蒸壓加氣混凝土制品裂紋的產(chǎn)生和預(yù)防
在加氣混凝土設(shè)備生產(chǎn)中,不同種類的水化產(chǎn)物的形成,以及結(jié)晶度的大小,均有其一定的各自適宜生成條件。在原材料及配合比相同的情況下,影響其各種水化產(chǎn)物的形成、結(jié)晶度以及水化物組成的重要因素,是蒸壓養(yǎng)護(hù)過(guò)程中的最高溫度和恒溫時(shí)間。對(duì)于不同種類的加氣混凝土,不同的配合比要想得到理想的水化物、結(jié)晶體及相的組成,都有各自的相應(yīng)最高溫度值和最佳恒溫時(shí)間。為保證生成理想的水化產(chǎn)物的水蒸氣,主要參數(shù)是溫度而不是壓力。根據(jù)國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)實(shí)踐及文獻(xiàn),并結(jié)合多年加氣混凝土的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn),能夠使加氣混凝土制品獲得良好性能的蒸壓養(yǎng)護(hù)制度應(yīng)該是由抽真空、升溫、恒溫、降溫4個(gè)階段組成。而每個(gè)階段的蒸壓養(yǎng)護(hù)參數(shù)都對(duì)蒸壓養(yǎng)護(hù)的制品有各自的影響。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,經(jīng)常由于蒸壓養(yǎng)護(hù)控制不當(dāng),使蒸壓養(yǎng)護(hù)的制品出現(xiàn)不同程度的裂紋,輕者造成次品,嚴(yán)重者致使制品完全報(bào)廢。
1加氣混凝土料漿水料比的影響
眾所周知,加氣混凝土料漿的水料比,即加氣混凝土料漿的稠度。其稠度控制的大小,直接影響到料漿的稠化與鋁粉發(fā)氣是否同步的問(wèn)題,同時(shí)也對(duì)制品坯體的強(qiáng)度發(fā)展以及制品的最終性能指標(biāo)有著非常重要的影響。蒸壓養(yǎng)護(hù)過(guò)程中制品裂縫的產(chǎn)生,主要發(fā)生在升溫階段,在此階段由于坯體的內(nèi)外受熱不均勻,再加上升溫速度快,坯體的強(qiáng)度不足以抵抗由于溫度梯度造成的應(yīng)力而被拉裂,這種裂縫一般出現(xiàn)在坯體的上部和四角,且四角比較嚴(yán)重。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐和反復(fù)的實(shí)驗(yàn),筆者認(rèn)為,在蒸壓養(yǎng)護(hù)參數(shù)控制相同的情況下,制品坯體強(qiáng)度偏低是造成裂縫的重要原因之一。而造成坯體強(qiáng)度低,水料比過(guò)大也是影響因素之一。
解決的辦法是:在保證鋁粉發(fā)氣順暢的前提F,盡量降低料漿的澆注稠度,也就是降低料漿的水料比,提高坯體的靜停環(huán)境溫度,或延長(zhǎng)坯體的靜停時(shí)間??傊?,提高坯體入釜前的強(qiáng)度是解決蒸壓養(yǎng)護(hù)產(chǎn)生裂紋的有效手段之一。
2蒸壓養(yǎng)護(hù)各階段的影響
在加氣混凝土生產(chǎn)中最常用的蒸壓養(yǎng)護(hù)制度一般分為4個(gè)階段,抽真空、升溫、恒溫、降溫4個(gè)階段。每個(gè)階段的蒸壓養(yǎng)護(hù)參數(shù)都對(duì)其所蒸壓養(yǎng)護(hù)的制品有各自的影響,如果一個(gè)環(huán)節(jié)或參數(shù)控制不當(dāng),都會(huì)給蒸壓的制品帶來(lái)不良的影響。
2.1抽真空的影響
為保證在蒸壓升溫階段的升溫速度,使坯體均勻受熱,在升溫前采用真空泵將蒸壓釜內(nèi)的空氣抽出,同時(shí)抽出充滿于加氣混凝土坯體中絕大部分的氣體。由于坯體受到表壓0.6-0.8的負(fù)壓作用,在升溫階段,熱量將以較快的速度滲入到坯體的內(nèi)部,從而加快了坯體的升溫速度。另外,由于釜內(nèi)的空氣已基本抽岀,釜內(nèi)由飽和蒸汽代替了空氣可大大提高熱交換率。因?yàn)檎羝諝饣旌衔锏姆艧嵯禂?shù)在40~600kcal/m2-h?2的范圍變動(dòng),而純水蒸氣凝結(jié)時(shí)放熱系數(shù)為2000~4000kcal/m2?h?無(wú)。如果在生產(chǎn)過(guò)程中抽真空參數(shù)控制不當(dāng),往往給所生產(chǎn)的制品帶來(lái)一些不良的后果。如由于制品坯體強(qiáng)度太低、透氣性差,抽真空速度太快從而使坯體在蒸壓養(yǎng)護(hù)過(guò)程中出現(xiàn)裂紋等缺陷。因真空度抽的太大,造成坯體內(nèi)部水份大量蒸發(fā),引起制品粘在一起等不良后果。
總之,抽真空速度一般不宜太快,速度太快會(huì)使坯體內(nèi)部與釜內(nèi)介質(zhì)之間瞬時(shí)真空度差增大,這也是坯體在蒸壓養(yǎng)護(hù)中產(chǎn)生裂紋的原因。
在實(shí)際生產(chǎn)中,一般用20-50分鐘抽到表壓0.6-0.8,但還要根據(jù)原材料及配合比、坯體在入釜前的強(qiáng)度等加以適當(dāng)調(diào)節(jié),以免造成不良的后果。
2.2升溫速度的影響
在升溫階段,是以蒸汽作為有效的熱載體,蒸汽放出熱量,使加氣混凝土坯體受熱,從而完成加氣混凝土的水熱合成反應(yīng),形成水化硅酸鈣等強(qiáng)度組分。蒸汽壓力越高,所含的熱量越大,放熱效果也就越好。如當(dāng)表壓為0.8MPa時(shí),水和蒸汽的總熱量為3487.6kJ/kgo在升溫階段,由于坯體表面溫度不僅大大低于通入蒸壓釜的蒸汽溫度,而且也低于生成的冷凝水溫度,蒸壓釜內(nèi)的溫度高于坯體表面的溫度,坯體中心溫度又滯后于坯體表面溫度的增長(zhǎng),坯體表面與中心的溫差在升溫結(jié)束時(shí)達(dá)到最大值。溫度的增加使坯體膨脹,而坯體表面與中心溫度低,其膨脹值小,從而使坯體受到拉應(yīng)力。
因此,無(wú)論坯體表面和介質(zhì)之間,還是坯體中心與坯體表面之間,其溫差最大。此時(shí)坯體承受濕差和溫差的應(yīng)力變化,制品的裂縫也多在此時(shí)產(chǎn)生。所以確定升溫速度的快慢,是依據(jù)加氣混凝土坯體蒸壓養(yǎng)護(hù)前的初始強(qiáng)度的大小。如坯體的初始強(qiáng)度高,升溫速度可快些,反之則速度不易過(guò)快,應(yīng)緩慢進(jìn)行,從而可避免由于升溫速度引起的濕差和溫差的應(yīng)力變化,造成坯體變形等不良后果。
2.3恒溫階段的影響
在加氣混凝土的蒸壓養(yǎng)護(hù)過(guò)程中恒溫階段對(duì)坯體的變形沒(méi)有多大的影響,因?yàn)榇穗A段溫度和濕度變化不大,并且坯體此時(shí)已具備一定的強(qiáng)度,也就是說(shuō)在此階段不會(huì)產(chǎn)生裂紋。加氣混凝土蒸壓養(yǎng)護(hù)的恒溫階段是加氣混凝土的水化合成強(qiáng)度的階段。
2.4降溫階段的影響
經(jīng)過(guò)抽真空,升溫、恒溫3個(gè)階段后,加氣混凝土制品在抗壓強(qiáng)度等性能指標(biāo)方而已具要求。但在降溫階段,制品表面水分的迅速蒸發(fā)和溫度的迅速降低都將產(chǎn)生收縮,制品內(nèi)部溫度和水分均大于表層。所以,制品內(nèi)部產(chǎn)生的收縮也大于表層。由于制品各部分溫度和含水率分布的不均勻,引起的收縮也不均勻,從而在制品內(nèi)部產(chǎn)生了應(yīng)力。由此可見(jiàn),制品表而有可能遭到破壞。尤其對(duì)容重大的和透氣性差的制品,內(nèi)部的水分蒸發(fā)慢,溫度降低慢,所以,溫差和濕差也大,從而產(chǎn)生的收縮和應(yīng)力值也大,更容易產(chǎn)生裂紋。
另外,在降壓階段,被汽化的水,當(dāng)其壓力變化時(shí),體積變化是很激烈的。如1kg被汽化的水,在0.8個(gè)表壓時(shí),其體積為0.23nr*,在1.5個(gè)表壓時(shí),其體積為1.3m3,體積增大了近6倍。所以加氣混凝土在降溫階段由于釜內(nèi)溫度的不斷下降,蒸汽將逐漸積蓄于制品內(nèi),從而形成了壓差,此壓差隨著釜內(nèi)壓力的不斷降低而增高,最后在制品內(nèi)部形成應(yīng)力。因此在降溫過(guò)程中如操作不當(dāng),也將存在著使制品產(chǎn)生裂紋的可能,根據(jù)制品規(guī)格和性能的不同,降溫時(shí)間建議在1.5-3小時(shí)范圍內(nèi)選擇。
3結(jié)論
綜上所述,蒸壓粉煤灰加氣混凝土裂縫的產(chǎn)生,其主要是由于制品坯體入釜前強(qiáng)度太低,制品透氣性差,以及蒸壓養(yǎng)護(hù)工藝參數(shù)控制不當(dāng)造成。因此,在加氣混凝土生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)特別注意提高坯體入釜前的強(qiáng)度,嚴(yán)格按照蒸壓養(yǎng)護(hù)工藝參數(shù)控制和操作,這樣方能避免加氣混凝土制品在蒸壓養(yǎng)護(hù)過(guò)程中裂縫的產(chǎn)生,以求生產(chǎn)岀質(zhì)量?jī)?yōu)良符合標(biāo)準(zhǔn)的制品。