高掺量粉煤灰双免砖的试制

2005/9/22 14:48:49

摘　要：论述高掺量粉煤灰双免砖研制中关于配料、生产工艺和养护制度等问题。批量生产表明，设备选型合理，工艺简单，产品质量高，成本较低，应用前景广阔。
关键词：粉煤灰　活化技术　激发材料　免烧免蒸
分类号：TU522^.1⁺9　文献标识码：B
文章编号：1005-8249(2000)01-0051-03▲

前　言

　　1996年我院开始进行《高掺量粉煤灰墙体材料研究》项目研究。该项研究于1998年5月通过吉林省科委组织的成果鉴定。尔后采用四川绵竹机械厂QMJ4-25型砌块成型机生产线进行批量生产，试制了390×190×190(mm)单排双孔粉煤灰空心砌块，粉煤灰掺量为67%，产品各项性能符合GB15229-94“轻集料混凝土小型空心砌块”指标。
　　从1998年5月到1999年6月，我们将上述“高掺量粉煤灰双免砖技术”成果在生产线上进行了四批十二个配方的试制，取得了比较满意的结果，其中第二、三批，作为吉林省经委节能利废项目，受吉林省双辽锅炉安装公司委托，用双辽电厂湿排灰，上机试制双免砖。
　　对于粉煤灰双免砖来说，在吉林省范围属严重风化区，产品冻融试验必须达到吉建材科字［1996］14号即吉林省新型墙体性能研讨会提出的高于JC239-91粉煤灰砖D₂₅要求，亦即符合D₃₀条件：冻5h，融3h，-20℃～-25℃和10℃以上水中。

1　原材料

　　粉煤灰　　1998年吉林省电力局普查了所属13家电厂的粉煤灰理化性能，其烧失量大都在8%以下，双辽电厂各排放点粉煤灰的化学成分和物理性能见表1。

表1　双辽电厂粉煤灰性能

序号	产地名称	化学成分(%)										物理性能			备注
序号	产地名称	nnn	SiO₂	Al₂O₃	TiO₂	Fe₂O₃	Ca	MgO	SO₃	K₂O	Na₂O	密度 (g/m³)	体积密度 (kg/m³)	45μm方孔筛筛余(%)	备注
1	灰场边粉煤灰	1.03	61.96	20.47	1.11	6.19	3.76	1.38	0.10	1.82	1.12	1.70	865	80.0	第二、三批
2	炉底渣	1.45	63.43	18.56	1.10	7.25	3.34	0.24	0.27	2.06	1.15	-	-	-	第三批

　　425^#普通水泥　　第二批为通化白山水泥总厂生产，第三批为秦皇岛抚宁县建筑材料总厂生产。
　　瓜子石　　为直径1.5cm以下碎石，第二批取自白山市附近石灰石采石场。
激发材料　　包括3^#、A等。

2　生产工艺简介

　　粉煤灰双免砖生产工艺流程见图1。

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图1　粉煤灰双免砖生产工艺流程

　　以第二批为例，用双辽电厂湿排灰配以适量普通水泥和瓜子石，经过配料箱后分别送入轮研机，经一定时间研压后(按粉煤灰品位决定研压时间)加入一定数量激发剂3^#、A等，适当加水，使物料含水率达25%，然后送至料斗，开动MMTJ8-12型成型机(成型速度为1块/1～1.25秒)。成型后的粉煤灰砖用手推车运至堆场，一般码垛五层，为避免雨淋和水分过快蒸发，用草帘苫盖。

3　产品性能

　　这里主要介绍1998年7月第二批1^#配方和1999年4月第三批3^#配方试制产品的主要性能。表2列出粉煤灰双免砖各组分配合比，表3列出粉煤灰双免砖物理性能检测结果。

表2　粉煤灰双免砖配合比(%)

配方名称	双辽电厂湿排灰	425^#普通水泥	瓜子石	激发材料3^#	外加剂A	成型日期
2-1^#	69	12	13	5	少量	98年7月
3-3^#	70	11	14	5	少量	99年4月

表3　粉煤灰双免砖物理性能

序号	检测项目	JC239-9粉煤灰砖一等品1.5级(1.0级)	2-1^#测试结果	3-3^#测试结果
1	抗压强度，MPa　平均值单块值	≥15.0(≥10.0) ≥11.0(≥7.5)	18.7 14.3	11.9 10.8
2	抗折强度，MPa　平均值单块值	≥3.2(≥2.5) ≥12.4(≥1.9)	4.6 3.5	2.5 2.4
3	干燥收缩,mm/m	≤0.75	0.50	0.55
4	吸水率，%	≤20，参照JC422-91 非烧结粘土砖	16	21.5
5	碳化系数	-	1.16	-
6	抗冻性冻后抗压强度，MPa 冻后干质量损失，%	≥12 ≤2.0	>6.0最小值25.2 -1.6(无损失)	15.1 -1.7
7	材料常温导热系数，w/m*k	-	0.55	-

　　注：试验所用双免砖规格为240(±3)×115(±3)×53(±3)(mm)³。外观质量符合JC239-91粉煤灰砖一级品1.5级(1.0级)中规定。3-3^#系用双辽发电厂粉煤灰，该批粉煤灰中混杂约2/5炉底渣。炉底渣的存在，一定程度上影响了粉煤灰双免砖吸水率的降低，并导致试制品强度降低。

　　考虑到双辽电厂粉煤灰烧失量低，但粒级偏粗这一状况，采用了轮研活化方法，并复合使用激发材料3^#与A，使粉煤灰双免砖吸水率降至14～16%，而单掺3^#材料时，第一批采用浑江发电厂湿排灰(烧失量为6.53%)，吸水率达20～33%。以第二批产品，经过D₃₀冻融后，干质量损失为-1.6%，抗压强度达26.0MPa，比冻融前显著提高，这说明免烧免蒸粉煤灰砖在冻融过程中强度仍在增长。产品碳化系数为1.16，我们以高浓度CO₂气体碳化近4周才碳化完毕，而一般墙材如炉渣或陶粒小型空心砌块，1周至2周碳化即可完成，这说明试制的双免砖密实性比较好。2-1^#干燥收缩值为0.50mm/m，3-3^#为0.55mm/m，达到了JC239-91《粉煤灰砖》优等品指标。
　　无论2-1^#配方还是3-3^#配方，虽然水泥用量从12%降到11%，但冻融后外观无变化，冻后抗压强度呈增长趋势。

4　经济效益分析

　　单位成品成本　　2-1^#配方为89.47元/米³：原材料65.70元/米³，动力费10.00元/米³，工资4.10元/米³，工资附加0.49元/米³，制造费用9.18元/米³。
　　单位成品间接费用　　6.62元/米³包括管理费用工资附加4.59元/米³；销售费用1.23元/米³；财务费用0.80元/米³。
　　固定资产折旧　　按15年计算(投资142万元)3.25元/米³；厂房租赁5万元/年，折算1.71元/米³。
　　税金　　为0.53元/米³，仅收取教育附加费和城建维护费。
　　采用MMTJ8-12型粉煤灰双免砖成型机生产线总投资192万元，其中：流动资金50万元，单位成品成本101.58元/米³，0.148元/块；销售价123.12元/米³，0.18元/块；利润21.54元/米³，64万元/年；2.2年收回投资，年产3000万块，年利用粉煤灰3.1万吨。
　　如采用白山设备，在生产免烧砖间歇，只要更换模具便可生产粉煤灰混凝土路面砖，标准砖成本0.60元/块，售价1.20元/块。如生产双免砖，亦可采用江苏设备，设备投资74.45万元，则单位成本为100.03元/米³，0.145元/块。
　　采取3-3^#配方，单块砖成本为0.13元/块。若水泥取散装，火电厂内部企业用灰减少运费等环节，生产成本有望进一步降低达到0.12元/块。

结　　语

　　根据试制产品的质量性能与经济分析，笔者认为利用此技术可生产8层以下楼房所需重承粉煤灰双免砖，并可取代粘土砖。为此，应搞一示范工程，进一步总结经验，改进工作，坚持以建筑应用为龙头，规划、设计、科研、生产和施工协调运作，相互衔接，逐步实现产品标准，产品系列，设计规范，施工规范，验收标准相互配套。同时，还应加强建筑、建材、电力各部门间的协作。我们认为此项技术宜在全国推广应用，尤其适合在吉林、辽宁、黑龙江、内蒙等省区推广。■

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