陶粒及廢渣混凝土墻板的研究開發(fā)
2005-08-25 00:00
90 年代以來，隨著國家對(duì)墻體材料要求的日益提高，節(jié)能型新型墻體材料出現(xiàn)了良好的發(fā)展勢(shì)頭。在各類輕質(zhì)墻體材料及其制品中，輕集料及其制品以其獨(dú)特的性能，良好的經(jīng)濟(jì)效益和節(jié)能效果，以及很強(qiáng)的適應(yīng)性等綜合優(yōu)勢(shì)，已成為建筑節(jié)能墻體材料的主導(dǎo)性產(chǎn)品，被廣泛采用。
目前我國一些地區(qū)采用的輕質(zhì)隔墻板在性能、成本和節(jié)能等方面的指標(biāo)相差較大，難以同時(shí)滿足性能與可持續(xù)發(fā)展的要求，為了取長(zhǎng)補(bǔ)短，我們采用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的粘土陶粒和多種工業(yè)廢渣研制出性能優(yōu)良的陶粒及工業(yè)廢渣混凝土墻板，其廢渣摻量可達(dá)60 %左右，降低了生產(chǎn)成本，經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益顯著，符合國家資源綜合利用和節(jié)能環(huán)保的政策要求。
1 研究方案
本研究以制得高強(qiáng)度、低成本，具有良好長(zhǎng)期耐久性為目的節(jié)能型墻板，具體措施如下:
a. 陶粒及其工業(yè)廢渣墻板的強(qiáng)度取決于它自身的粒型、孔結(jié)構(gòu)和孔隙率與膠結(jié)料的結(jié)合強(qiáng)度。為了獲得高強(qiáng)，并提高其熱工性能，采用多孔結(jié)構(gòu)輕質(zhì)高強(qiáng)骨料配制墻板的最佳材料，陶粒即為首選材料。
b. 為了滿足輕質(zhì)高強(qiáng)，達(dá)到良好的集料級(jí)配，降低材料成本，選用與此相適應(yīng)的工業(yè)爐渣做輕細(xì)集料是較為理想的材料，由于工業(yè)爐渣同屬多孔結(jié)構(gòu)，具有一定的顆粒強(qiáng)度和較低的松散絕干密度，處理后的顆粒級(jí)配較理想。
c. 同時(shí)為了達(dá)到材料的致密性，滿足拌合物成型工藝要求，代替部分水泥的目的，方案采用具有一定活性，可起到增強(qiáng)效果的粉煤灰做摻料，另外，膨脹珍珠巖作為保溫材料，摻入墻板中還可降低材料單位質(zhì)量。
2 試驗(yàn)研究
2. 1 原材料及性能
a. 陶粒：研究采用甘肅廣廈新型建材有限責(zé)任公司生產(chǎn)的粘土陶粒，其性能指標(biāo)見表1。
b. 爐渣：爐渣為工業(yè)鏈條爐爐渣，密度為800～850kg/m3，燒失量為20%～25% ，顆粒為破碎至10mm以下自然級(jí)配渣。
c. 粉煤灰：蘭州西固熱電廠Ⅱ級(jí)灰。
d. 輕骨料：密度60～70 kg/m3，優(yōu)等品。
e. 水泥：采用525 # 普通硅酸鹽水泥。
2. 2 試驗(yàn)過程及方法
a. 試件制備。采用10cm×10cm×10cm和4cm×4cm×16cm兩種試件，人工拌料，混合料為干硬性物料，入模后人工搗實(shí)微振，待表面出漿即可，室溫靜止24 h ，脫模后置標(biāo)養(yǎng)室養(yǎng)護(hù)28 d ，進(jìn)行強(qiáng)度測(cè)試。
b. 試驗(yàn)結(jié)果，見表2。
上述結(jié)果中看出3、4、5、8、9 陶粒及廢渣混凝土強(qiáng)度很高，分析原因，主要與配料中爐渣和珍珠巖的摻量多少有關(guān)，尤其高含碳量的爐渣對(duì)混凝土強(qiáng)度影響最為顯著。收縮性能是制品的重要指標(biāo)，測(cè)試結(jié)果表明，收縮值均很低而且較穩(wěn)定，這與輕骨料的顆粒特性和混凝土強(qiáng)度有關(guān)。
3 生產(chǎn)工藝試驗(yàn)
3. 1 生產(chǎn)工藝
采用擠壓成型機(jī)進(jìn)行陶粒及工業(yè)廢渣墻板試生產(chǎn)。該工藝是將料斗內(nèi)的拌和料定量輸送到螺旋絞刀的成型腔內(nèi)，通過絞刀旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)擠壓的反推力，使成型機(jī)向反方向運(yùn)行，墻板在混凝土臺(tái)座上被擠壓成一長(zhǎng)帶，經(jīng)養(yǎng)護(hù)，用切割機(jī)切割成所需長(zhǎng)度的隔墻板，工藝流程如下。
4 結(jié)果分析
根據(jù)上述研究結(jié)果，進(jìn)行了墻板工藝過程的試驗(yàn)，其目的在于研究廢渣摻量對(duì)混凝土拌和料、成型工藝性能、力學(xué)性能和密度等方面的影響，生產(chǎn)工藝試驗(yàn)結(jié)果見表3。
從表3 結(jié)果看出，陶粒工業(yè)廢渣擠出板的力學(xué)強(qiáng)度高，但密度較大，這與擠出成型特性有關(guān)，由于擠出成型不同于各類注模和加壓成型工藝，而它是通過螺旋擠壓與振動(dòng)共同工作成型，使得半干物料的密實(shí)性很高，相同密度的拌和物擠壓振動(dòng)成型的混凝土制品密度高于其他方式成型的密度，這在試驗(yàn)中已證實(shí)了這一點(diǎn)，然而這種成型方式對(duì)物料界面粘結(jié)力和強(qiáng)度都是非常有利的，但不同輕骨料的存在并不能在同一條件下發(fā)揮其特性，由于工業(yè)廢渣等輕集料的強(qiáng)度較低，在上述成型條件下由相當(dāng)部分輕骨料已被壓碎或破壞，成為細(xì)集料而增大，提高了密實(shí)度，增加了材料用量，密度也相應(yīng)提高。另外，擠出板的孔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠合理也是造成密度較大的原因之一，由于機(jī)械設(shè)計(jì)的圓孔為6孔，孔與孔之間的肋過厚，達(dá)35mm～40mm ，所以也增加了單位面積的質(zhì)量，作為內(nèi)隔墻板，其板厚也偏厚。
陶粒及工業(yè)廢渣混凝土墻板通過對(duì)機(jī)械傳動(dòng)與孔結(jié)構(gòu)的改變，選擇低密度的高效保溫材料等措施，使材料密度達(dá)到60kg/m2左右，是完全可能的，在不影響其他性能指標(biāo)的前提下，保溫性能會(huì)明顯提高。
5 結(jié)論
a. 利用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的陶粒和大量工業(yè)廢渣作主要材料生產(chǎn)輕質(zhì)高強(qiáng)隔墻板在技術(shù)上是完全可行的。
b. 陶粒及工業(yè)廢渣墻板生產(chǎn)可節(jié)能利廢，可享受國家減免稅政策，可大幅降低產(chǎn)品成本。經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益相當(dāng)可觀。
c. 通過研究，與同類輕質(zhì)隔墻板相比，強(qiáng)度高、收縮小，性能穩(wěn)定、耐久性好，成本降低30%以上，有很好的推廣前景。
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