蒸压粉煤灰砖

蒸压粉煤灰砖

蒸压粉煤灰砖是以硅质材料粉煤灰为主体，加入钙质材料（石灰或电石渣）、石膏及骨料作原材料，按一定比例混合，经搅拌、轮碾压、压制成型，再经高压蒸汽养护，制成的新型承重墙体材料。其实就是利用硅质材料与钙质材料的水化反应生成的胶结料，主要成分水化硅酸钙(C—S—H)，即CaO-SiO2-H2O系统中存在三元化合物的统称。

1  主要工艺路线

蒸压粉煤灰砖主要是以SiO2、Al2O3和CaO在蒸压条件下，经水热反应，然后形成托勃莫来石等晶体结构，赋予蒸压粉煤灰砖较高的抗压强度。具体工艺路线如下所示：

电石渣→球磨—→粉煤灰—→搅拌→轮碾→液压成型→静养→蒸压→成品检验分级→码垛

蒸压粉煤灰砖配方：（以重量份计）粉煤灰50%，电石渣22%，骨料23%，脱硫石膏5%。

操作步骤：电石渣经过磨细后加入到高速立式紊流搅拌机与粉煤灰及骨料、脱硫石膏按比例混合。搅拌均匀后输送到轮碾机，压实排气，通过皮带机输送到液压制砖机压制成型，由码垛机器人整齐地摆放在蒸养小车上，编组静养后推到蒸压釜，在约185℃0.85Mpa条件下蒸压8小时，出釜检验，分级堆放28天后，出厂销售。

经质量监督机构检测：生产出的蒸压粉煤灰砖外观、抗压强度、抗折强度等各项指标均符合JC/T239-2014《蒸压粉煤灰砖》标准中的相关指标要求。

2  主要研究内容

蒸压粉煤灰砖的各项性能均取决于原材料中各种成分相互反应产生的水化产物及组成结构，因此掌握蒸压粉煤灰砖的性能，首先就是要了解粉煤灰中的硅、铝质成分与电石渣中的ACaO相互作用的结果。

3  存在的关键问题及解决思路

蒸压条件下,水化产物的种类更多,形貌更丰富。水化产物更易发育长大,且存在水化产物的转化。在蒸压硅酸盐制品(CaO-SiO2-H2O系统)中,C-S-H有几十种,主要分为5种类型:结构上同属于硅灰石的化合物、托勃莫来石族、白钙沸石族、结构上同属于C-C2S的化合物、其他水化硅酸钙。蒸压材料及其生产过程中不可避免地存在含Al、S和碱金属元素的矿物,这些物质以不同形式影响着蒸压制品中C-S-H的结构和性能。

水榴石形成量不大的前提下,对提高蒸压制品的密实度有利,可以获得较高的制品强度,水榴石的大量形成,由于水榴石的胶结能力极差,其制品强度下降,蒸压系统水化产物主要为C-S-H(Ⅰ)、托贝莫莱石以及水化石榴石。

根据扫描电镜观察：

MU10的SEM照片中出现的颗粒状矿物较多。根据各水化产物的结晶特性,可以判定MU10的SEM照片中出现的颗粒状矿物可能为水化石榴石，也可能是颗粒状的C-S-H。只能看见类球状的轮廓,且水化石榴石之间出现粘连,有的连成一片,这说明水化石榴石已经发生演变。

MU15中含板状或叫片状水化产物较多，也有少量纤维状、颗粒状水化产物。可能是托勃莫来石或是一种为含Al的高碱水化产物。水化石榴石转化为水化硅酸钙时同时存在两种不同形貌的物相,一种是晶粒周围出现的细小纤维状水化产物,还有一种是在大量水化石榴石周围出现的较大体积类板状含Al高碱水化产物。若系统提供Ca2+的量相对不足,水化产物以细小的纤维状形式存在。若水榴石大量分解,形成无定形高碱水化产物,水化产物可逐步发育为结晶良好的水化硅酸钙。

MU20中含多面体晶体颗粒、纤维状水化产物较多，含多面体晶体颗粒可能是硅钙石或C-S-H，纤维状水化产物可能为含Al的C-S-H或是硬硅酸钙石。

为进一步分析，采用XRD图谱分析。

根据蒸压粉煤灰砖参与反应的原料分析可能存在的物质进行卡片对比如下：

对比以下两个试样图谱，说明MU20试样的晶体含量高。

根据试样的XRD峰型与标准图谱对比，CaAl2Si2O8·4H2O它的峰型与试样比较相似，MU10试样中CaAl2Si2O8·4H2O含量相对少些，MU20里CaAl2Si2O8·4H2O含量相对多些。

综上，从微观分析角度观察，产生晶体的多少，直接关系到蒸压粉煤灰砖的强度等级。

解决思路：

1、控制原材料中含S和碱金属元素的矿物含量,减少水榴石形成，提高产品强度。

2、精准配料，使水热反应趋于完全，尽可能多的产生钙铝硅酸盐晶体，提供产品强度。

3、合理优化搅拌（180s）、轮碾（120s）、压制（14-16s/次）、静养时间。使反应更充分。

4、严格蒸压釜操作，精准控制温度(185℃)、压力(0.85Mpa以上)、蒸压时间(185℃0.85Mpa条件下，恒温恒压8小时以上)。使水热反应更充分。

注：gismondine（Calcium Aluminum Silicate Hydrate）是CaAl2Si2O8·4 H2O。一种含水的钙铝硅酸盐。

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