加气混凝土浇注机不稳定现象分析及解决方法

  加气混凝土设备生产中出现浇注机浇注不稳定，不仅影响生产，造成大量不良产品，造成厂家的经济损失。

  加气混凝土料浆在浇注机浇注过程中的不稳定性问题是一种比较复杂多变的现象。它在不同品种的加气混凝土中既有共同之处，又有不同之处。

  1 水泥－石灰－粉煤灰加气混凝土的浇注稳定性

  浇注机浇注时最理想的情况是发气和稠化同时结束，即稠化正好出现在没有体积膨胀的瞬间，但原材料中石灰、水泥和铝粉在与水反应过程中都发热，它们的成分与掺量的变化都会影响料浆的升温速度和温度的绝对值，都会影响热膨胀值的大小，其中，尤以石灰的影响更为显著。因此，稠化和体积膨胀完全同步是有困难的。一般铝粉发气应在料浆体积可以自由变化的状态下进行，铝粉发气完成后，料浆还允许自由膨胀一点，这就是要求的操作控制点。料浆浇注的不稳定现象，均由于此点控制不好而产生。

  （1）塌模及其控制

  ①前期塌模  前期塌模即发生在料浆发气过程前期的塌模，一般指浇注15min以内，在高膨胀阶段的塌模。通常由下列原因引起：

  a．水料比大，料浆粘度增长缓慢，气泡极易汇集成大气泡并上浮；

  b．铝粉颗粒太细，覆盖面积大于6000cm2/g，早期发气太快；

  c．料浆温度太低，生石灰消化温度较低。

  解决办法主要围绕提高料浆的粘度、抑制铝粉发气及采用稳泡措施进行，其途径有：,

a．检查粉煤灰采灰点，避免使用存放时间久、出现板结的粉煤灰；

b．检查粉煤灰的磨细效果，保证粉煤灰细度；

c．在条件许可的情况下适当加入部分石灰混磨；

d．粉煤灰浆中掺入一定量的废料浆（掺入时间尽量提前）；

e．适当减小水料比，促使粘度迅速增长；

f．加入适量水玻璃，延缓铝粉发气；

g．加入一定量的可溶油等气泡稳定剂；

h．配料中适当增加石灰掺量；

i．延长料浆的搅拌时间。

  ②后期塌模  

  后期塌模即发生在料浆接近稠化时，局部发生冒泡、沉陷而引起的塌模，一般发生在15min之后。后期塌模常因石灰性能波动或石灰消化速度过快引起。

  当采用消化速度过快，消化温度过高的石灰，由于料浆温度在模内高度方向变化大，顶部散热快，温度最低；底部散热次之，温度较低；中部不易散热，温度最高。这样气孔压力、压力梯度、极限剪应力沿模高方向都不均匀，中部极限剪应力最大，发气就容易被抑制，欲向极限剪应力较小的地方伸展产生纵向裂缝。顶部极限剪应力最小，发气最舒畅，但当某一局部由于继续发气或气体压力的传递，亦会在顶部拉断料浆表面而形成冒泡及塌模，其

  解决的主要途径有：

a．抑制生石灰的消化速度（参见“原材料制备•生石灰”）、配料中适当增加石膏，并可考虑适量加入三乙醇胺等；

b．将部分生石灰提前消化，延长石灰存放时间；

c．调整配合比，适当减少石灰用量，增加水泥用量；

d．不要使用过粗的铝粉（盖面积小于4000cm2/g）或适当减小铝粉用量；

e．适当降低浇注温度。

  （2）冒泡程度的控制

  冒泡一般发生在料浆稠化之后，此时料浆已形成坯体，并不发生体积变形。冒泡是由热膨胀而引起的。当坯体中部温度高，气体压力大时，将产生膨胀力。由于坯体顶部温度低，料浆塑性强度低，就有可能在顶面的薄弱部位造成破裂，排除部分气体而使坯体内部膨胀力减小，这就是冒泡。

  掺有生石灰的加气混凝土，在水料比较大、铝粉发气时间较长、坯体温度升高缓慢的条件下，在料浆稠化后，经常是不冒泡而保持了浇注稳定。在水料比较小、铝粉发气时间较短时，在料浆稠化后将出现冒泡，但不一定是破坏因素，而往往是属于正常现象，正常的冒泡在生产中被看作是发气结束的一个标志，是发生在离坯体顶部3cm的深度范围内（此范围正好属面包头而将被切掉），其特征是冒泡时一次放出的气体量较大，但不连续，有时是脱泡（将坯体表面冲开一片，冒出气体，而后又重新盖合坯体表面，坯体没有因此而下沉）。深入制品内部形成大孔的冒泡是不允许的，怛陪模壁的冒泡（在制品外表面下的气泡痕迹）难以避免。

  当坯体表面塑性强度较大，虽然坯体内部有一定的膨胀力，却不能在坯体顶面造成裂缝，气体无法排除，我们称之为憋气。（当发气后期出现面包头竖起时，往往伴随憋气现象）这时，膨胀力继续要求坯体体积膨胀，但却因塑性强度过高而不能膨胀，又不能在顶部排除气体，往往在坯体上部形成水平裂缝，这将对坯体产生破坏。

  因此，粉煤灰加气混凝土出现适量的冒泡，有利于获得良好的坯体，但冒泡量过多易于坯体中因料浆下沉而出现密实部分或出现深层孔洞，对坯体形成破坏。

  消除因憋气引起的水平裂缝，首先应该使坯体出现冒泡，增加热膨胀值。为此，可以用多掺生石灰、提高料浆温度，或用消化温度较高的生石灰来提高坯体温度升高值，也可适当加大水料比，降低顶面坯体的塑性强度。

出现严重冒泡时，应适当减少石灰用量或适当降低料浆的浇注温度：用降低坯体温升夹减少热膨胀值；严重的冒泡还可能由于环境温度太低，顶面坯体塑性强度太低而引起，考虑以适当的措施来保证环境的温度。

  （3）泌水

  泌水是指料浆在浇注后期（一般将满模时），在模具四角及边沿，因料浆与混合水的分离而出现一层不含物料的清水，这种现象主要是由于粉煤灰过粗、料浆保水性能差，而石灰中生烧成分较多，造成料浆温度偏低，坯体稠化硬化较慢，使料浆满模后仍未稠化，粗物料下沉而引起。出现此现象，轻者形成的坯体周边较软，中部较硬，不利于切割；重则极易引起塌模。当出现泌水时，应立即调节配合比，增加胶结料（石灰、水泥）的用量。同时，应调整磨机的粉煤灰出料细度，在有条件的情况下，可以采用粉煤灰与石灰、水泥等胶结料混磨工艺，以改善浇注稳定性。

  （4）坯体龟裂

坯体发气结束后，表面出现不规则裂纹，主要原因是石灰过火成分较多，或与原使用石灰相比，消解温度及A•CaO含量明显提高，也因为因石灰存放过久及吸湿、发热量较低，从而增加石灰用量所致。

遇有坯体龟裂现象，首先必须检查石灰性能，及时根据石灰性能调节其用量；若发生经常性含有过量过火石灰，则应在工艺上采取相应的措施，如提前部分消解、混磨等；另外，石灰的运输与贮存应严格把握。

  （5）面包头竖起

  发气后期，料浆高于模框时不是向模框外漫延，而是垂直向上升起，我们称之为面包头竖起。面包头竖起主要是发气滞后于稠化，也就是稠化后继续发气，这一现象极易造成坯体的破坏，一般可采用增加石膏等延缓石灰的消解或改用中速石灰等办法，使稠化适应发气。

  （6）切割后坯体裂缝及其它破损

  坯体在切割时，易造成一定的破坏，较常见的有裂缝及缺棱掉角，其原因主要表现在两方面，其一是坯体强度过低，轻微的震动碰撞或遇剪应力所致。可通过重新选择采灰点，以保证所采粉煤灰存放期较短，活性较好；保证粉煤灰的磨细度；保证水泥的质量及配料量等措施予以改善。其二是机械原因损坏，除切割机的因素，主要原因在于浇注底板不平整（造成原因是起吊时，没使所有吊钩钩牢底板；底板置放不平整等）；底板、小车、模框等设备刚度不够等。可通过加强操作管理及设备维护等予以避免。对于变形和质量过差的设备应有计划进行修理或更换。

  2 水泥－石灰－砂加气混凝土的浇注穗定性

  水泥一石灰一砂加气混凝土浇注稳定性与水泥一石灰一粉煤灰加气混凝土有相似之处，其主要的影响因素也是原材料性能和工艺方法。但在控制和操作上，又有其特点：生产的主要原料砂相对于粉煤灰来说，其物理化学性质稳定，因此，在浇注稳定性上一般可看作相对稳定的因素，而石灰与水泥作为主要影响因素。

  通常，在水泥－石灰－砂加气混凝土中，钙质材料（水泥和石灰）的总量较高（达配料量的35％～40％）。因此，石灰及水泥质量的波动，对浇注稳定性有着更显著的作用。特别是如果石灰消化太快，消化放热又高，料浆可能在短时间内（如5～6min）达到90℃的高温，使料浆失去流动性而稠化，铝粉的发气反应不能完成，出现发气不畅、憋气，造成不满模及气孔不封闭且大小不均匀。严重时可能发生因石灰过高的水化热使气泡再膨胀，产生坯体分层开裂，影响到生产的正常进行。

  水泥－石灰－砂加气混凝土中的砂，在浇注静停过程中基本不参加水化反应。坯体强度的形成主要靠石灰与水泥消解产生的凝胶及水泥初凝强度的贡献。其中，凝胶中的SiO2由水泥提供。因此，要获得的良好的坯体及合适的静停时间，所采用的水泥必须严格符合要求，水泥的用量也必须得到保证。一些国家为了保证以砂为硅质材料的加气混凝土的质量。常采用砂与石灰的混磨工艺或采用以水泥作为单一钙质材料的生产工艺，虽然生产成本有所增加，但产品的成品率及质量均有较大提高。

  3 水泥一矿渣一砂加气混凝土的浇注稳定性

  水泥－矿渣－砂加气混凝土是我国历史较长的产品，其生产中浇注稳定性的影响因素亦是原材料，水料比等工艺参数。因此，可以通过控制原材料的质量（如水泥、矿渣及铝粉的质量）及生产工艺参数（如配合比、水料比、浇注温度等）进行调节，所不同的是，水泥－矿渣－砂加气混凝土常使用碱性较强碳酸钠作调节剂。因此，铝粉的发气反应是生产中必须经常调节的因素。

  通常，在使用了强碱性的碳酸钠时，铝粉发气反应一般都较快，如果工艺条件处理不当，常会发生发气过早的问题。甚至铝粉在搅拌机中便开始反应发气，或边浇注边发气。料浆在模具内互相冲击翻卷，气泡受到很大破坏。发生以上情形，一般采用增加水玻璃用量，减少碱用量或降低料浆温度，更换颗料较粗的铝粉等办法加以解决。值得提出的是，如此调整，极易使浇注稳定性。

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