免烧粉煤灰砖机生产线若干问题及解决途径

1　概　　述

　　利用粉煤灰等工业废渣作主料，采用免烧，免蒸自养或蒸养方式制砖，数十年来一直是国内外建材业广大科技人员的主攻课题。目前，国内业界对这一课题的研发，积累了丰富的经验，需要认真总结借鉴和发展。但就整体而言，这一课题尚未取得全面的成熟成果。在国外，前苏联采用免烧粉煤灰制砖，已有数十年历史。西方国家大量采用免烧法制空心砌块和各种砖制品，本质上都是依据砼土的固化原理制砼土砖，空心砌块主料用砂、石料，因砂石比重大和考虑节能，才变型为空心砌块。数十年证明，免烧砖或空心砌块都是良好的墙材。相信在借鉴国外先进设备生产线的基础上，结合中国国情和技术成果，国内这一课题的突破已指日可待。

2　免烧粉煤灰砖机生产线若干问题

　　根据我们多年考查、实践并与国外同类型砖机对比，国内免烧粉煤灰砖机生产线在设备和技术方面存在五个方面的问题：
　　第一，原材料缺乏规范和必要的预处理。特别是一些高标号砖制品，要求对粉煤灰颗粒表面的球状玻璃体进行必要的预处理才能使用，而国内粉煤灰砖生产线一般均未对原材料进行合格的、规范化的预处理，原材料的进料和管理粗放、简单、马虎。
　　第二，配料称量不准确。搅拌机械多沿用比重较大的砂、石混凝土搅拌设备，对于比重较小的粉煤灰等轻细物料，搅拌不均匀，一些粉煤灰的团、块搅不开，直接影响制品成型质量的稳定和可靠。
　　第三，配方工艺单一，未能针对多样性的原材料及不同标号的砖制品，灵活变更调整。多年来，国内不少建材企业对生产免烧粉煤灰砖采用石灰石膏激发活性再蒸养固化的工艺，虽有成功实例，但带来的问题是制品质量不稳定，石灰消解和均化不好，吸水率大，加上制品密实度差(主要是设备问题)，造成爆裂，抗冻差，干缩值不稳定，甚至抗压、抗折都不行等，用户疑虑，难以推广。而成型主机简单，功能亦不能充分有效满足配方技术的要求，如制品密实度等。
　　第四，制品成型质量差。大部分主机成型单纯依靠压力，不加振动。致使制品密实度不匀、不实，成型后残存的水、气过多，硬化后空隙率大，直接影响砖的抗压抗折强度和制品的吸水、干燥收缩率等性能。
　　第五，劳动强度大，效率低。简陋及低技术含量的工艺装备和粗放式的生产和技术管理，加上从原材料到配料、搅拌、成型、养护缺乏一套统一规范的工艺规程及质量控制和监督机制，长期处于低技术生产水平，无法保障制品质量稳定。

3　全振动高效压振式制砖机的研发

　　针对上述免烧粉煤灰制砖生产线存在的问题，加拿大CANESEGROUPLIMITED及其在中国的独资企业济南天顺教育科技有限公司和北京机电研究所以及一些高校和科研单位，分工合作，经过5年研究，从引进国外先进砖机生产线开始，结合中国原材料和工艺配方，边试验生产，边吸收消化，边改进调整，在寻求解决国内免烧粉煤灰制砖生产线总体工艺设计思路、工艺路线安排、成型主机研制、设备配置、工艺配方运用及对原材料的规范和预处理等方面，都有新的发展和突破。他们合作研发的主机成型机系统，被鉴定认为“填补了国内全自动高效压振式制砖机的空白，并有较好的推广应用前景。”由这一成型主机系统为核心，配置针对粉煤灰、工业废渣为主料的制砖配料系统(亦是全自动控制)和专有的工艺配方技术，以及先进的企管观念和技术服务等，构成一套全新的免烧粉煤灰制砖设备和技术，是一项跨行业，多学科相互衔接配合的技术系统，简称“BPM系统”(BRICKPAVINGMACHINE)，具有较高的科技含量。
　　关于免烧粉煤灰砖制品的配方工艺，国内外科研和生产实践已有大量成熟经验，BPM系统研发的切入点是：如何将这一系列最佳配方工艺，通过一套严谨的生产工序及相应的设备、技术手段，达到最佳工艺要求，并持续高效稳定可靠地实现产业化生产。
　　首先，鉴於粉煤灰是一种具有一定活性的人工火山灰质颗粒材料，依据砼固化原理，BPM系统采用以水泥为主的胶结料，配以少量外加剂，按一定颗粒级配，在BPM振压式成型主机上成型，生产出稳定可靠的粉煤灰水泥混凝土砖。其主要结构是在高密实度情况下，制品通过颗粒间的咬合力及颗粒与水化物之间的化学亲合力作用形成的。水化产物不仅能自身形成网状结构，而且能很好地胶结分散的惰性颗粒，使之成为具有较高强度的整体，惰性集料在其中起骨架作用，以提高制品的体积稳定性和耐久性。
　　第二，在BPM制砖生产线配置了粉煤灰及工业废渣超细磨和松化专利设备，为原料规范化和预激活提供了设备手段，与国内外制砖生产线相比是一个创新。
　　第三，设计配置了独立的由微机程控的自动化物料配比及称重装置，克服了人为因素可能造成的配料不准确、不稳定等缺陷。
　　第四，针对粉煤灰物料比重较小易结团等特点，配置了强力高效转子式混合搅拌(专利)设备和高压自动水分喷淋装置，为实现物料均匀搅拌以及旨在提高粉煤灰砖强度的技术(如磁处理技术等)提供了设备条件。
　　第五，针对粉煤灰原料比重较小的特点，研制成功了高效全自动振压式主机成型设备，较好地解决了长期困扰免烧粉煤灰砖成型中密实度不好不均匀等难题，并克服了制品质量稳定性和可靠性差等问题。BPM成型主机首先针对粉煤灰原料特点，采用目前国际上先进的高频气激振动加压方式成型，使主机的供板、合模、布料、振动及施载制砖、脱模、推板出砖等全部过程由PCL程控器按时间逻辑关系指令，自动依次工作，满足了制品生产节拍的要求，提高了设备自动化水平和生产率，避免了人为因素对制品成型质量的不良影响，保证了制品的成型质量。此外，自动化过程的控制，对不同类型砖制品的成型，可实现较方便的调整和修改，能为用户提供多样性砖制品。
　　第六，BPM系统，对免烧粉煤灰砖成型后的养护工序十分重视，成为制品各项性能的重要保证。
　　通过5年来的研发和生产实践，我们坚信免烧粉煤灰制砖生产线的设备技术，一定能够取得突破性的进展。■

作者单位：嘉华集团有限公司(加拿大)　济南天济科技有限公司　北京机电研究所