡,以及裂縫等缺陷;反之如生石灰消解時間太長,在料漿尚未達到維持氣孔結構的稠度之前鋁粉已反應完畢,氣泡合并上浮,即造成沸騰塌摸。在料漿膨脹的后期,石灰的凝聚結構基本形成,料漿變稠,極限剪應力增大,此時由于料漿溫度的升高氣泡內壓力也隨之增大,但又不足以推動料漿膨脹,這時氣泡的壓力很可能超過料漿的抗拉極限,料漿就會出現局部冒泡沉陷,憋氣開裂等不良現象。這是發氣膨脹后期澆注不穩定的主要表現。分析可見,料漿膨脹初期澆注的不穩定,主要是料漿稠化快慢所引起的,而料漿稠化 的快慢在其它因素不變的前提下,主要與石灰的質量有關。總之,料漿稠化的快慢,以及整個料漿體系是否能順利膨脹和穩定,正確認識和運用石灰的消解時間、消解溫度和發熱量,是保證澆注穩定性的關鍵之一。
2、粉煤灰的影響
生產實踐證明,在粉煤灰加氣砼的生產過程中,粉煤灰最重要的使用特性是需水量。因為它決定著加氣砼料漿的用水量,直接影響到澆注的工藝參數,以及制品的各項性能指標。通過河南建筑工程材料研究所,對全國25種粉煤灰的物理性質分析統計結果可以看出,同樣比重相差不多的粉煤灰,其需水量相差很大。如比重為1.81的粉煤灰,其需水量為43.5 %,而比重為1.88的粉煤灰,需水量則為87.5%。在生產配料過程中如不了解所用粉煤灰需水量的變化,而采用固定的水料比進行配料澆注,勢必會造成所澆注的料漿稀稠不均,影響 整個料漿體系的稠化與發氣的同步,也就是說需水量大的粉煤灰料漿太稠,在整個料漿膨脹過程中,由于料漿太稠而使膨脹系統產生憋氣等不良后果,反之需水量小的粉煤灰料漿太稀,將造成料漿稠化太慢,造成沸騰塌摸等不良現象。因此,在粉煤灰加氣砼生產中,靈活運用粉煤灰的需水量,及時調整料漿的澆注稠度――料漿的水料比,將有效控制澆注穩定性。
2.1 粉煤灰細度的影響
加氣砼料漿是一粗分散相懸浮體,在發氣膨脹過程中整個料漿系統是否穩定,在其它條件和因素相同的情況下,決定于料漿中物料粒子下沉速度,當粒子下沉速度過大,料漿出現嚴重沁水,此時最容易出現料漿沸騰塌摸。粉煤灰細度對澆注穩定性的影響如下表:
表 1 粉煤灰細度對澆注穩定性的影響
細度0.08mm篩余(%) 料漿密度(Kg/L) 澆注料漿稠度(cm) 穩定狀態
15以下 1.29-1.31 31-34 良好
15-20 1.39-1.40 19-25 38%塌模
30以上 1.31-1.35 21-23 稠度小憋氣大塌模
表1表明0.08mm方孔篩余量15%以下時,澆注穩定性良好,篩余量20%時,澆注穩定性開始惡化,當篩余量30 %以上時,采用較大稠度值的料漿。澆注10-15min內即塌模,而采用較小稠度值的料漿則在澆注后期冒泡憋氣,局部沉陷,氣孔結構不好,坯體出現分層裂縫等不良現象。總而言之,控制粉煤灰的細度,選擇適宜的澆注稠度,有利于澆注穩定性,但粉煤灰不應太細,如果太細,則在加氣砼料漿中將產生很大的應力,制品透氣性下降,從而使料漿在終凝階段,以及在蒸壓處理后的制品中出現收縮裂縫和斷裂。
2.2 粉煤灰色澤的影響
生產實踐發現,單一控制粉煤灰的細度,并不能保證澆注的穩定性,從表 2 看,不同色澤的粉煤灰對澆注穩定性的影響 是不同的,盡管表觀灰白色粉煤灰較細,但是其澆注穩定性比深灰色粉煤灰要差的多,表觀色澤的影響實質上是粉煤灰礦物組成的影響,因為不同礦物組成的粉煤灰,其密度、需水量是不相同的。
表 2 粉煤灰表觀色澤對澆注穩定性的影響
粉煤灰色澤 0.08mm篩余(%) 料漿澆注稠度(cm) 穩定狀況
灰白 18.2 24.0 13min塌模
灰白 18.2 25.0 15 min塌模
灰白 18.2 22.5 17 min 塌模
灰白 18.2 19.0 26 min冒泡
深灰 23.4 20.0 35 min冒泡
深灰 23.4 22 正常
深灰 23.4 23 正常
無論是粉煤灰細度,還是表觀色澤對料漿澆注穩定性的影響,實質上是粉煤灰需水量的影響,也同時反映在粒子下沉速度上,粒子下沉速度越大,分層泌水現象越嚴重,整個料漿懸浮體就越不穩定,極易造成塌模等不良現象。為此,在生產過程中應嚴格控制以下幾點:
(1) 正確了解和運用粉煤灰的需水量
(2) 采取粉煤灰溫度措施,提高粉煤灰的細度
(3) 根據粉煤灰的物理特性合理選擇確定料漿的澆注稠度
(4) 使用能增加料漿懸浮的外加劑,使之料漿粘度增加,粒子下沉速度下降,以提高料漿的澆注穩定性。
3、結論
綜上所述,粉煤灰加氣砼澆注穩定性的控制,因受多方面因素的影響,較難控制,除以上石灰、粉煤灰材料的影響外,還與石膏加量的多少,水料比的大小,澆注溫度的高低,以及鋁粉的粗細等因素有關,在生產過程中應特加注意,總之在生產中只要控制幾個主要因素,靈活運用和選擇適宜的配料澆注工藝參數,澆注的穩定性是不難控制的。
無水泥粉煤灰加氣砼的生產,和其它加氣砼一樣,同樣存在一個澆注穩定性的問題。眾所周知,所謂澆注穩定性,就是在料漿澆注到模具以后,料漿膨脹和稠化的整個過程,也就是料漿的稠化速度和鋁粉發氣速度,同步進行相互匹配的過程。
在料漿澆注到模具后,料漿中的固體顆粒被大量的水所分開,料漿較稀,極限剪應力較小,而鋁粉在氧化鈣與水反應后,生成氫氧化鈣,與其反應后產生的氫氣氣泡不斷長大,推動料漿膨脹。此時只要料漿有一定粘度,并且稠化速度跟的上鋁粉的發氣速度,料漿就會順利膨脹,整個料漿體系就處于一個穩定狀態。反之,料漿稠化太慢,料漿中固體粒子下沉速度過快,將使料漿出現嚴重泌水,此時料漿上部極限剪應力不但不上升,反而徘徊下降,此時氣泡大量合并上浮,從而引起整個料漿體系的不穩定,導致沸騰塌模。導致澆注不穩定的因素有很多,筆者試圖從石灰、粉煤灰等原材料的特性找出原因及改進措施,供生產企業參考。
1、石灰的影響
根據石灰在料漿中所發生的物理化學反應,主要起兩個作用,一是使料漿稠化和鋁粉發氣膨脹,并促進制品坯體強度的形成。二是在濕熱處理階段,與二氧化硅等,在水熱合成條件下生成加氣砼所需的強度組份。以澆注穩定性的角度分析,影響加氣砼生產過程中澆注穩定性的是在澆注的初期階段,即料漿澆注入模后,生石灰與水作用生成氫氧化鈣,并放出大量水化熱,使整個料漿系統溫度升高,堿性增大,為料漿的稠化和鋁粉發氣提供了一個必要的條件,特別值得注意的是生石灰的消解溫度、消解時間、氧化鈣的含量,對整個料漿系統的溫度增長速度和稠化速度起著決定性的影響。如所采用的生石灰消解時間太短,生石灰過快消解,使料漿稠化速度加快,此時如料漿中鋁粉反應尚未結束,料漿已經稠化或過于稠化,而使整個料漿膨脹系統處于不穩定狀態,即產生憋氣,局部冒泡,以及裂縫等缺陷;反之如生石灰消解時間太長,在料漿尚未達到維持氣孔結構的稠度之前鋁粉已反應完畢,氣泡合并上浮,即造成沸騰塌摸。在料漿膨脹的后期,石灰的凝聚結構基本形成,料漿變稠,極限剪應力增大,此時由于料漿溫度的升高氣泡內壓力也隨之增大,但又不足以推動料漿膨脹,這時氣泡的壓力很可能超過料漿的抗拉極限,料漿就會出現局部冒泡沉陷,憋氣開裂等不良現象。這是發氣膨脹后期澆注不穩定的主要表現。分析可見,料漿膨脹初期澆注的不穩定,主要是料漿稠化快慢所引起的,而料漿稠化 的快慢在其它因素不變的前提下,主要與石灰的質量有關。總之,料漿稠化的快慢,以及整個料漿體系是否能順利膨脹和穩定,正確認識和運用石灰的消解時間、消解溫度和發熱量,是保證澆注穩定性的關鍵之一。
2、粉煤灰的影響
生產實踐證明,在粉煤灰加氣砼的生產過程中,粉煤灰最重要的使用特性是需水量。因為它決定著加氣砼料漿的用水量,直接影響到澆注的工藝參數,以及制品的各項性能指標。通過河南建筑工程材料研究所,對全國25種粉煤灰的物理性質分析統計結果可以看出,同樣比重相差不多的粉煤灰,其需水量相差很大。如比重為1.81的粉煤灰,其需水量為43.5 %,而比重為1.88的粉煤灰,需水量則為87.5%。在生產配料過程中如不了解所用粉煤灰需水量的變化,而采用固定的水料比進行配料澆注,勢必會造成所澆注的料漿稀稠不均,影響 整個料漿體系的稠化與發氣的同步,也就是說需水量大的粉煤灰料漿太稠,在整個料漿膨脹過程中,由于料漿太稠而使膨脹系統產生憋氣等不良后果,反之需水量小的粉煤灰料漿太稀,將造成料漿稠化太慢,造成沸騰塌摸等不良現象。因此,在粉煤灰加氣砼生產中,靈活運用粉煤灰的需水量,及時調整料漿的澆注稠度――料漿的水料比,將有效控制澆注穩定性。
2.1 粉煤灰細度的影響
加氣砼料漿是一粗分散相懸浮體,在發氣膨脹過程中整個料漿系統是否穩定,在其它條件和因素相同的情況下,決定于料漿中物料粒子下沉速度,當粒子下沉速度過大,料漿出現嚴重沁水,此時最容易出現料漿沸騰塌摸。粉煤灰細度對澆注穩定性的影響如下表:
表 1 粉煤灰細度對澆注穩定性的影響
細度0.08mm篩余(%) 料漿密度(Kg/L) 澆注料漿稠度(cm) 穩定狀態
15以下 1.29-1.31 31-34 良好
15-20 1.39-1.40 19-25 38%塌模
30以上 1.31-1.35 21-23 稠度小憋氣大塌模
表1表明0.08mm方孔篩余量15%以下時,澆注穩定性良好,篩余量20%時,澆注穩定性開始惡化,當篩余量30 %以上時,采用較大稠度值的料漿。澆注10-15min內即塌模,而采用較小稠度值的料漿則在澆注后期冒泡憋氣,局部沉陷,氣孔結構不好,坯體出現分層裂縫等不良現象。總而言之,控制粉煤灰的細度,選擇適宜的澆注稠度,有利于澆注穩定性,但粉煤灰不應太細,如果太細,則在加氣砼料漿中將產生很大的應力,制品透氣性下降,從而使料漿在終凝階段,以及在蒸壓處理后的制品中出現收縮裂縫和斷裂。
2.2 粉煤灰色澤的影響
生產實踐發現,單一控制粉煤灰的細度,并不能保證澆注的穩定性,從表 2 看,不同色澤的粉煤灰對澆注穩定性的影響 是不同的,盡管表觀灰白色粉煤灰較細,但是其澆注穩定性比深灰色粉煤灰要差的多,表觀色澤的影響實質上是粉煤灰礦物組成的影響,因為不同礦物組成的粉煤灰,其密度、需水量是不相同的。
表 2 粉煤灰表觀色澤對澆注穩定性的影響
粉煤灰色澤 0.08mm篩余(%) 料漿澆注稠度(cm) 穩定狀況
灰白 18.2 24.0 13min塌模
灰白 18.2 25.0 15 min塌模
灰白 18.2 22.5 17 min 塌模
灰白 18.2 19.0 26 min冒泡
深灰 23.4 20.0 35 min冒泡
深灰 23.4 22 正常
深灰 23.4 23 正常
無論是粉煤灰細度,還是表觀色澤對料漿澆注穩定性的影響,實質上是粉煤灰需水量的影響,也同時反映在粒子下沉速度上,粒子下沉速度越大,分層泌水現象越嚴重,整個料漿懸浮體就越不穩定,極易造成塌模等不良現象。為此,在生產過程中應嚴格控制以下幾點:
(1) 正確了解和運用粉煤灰的需水量
(2) 采取粉煤灰溫度措施,提高粉煤灰的細度
(3) 根據粉煤灰的物理特性合理選擇確定料漿的澆注稠度
(4) 使用能增加料漿懸浮的外加劑,使之料漿粘度增加,粒子下沉速度下降,以提高料漿的澆注穩定性。
3、結論
綜上所述,粉煤灰加氣砼澆注穩定性的控制,因受多方面因素的影響,較難控制,除以上石灰、粉煤灰材料的影響外,還與石膏加量的多少,水料比的大小,澆注溫度的高低,以及鋁粉的粗細等因素有關,在生產過程中應特加注意,總之在生產中只要控制幾個主要因素,靈活運用和選擇適宜的配料澆注工藝參數,澆注的穩定性是不難控制的。
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