蒸壓加氣混凝土中石灰性能的研究

蒸壓加氣混凝土中石灰性能的研究

石灰是壓力和水泥生產(chǎn)的主要原材料之一。它的主要作用是：提供cao，并在水熱條件下對(duì)硅質(zhì)和鋁質(zhì)材料進(jìn)行反應(yīng)，以產(chǎn)生水化硅酸和水化鋁酸鈉，從而提高產(chǎn)品的強(qiáng)度。增加對(duì)壓力混凝土原料的堿性，滿足鋁粉的釋放條件。在加壓混凝土原料漿糊和擋土劑硬化階段，向爐渣中提供足夠的熱量，以促進(jìn)擋土劑硬化。石灰的消化性能是評(píng)價(jià)石灰使用性能的主要指標(biāo),它直接影響到加氣混凝土生產(chǎn)配比和工藝,因此,對(duì)石灰消化性能進(jìn)行研究是指導(dǎo)和控制加氣混凝土生產(chǎn)質(zhì)量的前提。國(guó)內(nèi)對(duì)蒸壓加氣混凝土的性能及使用過程的質(zhì)量問題已有較多研究,但對(duì)于蒸壓加氣混凝土配比與工藝方面,特別是石灰消化性能及其對(duì)加氣混凝土的生產(chǎn)和性能的影響研究較少。本文結(jié)合常青樹建材(福建)有限公司的生產(chǎn)實(shí)踐,研究了石灰消化性能的影響因素及其對(duì)蒸壓加氣混凝土性能的影響。1實(shí)驗(yàn)1.1主要化學(xué)成分石灰:市售工業(yè)用生石灰,主要化學(xué)成分見表1。石膏:市售天然石膏和脫硫石膏,主要化學(xué)成分見表2。粉煤灰:嵩嶼電廠濕排灰。砂:漳州河砂,SiO2含量不低于75%。鋁粉:市售工業(yè)用鋁粉膏。1.2有效cao含量測(cè)定石灰的細(xì)度和消化速度按JC/T478.1—92《建筑石灰試驗(yàn)方法物理試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試。加氣混凝土的性能按GB/T11969—2008《蒸壓加氣混凝土性能試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)試。采用蔗糖法測(cè)定石灰中的有效CaO含量,具體操作如下:迅速精確稱取0.4~0.5g研成細(xì)粉的試樣,置于250ml具有磨口玻塞的錐形瓶中,加入4g化學(xué)純蔗糖及12~20粒小玻球,再加入40ml新煮沸而已冷卻的蒸餾水,塞緊瓶塞,搖動(dòng)15min,以酚酞為指示劑,用0.5N酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至紅色恰好消失并在30s內(nèi)不再現(xiàn)紅色為止。按下式計(jì)算有效CaO的含量:式中:N──酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的當(dāng)量濃度;V──滴定時(shí)所耗用的酸標(biāo)準(zhǔn)液的量,ml;W──試樣量,g;0.028──與1ml1N酸相當(dāng)?shù)难趸}的量,g。2結(jié)果與討論2.1影響石灰消化性能的因素2.1.1提高石灰的細(xì)度將石灰磨成不同細(xì)度的試樣,研究石灰細(xì)度對(duì)其消化性能的影響,結(jié)果如表3所示。從表3可以看出,當(dāng)細(xì)度從38.4%降低到8.4%,石灰的消化溫度從38℃提高到60℃,消化時(shí)間從18.5min縮短到7min,表明石灰細(xì)度顯著影響其消化性能。而石灰的消化性能可能顯著影響加氣混凝土的生產(chǎn)穩(wěn)定性和最終性能。一方面提高石灰的細(xì)度在蒸壓過程中可提高石灰的溶解速度,石灰越細(xì)比表面積越大,與硅質(zhì)材料的反應(yīng)接觸面積增加,可以促進(jìn)其與硅質(zhì)材料的反應(yīng),生成更多的水化產(chǎn)物,從而使制品的強(qiáng)度得到提高;另一方面,石灰也不能過細(xì),否則會(huì)加速石灰的消化。因此,蒸壓加氣混凝土的生產(chǎn)過程中必須對(duì)石灰的細(xì)度進(jìn)行控制。2.1.2初始溫度對(duì)石灰消化時(shí)間的影響選擇同一石灰測(cè)試初始溫度分別為20、30、40℃時(shí)的消化性能,結(jié)果如圖1所示。由圖1可看出,初始溫度從20℃提高到40℃時(shí),石灰的消化時(shí)間從17min縮短到9min,消化溫度從51.8℃提高到63.3℃。表明初始溫度越高,石灰的消化時(shí)間越短,消化溫度越高,因此,初始溫度對(duì)石灰消化性能的影響非常顯著,在加氣混凝土的生產(chǎn)過程中必須對(duì)料漿的澆筑溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。2.1.3石灰有效cao含量有效CaO是石灰中能與氧化硅反應(yīng)的有效成分,是衡量石灰品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。一般認(rèn)為,石灰中有效CaO含量越高越好,我國(guó)目前通常要求加氣混凝土生產(chǎn)用石灰中有效CaO含量大于65%。為掌握石灰的有效CaO含量是否與石灰消化時(shí)間和消化溫度有顯著相關(guān)關(guān)系,對(duì)常青樹建材(福建)有限公司的生產(chǎn)用石灰進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析,其有效CaO含量與消化溫度及消化時(shí)間的關(guān)系如圖2所示。從圖2可以看出,有效CaO含量與消化溫度及消化時(shí)間沒有明顯的相關(guān)關(guān)系,這可能是由于石灰的消化不但與有效CaO含量有關(guān),同時(shí)還受到石灰石鍛燒情況、雜質(zhì)含量等其它因素的影響。2.1.4石膏摻量對(duì)灰黑質(zhì)量的影響石膏是加氣混凝土生產(chǎn)過程中一種重要的調(diào)節(jié)材料,石膏對(duì)石灰的消化有抑制作用。選擇天然石膏和脫硫石膏,分別研究這2種石膏在不同摻量下對(duì)石灰消化溫度和消化時(shí)間的影響,試驗(yàn)結(jié)果見表4。圖3和圖4分別為不同摻量的2種石膏影響下石灰的消化曲線。從表4可以看出,不管是天然石膏還是脫硫石膏,隨著其摻量的增加,石灰的消化溫度降低,消化時(shí)間延長(zhǎng),石膏摻量的增加對(duì)石灰消化性能的影響十分顯著。從圖3和圖4可以看出,未摻石膏的石灰消化可以近似地分成2個(gè)階段:快速升溫階段和緩慢升溫階段?？焖偕郎仉A段表現(xiàn)為溫度隨時(shí)間的推移而呈近似線性提高,這一階段約占總消化時(shí)間的70%左右,隨后進(jìn)入緩慢升溫階段,表現(xiàn)為斜率隨時(shí)間的增加而降低;外摻石膏后,摻量較低時(shí),石灰的消化同樣經(jīng)歷2個(gè)階段,在快速升溫階段,曲線的斜率較未摻石膏有了減小,這一階段的時(shí)間也相應(yīng)延長(zhǎng),隨后進(jìn)入緩慢升溫階段,隨著摻量進(jìn)一步增加到3%和5%時(shí),可以明顯地觀察到曲線斜率的減小,而且2個(gè)階段之間的界限不明顯,整條曲線過渡平緩,消化溫度降低,消化時(shí)間相應(yīng)延長(zhǎng)。另外,從圖3和圖4的對(duì)比還可以看出,脫硫石膏對(duì)石灰消化溫度的抑制作用更加明顯。上述結(jié)果表明,從抑制石灰消化的角度看,2種石膏均可用于加氣混凝土的生產(chǎn)。2.2鋁粉發(fā)氣過程水化結(jié)晶在上述研究影響石灰消化性能因素基礎(chǔ)上,采用幾種不同消化性能的生石灰在常青樹(福建)建材有限公司生產(chǎn)線上進(jìn)行試驗(yàn),考察石灰的消化性能對(duì)加氣混凝土生產(chǎn)工藝與產(chǎn)品性能的影響,結(jié)果見表5。從表5可看出,采用快速消解石灰(表中第1組和第2組),由于在澆注初期就開始大量消解,引起料漿過早稠化,澆注后坯體雖較快達(dá)到最高溫度,但漿體水化凝結(jié)速度跟不上石灰的消解速度,也與鋁粉發(fā)氣過程不適應(yīng),造成坯體硬化較慢,坯體上部產(chǎn)生“面包頭”豎起或坯體不夠高等現(xiàn)象,制品強(qiáng)度較低。采用中速消解石灰(表中第3組和第4組),隨消化時(shí)間增加,稠化逐漸緩慢,適應(yīng)水泥水化凝結(jié)速度,鋁粉發(fā)氣過程與料漿的稠化過程協(xié)調(diào)進(jìn)行,坯體硬化加速,制品強(qiáng)度也有所提高。因此,在加氣混凝土制品生產(chǎn)中,采用中速消解石灰且控制適當(dāng)?shù)南瘯r(shí)間可保證加氣混凝土發(fā)泡和稠化協(xié)調(diào)進(jìn)行,從而提高制品質(zhì)量。3石膏與天然石膏的消化性能(1)石灰的細(xì)度和消化時(shí)的初始溫度對(duì)石灰的消化性能有明顯影響,加氣混凝土的生產(chǎn)過程中應(yīng)對(duì)石灰的細(xì)度和料漿的澆筑溫度進(jìn)行控制。(2)石灰中有效CaO含量與其消化溫度和消化時(shí)間沒有明顯的相關(guān)關(guān)系。(3)天然石膏和脫硫