梁 斌 牛向辉 王 静

（1 兰州石化职业技术学院应用化工学院；2 甘肃省建投工业处）

0 引言

砂、粉煤灰蒸压加气混凝土砌块是以水泥、石灰、砂、粉煤灰、铝粉膏、脱硫石膏等物质为主要原料, 经磨细、配料、计量、搅拌浇注、发气膨胀、静停养护、切割、蒸压养护、成品的出釜加工等工序制造而成的多孔硅酸盐制品。加气混凝土具有干密度小、导热系数小，耐火性能好、可加工等性能特点，所以被大量应用于各类工业和民用建筑物的内外墙体材料。蒸压加气混凝土的生产原材料来源广泛，可以利用工业废弃物为生产原料、生产能耗较低，是节能环保的墙体材料，具有良好的发展前景。加气混凝土的质量受到企业管理人员、专业技术人员、岗位操作人员素质；生产企业的机电设备及公用工程的选择及装置运行的可靠性、工艺设计的合理性；原材料质量、生产过程操作控制等各方面影响；所以在蒸压加气混凝土生产过程中必然会出现各种质量事故，如何判断和处理质量事故从而保证加气混凝土砌块的质量，是每一位从事相关工作的管理人员与专业技术人员的使命与责任。本文就砂、粉煤灰复合硅质材料生产B06 级蒸压加气混凝土砌块生产过程中如何分析产生质量事故的原因并如何预防和处理质量事故做探讨。

1 蒸压加气混凝土砌块的生产工艺流程简介

砂、粉煤灰复合硅质材料生产蒸压加气混凝土砌块的生产工艺流程简图如图1 所示：生产用水泥、石灰、砂、粉煤灰、脱硫石膏按要求加工、计量,然后根据配合比按先投料浆再分段同时投料浆和干料的顺序投料进入搅拌设备搅拌；铝膏计量完毕后，先投入铝膏搅拌机进行预搅拌，然后再投入搅拌设备铝膏搅拌机进行搅拌，再加入料浆搅拌机搅拌；把搅拌好的料浆浇入模具,料浆经过发气膨胀、凝结硬化后再静停养护，达到切割硬度后用切割机切割，然后送入蒸压釜蒸压养护，养护到符合质量要求的砌块从蒸压釜拉出再送到制品的堆场码垛存放。

图1 砂、粉煤灰、复合硅质材料生产工艺流程

2 蒸压加气混凝土砌块生产过程的质量问题及解决方法

2.1 蒸压加气混凝土料浆搅拌过程的常见问题及解决方法

原料计量配料完成后按顺序加入搅拌装置进行搅拌，搅拌时会出现生石灰加入搅拌装置后浮在搅拌料浆液面上或形成块状物，严重时结成壳皮，不易进入料浆中，或者搅拌一段时间后形成1～4mm 的石灰团粒分散于料浆中，浇注发气膨胀后，继续存在于坯体内及成品中的现象[1]。这种现象从原料混合的角度来说属于物料混合不均匀的情况。物料混合不均匀使得搅拌装置内物料在各处的浓度分布不均匀，这样会影响到后期的物料的化学反应、传热、传质等物理化学过程。

搅拌过程中产生这种质量问题的基本原因是粉状生石灰加入料浆后与水发生化学反应生成氢氧化钙，由于氢氧化钙在水中的溶解度很小，生成的氢氧化钙会包裹在未反应的生石灰的外面，而且生石灰遇水瞬间就会发生化学反应；所以加入料浆中的生石灰消化瞬间由于吸收消耗周围大量水分，改变了附近料浆的粘稠度从而结成团块。生石灰结团主要与生石灰的性质、搅拌装置的结构与装置的运行状况、搅拌装置的操作控制等因素有关。轻烧快速石灰由于消化速度快，发热量高，料浆粘稠，容易发生结团。搅拌装置本身设计不合理或操作运行中出现故障也是造成生石灰结团的客观原因，在实际生产中物料不能均匀混合的主要原因是搅拌器叶片的磨损导致生石灰结团。配料中生石灰的用量大，比例高，水料比低，料浆稠也会引起生石灰结团；加料操作不当，生石灰由计量秤直接集中连续加入，使生石灰堆集在液面上来不及分散搅匀等操作不当也会引起生石灰结成团块。

经过生产实践总结，解决生石灰结团的方法从工艺操作方面来讲主要通过控制生石灰细度；合理延长搅拌时间，采用分时段投料；适当增加水料比，强化班组操作人员管理等。从设备维护与保养方面来说要定期检查搅拌器叶片的磨损情况并对出现磨损的搅拌器叶片进行及时更换；

2.2 蒸压加气混凝土坯体成型阶段的质量问题及预防措施

2.2.1 坯体裂缝

存在于坯体内部及表面的裂缝称为坯体裂缝。内部裂缝是浇注后的料浆初始粘度大、粘度增长快、料浆稠化早于铝粉发气结束时间，料浆失去流动性，料浆膨胀受到较大阻力，出现憋气产生的坯体裂缝。表面裂缝是指坯体表面出现不规则的裂纹，主要是由于铝粉在料浆中的发气反应过快，而料浆的粘度低、稠化慢，跟不上铝粉发气速度不能及时形成保气及承受上层料浆自重能力的气泡和气泡壁，导致膨胀料浆的冒泡沉陷而产生的裂缝[2]。根据生产实践，对砂、粉煤灰复合硅质材料生产蒸压加气混凝土而言形成坯体裂缝的工艺操作方面的主要原因是粉状石灰或过烧石灰太多；砂浆稠度过稀（≥40cm）、浇注稠度过稀（≥28cm）；坯体内部温度分布不均匀、温差大，表面因内部温度上升，压力增大胀裂造成的。坯体裂缝的处理措施：①检查石灰质量，石灰的质量要符合相关规定；②调整配合比增加石灰用量、使用热水进行浇注；③控制浇注稠度；④控制浇注温度。

2.2.2 塌模

早期塌模是指料浆浇注入模后在发气初期，料浆在没有稠化前发生的沸腾塌模。根据流体力学的原理可知，由于开始时料浆粘度小，料浆的极限剪应力小，如发气膨胀太快就会造成沸腾塌模。塌模由角部或边部冒大泡所引起，最后导致料浆向一边滑落。引起早期塌模的原因多为水料比过大，料浆粘度小，极限剪应力小、稠化慢、早期发气太快造成的。对早期塌模主要通过采取如下措施解决：①减小水料比，提高料浆粘度，促使料浆稠化；②加入适量水玻璃，抑制铝粉膏早期发气；③增加石灰掺量，若是慢速石灰，增加搅拌时间；④有条件的情况下，可加入稳泡剂。

后期塌模是在料浆发气中期或后期，当铝粉膏反应放气已基本结束，料浆接近稠化时发生的塌模，塌模一般是在中部首先引起，导致周边料浆向中间冒泡处滑落；主要是由于料浆没有支撑自重的能力而造成缓慢的塌模[3]。引起后期塌模的主要原因是由于石灰消解速度快，引起热膨胀值大造成的。对后期塌模的预防处理措施：①降低浇注温度；②减少石灰用量，加入适量三乙醇胺；③对石灰进行预处理，比如加入适量的水，使石灰提前消解一部分，或加入少量废砌块同石灰混磨。

2.2.3 欠高

欠高是指料浆发气膨胀、稠化以后，坯体在模具中的高度达不到规定尺寸要求（坯体整模或局部高度＜63cm 可判定欠高，钢模的尺寸：6m×1.5m×0.6m（切割后坯体的净尺寸））的现象。造成欠高的原因主要是料浆浇注稠度控制不当（＜17cm）；铝粉膏用量较少或料浆用量少。对于欠高的处理措施：①严格按照工艺标准要求控制浇注稠度；②增大水料比；③减少石灰用量，增加铝粉膏用量；④适当降低浇注温度，缩短搅拌时间。

2.2.4 收缩下沉

收缩下沉是指稠化硬化坯体出现下沉和由于下沉引起的坯体收缩使坯体脱离模具侧面板和端面板从而形成一定宽度的间隙的现象。引起收缩下沉原因首先是由于料浆稠化慢，粘塑性小，料浆不能承受自身自重，气泡破碎造成的，这种情况一般不会出现冒泡现象；其次是由于料浆温度高，铝粉发气时间长，引起热膨胀值大，气泡内压力增大，气泡连通造成的。收缩下沉的解决措施：①出现收缩下沉时可适当增加胶结材料，延长搅拌时间，减小水料比或掺加少量废浆以增加料浆的粘塑性；②适当降低浇注温度，减少石灰用量，适当增加石膏掺量。

2.3 蒸压加气混凝土坯体切割过程质量问题及预防措施

2.3.1 断钢丝

在实际生产中切割机钢丝断的主要原因如下：石灰掺合不均及坯体强度掌握不好，导致坯体强度上升过快来不及切割及坯体切割过硬；坯体沉陷大，坯体局部过硬（中间硬两边软）；坯体内有杂质；钢丝质量较差。断钢丝的预防纠正措施：①严格执行石灰掺合作业的相关标准规定，加强扎强度人员的责任心；②更换铝粉膏消除沉陷；③建议更换钢丝。

2.3.2 大头小尾

坯体切割产生大头小尾的主要原因是岗位工责任心不强，挂错钢丝位置；切割钢丝过松。主要采取的预防措施：①加强管理，强化操作人员的责任心；②调整或更换钢丝。

2.3.3 双眼皮

钢丝完成切割后，还要返回到原来的位置。如果钢丝不沿原轨迹返回将切出一层俗称“双眼皮”的薄片。产生双眼皮的主要原因是水料比过小导致搅拌混合不均匀；坯体强度较低，钢丝返回时未能从原路返回；切割钢丝过松。主要处理措施：①有预见性的进行配合比调整，确保合理的水料比；②提高切割强度把握坯体切割的最佳时机；③调整切割钢丝。

2.4 蒸压加气混凝土坯体蒸压养护及制品出釜加工过程质量通病及预防措施

2.4.1 黑心

黑心，也称生心，是指出釜的产品在距离砌块底部约5㎝处向上延伸10～15㎝的中间夹层；因其部位颜色深于其他部位，故称为黑芯；这部分物质强度极低，在搬运过程中很容易断裂，是产品质量不合格的表现[4]。造成生心的原因主要有：蒸压釜内冷凝水没有及时排出，冷凝水排放次数及时间不符合要求；蒸养时间短，或蒸汽压力低；石灰或石膏掺量少；蒸汽质量差，蒸汽中含水率高；制品入釜前静停时间长。主要处理措施：①严格执行冷凝水排放制度，对岗位操作人员严格管理；②延长恒温时间；③提升蒸汽质量；④及时将坯体推入釜中，降低釜前静停时间。

2.4.2 蒸养裂缝

蒸压养护阶段是加气混凝土由硬化坯体转化为最终制品的关键工段，加气混凝土在蒸压釜内经过高温(通常175℃～200℃)蒸压养护后，坯体内部钙质材料与硅质材料充分反应生成有用的硅酸盐化合物，从而获得制品所需的强度和其他性能。但在蒸压养护的抽真空、升温、恒温、降温过程中都会伴随着坯体的膨胀和收缩，由于坯体表面和内部传热速率不同和温度分布不均匀，导致坯体各部位热变形不均匀，—旦坯体强度偏低或温度变化过快时，坯体就会因过大的温度应力而开裂损坏[5]。由此可知产生蒸养裂缝的主要原因是坯体软，水料比大，抽真空速度过快等；另外石灰中消石灰多、过烧石灰多，坯体强度小，升温速度太快等原因也会导致制品出现裂缝。预防发生蒸养裂缝的主要措施：①减缓抽真空速度、合理控制升温速度等；②调整石灰掺合比例等。

2.4.3 粘连

蒸压加气混凝土砌块的粘连是指出釜砌块连在一起，粘连主要发生在蒸压养护后的砌块中，造成砌块粘连的原因主要是由于切割后相邻两块坯体之间的在坯体的自重压力下，因蒸压养护过程中发生水化反应生成水化产物，从而使本已分隔开的坯体重又连接在一起[6]。大量生产实践表明，粘连与原料配合比、水料比、浇注温度、静停时间、切割时坯体的强度、蒸压养护制度密切相关，对砂、粉煤灰硅质材料生产加气混凝土砌块来说产生粘连的主要原因是：粉煤灰添加量不足、切割强度较低、水料比过大等。制品粘连的预防处理措施：①按照配料比中粉煤灰的添加量进行添加；②加大对各生产线切割强度的检查力度。

2.5 蒸压加气混凝土砌块物理力学性能不合格的原因及预防措施

砂、粉煤灰复合硅质材料蒸压加气混凝土的强度及干密度要符合GB11968－2006 的技术要求。在企业生产中出现主要的质量问题是强度低和干密度不符合要求。

2.5.1 强度低

蒸压加气混凝土砌块强度低的主要原因：胶结材料用量过多或过少；硅质材料、石灰颗粒粗，硅质材料活性小，二氧化硅含量低；石膏掺量过多或过少；搅拌不均匀；水料比大；坯体发育时，形成的气孔大，串通孔多；蒸养时间短，恒压压力低；石灰质量差，有效氧化钙含量低。干密度小、钙硅比失调。强度低的主要处理方法：①调整配合比增加密度，保证合理的钙硅比；②消除黑心；③延长蒸压养护阶段的恒温时间。

2.5.2 干密度偏大（B06 级≥625Kg/m3）

干密度偏大的主要原因：配合比失调；浇注稠度控制不当。主要采取的预防纠正措施：①调整配合比减少料浆或干物料用量，同时增加铝膏用量；②严格落实稠度控制标准。

3 结束语

砂、粉煤灰复合硅质材料蒸压加气混凝土砌块生产过程的各个阶段由于所用原料品质的改变，机电设备的损坏或运行状况的改变，水、汽等公用设施的性质的改变等都会对半成品或最终制品的性能产生影响；这就需要操作人员随时根据上述变化来适时调整生产过程各阶段的工艺操作条件，以适应上述条件的改变。但操作条件的调整总是滞后于上述各种变化；所以生产线操作人员应仔细观察浇注后坯体发气膨胀、稠化硬化、切割、蒸压养护等所遇到的半成品和最终产品的质量问题，并能根据现象合理判断产生质量问题的原因，以最快的速度科学合理的进行操作条件调整，以便适时处理所遇到的质量问题，保证企业的生产过程能连续高效地运行，生产出优质的产品。