利用粉煤灰生產(chǎn)建筑制品案例

1、 國家職業(yè)教育環(huán)境監(jiān)測與治理技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫利用粉煤灰生產(chǎn)建筑制品案例現(xiàn)有足夠充分的電廠工業(yè)廢渣原料、及廠房等基礎(chǔ)設(shè)施，并自建儲(chǔ)灰廠一座；要求建廠規(guī)模為標(biāo)準(zhǔn)磚每年6000萬塊，項(xiàng)目投入資金為5001000萬元。產(chǎn)品主要用于六層以下普通樓房承重墻，對(duì)粉煤灰混凝土小型空心砌塊、蒸養(yǎng)粉煤灰硅酸鹽砌塊、粉煤灰粘土燒結(jié)磚三個(gè)項(xiàng)目給予對(duì)比，確立最佳方案。一、概述我國是世界燃煤發(fā)電第一大國，排出的粉煤灰是世界之冠。1997年粉煤灰的總排放量已達(dá)1.6億噸，目前利用率約在30%，主要用於筑路基和回填，建材業(yè)所用不多，每年有一億多噸未能利用的粉煤灰，儲(chǔ)存于灰?guī)熘?。如今，貯存一噸粉煤灰的建庫費(fèi)和運(yùn)行費(fèi)約需101

2、00元，粉煤灰用于筑路，又受地區(qū)、時(shí)間的限制，使用不均衡。因此必須利用粉煤灰生產(chǎn)適合建筑業(yè)需要的墻體及磚體材料。利用粉煤灰制作建筑用磚的種類很多，包括：粉煤灰混凝土空心砌塊、粉煤灰粘土燒結(jié)磚、粉煤灰蒸養(yǎng)蒸壓磚和粉煤灰雙免磚等幾類。1、粉煤灰（渣）混凝土空心砌塊：該工藝采用粉煤灰（渣）加一定量的水泥和骨料（河沙、礦渣或碎石）在常溫下脫模成型，自然養(yǎng)護(hù)達(dá)到預(yù)期標(biāo)號(hào)。其優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投資少，已完全不需粘土和燒結(jié)。但其缺點(diǎn)也較突出：生產(chǎn)成本太高（因水泥造價(jià)較貴）；養(yǎng)護(hù)時(shí)間太長（最低凝固期天）；生產(chǎn)效率太低（手工模具成型）。2、粉煤灰（渣）燒結(jié)磚：將一定量粉煤灰(渣)摻入粘土中制成磚坯，然后燒結(jié)成型。其優(yōu)點(diǎn)

3、是利用一定量的粉煤灰（渣）和粉煤灰（渣）中的剩余可燃物；其缺點(diǎn)是磚的主要成份還需大量粘土，同時(shí)仍要用煤炭進(jìn)行燒結(jié)。3、粉煤灰（渣）高壓蒸養(yǎng)磚：該種工藝較前兩種有根本性的突破。其原理為:對(duì)粉煤灰（渣）加粘合劑，壓制成型后在高溫高壓下進(jìn)行蒸養(yǎng)，使之發(fā)生理化反應(yīng),從而形成建筑用磚。本工藝機(jī)械化程度高，生產(chǎn)速度快，養(yǎng)護(hù)周其短；但設(shè)備投資過大，產(chǎn)品成本較高，生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，能源消耗也較為嚴(yán)重，同時(shí)安全性較差。4、粉煤灰（渣）雙免（即免燒免蒸）磚：這是近幾年出現(xiàn)的一種新的粉煤灰(渣)磚的制造方法。一般是由粉煤灰激發(fā)劑、外加劑、骨料等原材料經(jīng)過高壓（大于60T的成型壓力）在半干（適當(dāng)控制水分）情況下生產(chǎn)成

4、的，其粉煤灰摻量可達(dá)65%以上，節(jié)能用廢技術(shù)較簡單，投資也不大。但它與高溫高壓蒸養(yǎng)、燒結(jié)法相比，由于其工藝和配方的缺陷，建筑承重性能與耐久性還不能與上述粉煤灰混凝土空心砌塊、燒結(jié)磚及蒸養(yǎng)蒸壓磚相匹敵，經(jīng)常出現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)的現(xiàn)象。二、技術(shù)與生產(chǎn)可行性分析比較從國內(nèi)外的現(xiàn)狀、水平和技術(shù)、生產(chǎn)特點(diǎn)等方面，分析對(duì)比粉煤灰混凝土小型空心砌塊、蒸養(yǎng)粉煤灰硅酸鹽砌塊、粉煤灰粘土燒結(jié)磚的制作工藝、產(chǎn)品指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)效益等特點(diǎn)。目前的粉煤灰生產(chǎn)建筑材料的現(xiàn)狀：在我國墻體材料改革和工業(yè)廢渣綜合利用的政策推動(dòng)下，用粉煤灰生產(chǎn)建筑墻體材料是近幾年興起的，現(xiàn)有粉煤灰“空心磚”、“盲孔磚”因混合料塑性指數(shù)低和加工設(shè)備陳舊使磚

5、坯成品率降低。 “實(shí)心磚”雖然較好地解決了這個(gè)問題，但未能使建筑工程達(dá)到節(jié)能降耗的目的。粉煤灰制的“墻板”拼裝工程因受溫度的影響使墻板產(chǎn)生徐變收縮，墻板的嵌縫質(zhì)量難以保證永久不開裂。粉煤灰生產(chǎn)的“陶?！笔墙ú闹破分械囊环N原料，再加工成制品需要兩次投入資金，從而又提高了制品成本。上述產(chǎn)品均屬“高壓、常壓蒸氣養(yǎng)護(hù)或自然保護(hù)”而成，在使用上應(yīng)考慮到“寒冷”地區(qū)的限制；應(yīng)用于工程中還存在著外墻裝飾面層與墻體結(jié)不牢，嚴(yán)重者面層脫落。另有混凝土承重砌塊和非承重空心砌塊，承重空心砌塊應(yīng)用到工程中，部分工程墻體不同程度的出現(xiàn)裂縫，嚴(yán)重者裂縫貫通墻體承重砌塊出現(xiàn)窯銷。因此，建廠投資者務(wù)必慎識(shí)產(chǎn)品質(zhì)量和工程質(zhì)量的

6、優(yōu)劣及投資成本大小。 而高摻量粉煤灰燒結(jié)磚有較高的抗凍融性能，磚的質(zhì)量可靠，用于建筑工程中，質(zhì)量無后顧之憂。粉煤灰燒結(jié)制磚技術(shù)是采用空氣保溫層，與復(fù)合材料相比具有同效的保溫性能和優(yōu)質(zhì)的墻體。該磚一次投料13T加工成品磚3813塊，它是在技術(shù)含量高的制磚廠生產(chǎn)線上制坯、焙燒的成品磚，因此技術(shù)較可靠，足以具備可生產(chǎn)的技術(shù)條件，產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)性小。按實(shí)心磚墻同等的墻壁體厚度可節(jié)省采暖、制冷能耗30-40%。磚的焙燒為內(nèi)燃法，計(jì)算機(jī)控制焙燒溫度，生產(chǎn)線自動(dòng)化程度較高，三班作業(yè)全員85人，另外余熱可回收利用，煙氣經(jīng)濾清后無濃煙排放。1、 粉煤灰小型空心砌塊生產(chǎn)技術(shù)利用粉煤灰為主要原料生產(chǎn)混凝土小型空心砌塊，粉

7、煤灰的利用量為固體原料組分的50左右，是一種新型的承重墻體材料，具有輕質(zhì)、保溫、隔熱、利用粉煤灰、高強(qiáng)等性能，可用作建筑物的承重墻體。 （1）粉煤灰砌塊生產(chǎn)工藝、成材機(jī)理和成型機(jī)的選用以一定級(jí)配的粉煤灰為集料，加一定比例的水泥、粘結(jié)劑、激發(fā)劑和適量的水，經(jīng)強(qiáng)制式攪拌機(jī)拌和成干硬熟料，由皮帶機(jī)送至小型空心砌塊成型機(jī)振壓成型，送養(yǎng)護(hù)場靜養(yǎng)后脫板，堆垛於養(yǎng)護(hù)場養(yǎng)護(hù)，可以自然養(yǎng)護(hù)，也可以低熱養(yǎng)護(hù)，28天后出廠。水泥在水化過程中析出的Ca(OH)2及粘結(jié)劑與粉煤灰中活性SiO2和Al2O3玻璃體在激發(fā)劑的促進(jìn)下發(fā)生二次反應(yīng)，生成水化硅酸鈣和鋁酸鈣凝膠填充孔隙，增強(qiáng)粘結(jié)力，促進(jìn)強(qiáng)度的長期增長和固化物具有較

8、好的耐久性、穩(wěn)定性。水泥水化反應(yīng)產(chǎn)生砌塊的初期強(qiáng)度，而上述二次反應(yīng)產(chǎn)生后期強(qiáng)度，理論和實(shí)踐均證明后期強(qiáng)度增長可達(dá)一年以上，增長幅度可達(dá)100%。粉煤灰砌塊生產(chǎn)工藝采用半干法振壓成型，使砌塊達(dá)到相當(dāng)?shù)拿軐?shí)度，對(duì)初期保持砌塊外形的穩(wěn)定，后期對(duì)砌塊的強(qiáng)度、抗凍性、干縮性、碳化、軟化等性能有直接的影響。加之粉煤灰較輕，熟料較粘，所以對(duì)砌塊成型機(jī)有較高要求。 （2）粉煤灰砌塊的規(guī)格與空心率 粉煤灰小型空心砌塊的規(guī)格尺寸與普通混凝土小型空心砌塊相同。按墻厚分為290、240、190、120、90五個(gè)系列，根據(jù)保溫隔熱的要求和建筑承重功能的要求選擇不同的系列，各系列中都有各種配套塊。一般采用單排孔，外墻根據(jù)

9、節(jié)能要求有雙排孔、三排孔。借助於粉煤灰材料密度低的優(yōu)點(diǎn)，有條件可以將壁厚適當(dāng)增加些，通常為35、40、45mm厚，因此空心率一般為25-38%。（3）粉煤灰小型空心砌塊的主要技術(shù)指標(biāo)經(jīng)中國建科院和上海建科院等科研機(jī)構(gòu)和建材質(zhì)量監(jiān)測部門的多次測試，以及建筑質(zhì)量監(jiān)督部門的抽檢，其項(xiàng)目和指標(biāo)基本與GB15229-94輕集料混凝土小型空心砌塊國標(biāo)一致。粉煤灰小型空心砌塊的其他特點(diǎn)有：a).后期強(qiáng)度有大幅度的提高：由于火山灰效應(yīng)(二次反應(yīng))，后期強(qiáng)度不斷增長，在一年內(nèi)約提高80-100%，因此對(duì)砌體的長期效應(yīng)非常有利。b).有較好的韌性：粉煤灰混凝土小型空心砌塊的材料彈性模量約為混凝土的1/10，泊桑比

10、較混凝土大50%，因此有較好的韌性，不易脆裂。這不僅有利于建筑物抗震時(shí)不易發(fā)生砌體脆裂破壞，而且有利于裝修時(shí)沖擊鉆鉆孔，電鋸開槽，人工鑿洞而不會(huì)引起砌體破壞，運(yùn)輸裝卸中損壞率也極低。c).具有良好的經(jīng)濟(jì)性：粉煤灰小型空心砌塊建廠投資少，原材料成本較低，因是環(huán)保利廢項(xiàng)目，有免增值稅和所得稅的優(yōu)惠政策，有些地方霜市場售價(jià)比粘土磚便宜10-20%，因此有很強(qiáng)的市場競爭力。2、粉煤灰燒結(jié)多孔承重磚和非承重空心磚（1）性能及標(biāo)準(zhǔn)粉煤灰燒結(jié)多孔承重磚和非承重空心磚，具有保溫、隔熱、隔音性能，其多孔磚規(guī)格為240*115*90mm，孔洞率30%，抗壓強(qiáng)度10.030.0Mpa，各項(xiàng)指標(biāo)均符合國標(biāo)GB1354

11、492要求?？招拇u規(guī)格240*115*（175240）mm，孔洞率4550%，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)符合國標(biāo)GB1354592要求。 （2）生產(chǎn)工藝 該生產(chǎn)線為機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)，三班制作業(yè)，常年生產(chǎn)，全員85人。采用一次碼燒工藝。多孔磚與空心磚加工工藝完全相同，只是在主機(jī)龍口內(nèi)更換機(jī)芯即可生產(chǎn)出不同的磚。原料加工經(jīng)過輪輾碎細(xì)、攪拌、陳化。混合料加工，經(jīng)輪輾、攪拌、用真空制磚機(jī)使混合料產(chǎn)生負(fù)壓、再經(jīng)高壓擠出泥條，切割成高密度磚呸。磚呸經(jīng)自動(dòng)磚呸機(jī)組將磚呸碼裝到窯車上，進(jìn)隧道窯烘干，再進(jìn)焙燒隧道窯焙燒成磚。粉煤灰摻量可達(dá)到75%。常規(guī)摻量為60%。粘土摻量為40%。3、蒸養(yǎng)粉煤灰硅酸鹽砌塊蒸壓粉煤灰加氣混凝土

12、砌塊是以粉煤灰、水泥、石灰為主要原材料，用鋁粉作發(fā)氣劑，經(jīng)配料、攪拌、澆注、發(fā)氣、切割、高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)而制成的多孔、輕質(zhì)建筑材料。該材料具有防火性能好、容易加工的特點(diǎn)。其表觀密度可隨發(fā)氣劑加入量的多少而改變，而強(qiáng)度、熱導(dǎo)率又隨表觀密度的不同而不同。作為建筑工程材料，粉煤灰加氣混凝土砌塊可作框架結(jié)構(gòu)建筑的內(nèi)外墻，工業(yè)廠房的維護(hù)墻，各種結(jié)構(gòu)形式建筑的填充墻及五層以下民用建筑的承重墻體材料。粉煤灰加氣混凝土砌塊的規(guī)格為：長寬高600毫米（200300）毫米（60250）毫米。蒸養(yǎng)粉煤灰硅酸鹽砌塊粉煤灰硅酸鹽砌塊是以粉煤灰、石灰、石膏作膠結(jié)料，與集料（可用煤渣、硬礦渣等工業(yè)廢渣或其他集料）按比例配合，加

13、水?dāng)嚢?，振?dòng)成型，常壓蒸汽養(yǎng)護(hù)制成的一種墻體材料。它的主要規(guī)格是：長度880mm1180mm、高度380mm、厚度180mm240mm，不帶孔洞，屬于中型密實(shí)砌塊。 高強(qiáng)、生態(tài)、多功能粉煤灰建筑制品是利用火電廠的廢棄物粉煤灰為主要原料，通過高強(qiáng)蒸壓工藝制成的新型建筑材料。公司在總結(jié)國內(nèi)外40多年蒸壓蒸養(yǎng)制品生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，在粉煤灰成型機(jī)理、配比配方、蒸壓制度等方面取得重大突破。該制品具有粉煤灰摻量大，強(qiáng)度高、容重輕、導(dǎo)熱系數(shù)小、節(jié)能效果顯著、抗老化性能好等特點(diǎn)。 該新型墻材在粉煤灰摻加量達(dá)65%的情況下，蒸壓粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)磚抗壓強(qiáng)度仍高達(dá)31.6MPa，其他性能也遠(yuǎn)優(yōu)于黏土制品和國內(nèi)目前現(xiàn)有的其

14、他類型新型墻材。 三、生產(chǎn)工藝技術(shù)與設(shè)備分析 1、承重粉煤灰混凝土小型空心砌塊的生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備粉煤灰混凝土小型空心砌塊（簡稱承重粉煤灰砌塊）是利用國家的優(yōu)惠政策，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品競爭力和經(jīng)濟(jì)效益的有效途徑之一。由于粉煤灰的摻入，提高了砌塊的密實(shí)性、減少吸水率、降低砌塊的收縮率及提高砌塊后期強(qiáng)度等十分有利。建設(shè)一條具有一定生產(chǎn)規(guī)模的粉煤灰砌塊生產(chǎn)線，必須采用先進(jìn)的技術(shù)與設(shè)備，并通過攪拌機(jī)類型的選擇，改變振動(dòng)參數(shù)和模具的改動(dòng)等就可以生產(chǎn)出高質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的粉煤灰砌塊。承重粉煤灰砌塊的生產(chǎn)工藝流程如下圖所示：粉煤灰小型空心砌塊生產(chǎn)工藝流程圖 對(duì)原材料的要求1、 水泥：425號(hào)以上普通硅酸鹽水泥（

15、最好是轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)）。2、 碎石：粒度3-8mm，針片石含量符合要求，含泥量2%。3、 砂子：粒度1-4mm，含泥量2%。4、 粉煤灰：干濕排灰渣均可，要求燒失量小于10%，所含放射性物質(zhì)必須符合GB6763的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。SiO2,3540%,Al2O3,2530%,SO33%,粒度0.035.0mm，約有50%小于2mm,低鈣、低鎂。5、 塑化劑生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備1、計(jì)量配料所有集料、粉煤灰均采用體積計(jì)量，不受含水量的限制。但要精確測出堆積密度。2、當(dāng)攪拌大摻量粉煤灰時(shí)，為了取得勻質(zhì)性高的混合物而使用強(qiáng)制式行星齒輪攪拌機(jī)，只有提高葉片10%的旋轉(zhuǎn)速度和14%的行星齒輪的旋轉(zhuǎn)速度，就可將勻質(zhì)度增加到99

16、.6%，配有精確的混凝土濕度控制和加水系統(tǒng)，保證了拌和物的混合高度均勻。3、成型設(shè)備采用新一代砌塊成型機(jī)，包括最先進(jìn)的微電子控制系統(tǒng)，能自動(dòng)地改變振幅，頻率和振動(dòng)加速度等參數(shù)。這對(duì)生產(chǎn)粉煤灰砌塊的質(zhì)量、密實(shí)度、強(qiáng)度及其他物理力學(xué)性能的提高是非常重要的。成型機(jī)的技術(shù)參數(shù)與生產(chǎn)粉煤灰砌塊的技術(shù)參數(shù)如下：成型機(jī)主要技術(shù)參數(shù)：成型周期 1720s；成型標(biāo)快 9塊/次；機(jī)重 15t；振動(dòng)力 12t振動(dòng)加速度 10G；振動(dòng)頻率 5070Hz(可調(diào))；振幅 0.21.0mm生產(chǎn)粉煤灰砌塊參數(shù)：振動(dòng)加速度 10G；頻率 5558Hz；振幅 0.9mm 4、養(yǎng)護(hù)：砌塊脫模后，連同托板一起由程控子母車送入具有一定

17、溫度和濕度的養(yǎng)護(hù)窯進(jìn)行自然養(yǎng)護(hù)（蒸汽養(yǎng)護(hù)更好），24h后砌塊達(dá)到了碼垛強(qiáng)度，再由程控子母車連同托板取出，由碼垛機(jī)碼垛，最后送到堆場繼續(xù)養(yǎng)護(hù)，28d后的強(qiáng)度為1112Mpa。砌塊出廠時(shí)相對(duì)含水率小于40%。2、粉煤灰燒結(jié)磚的生產(chǎn)技術(shù)與設(shè)備粉煤灰燒結(jié)磚的生產(chǎn)工藝流程如下圖所示：年產(chǎn)粉煤灰燒結(jié)磚6000萬塊多孔磚投資概算：1、 土建部分692萬元，其中包括： 窯棚、干燥棚：5580m2，化費(fèi)332 .04萬元； 成型、陳化、原料加工：2376 m2，化費(fèi)228 .05萬元； 原料棚：432 m2，化費(fèi)32 .42萬元；2、設(shè)備費(fèi)：約計(jì)158萬元；3、設(shè)備安裝：60.3萬元，其中包括： 設(shè)備運(yùn)費(fèi)：16萬元 ；安裝費(fèi)：18