蒸壓加氣混凝土砌塊配套砂漿的柔性化生產(chǎn)工藝和技術(shù)

  前言：

  加氣砌塊具有質(zhì)輕、耐火性好、保溫隔熱性能佳、施工效率高等特點(diǎn)，因而在墻體材料中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。但由于砌體材料和其砌筑和抹面砂漿材料性能不配套，加氣砌塊在工程應(yīng)用中存在著普通砌筑砂漿的粘結(jié)力低、灰縫冷橋問(wèn)題、普通的抹面砂漿易產(chǎn)生空鼓、開(kāi)裂等質(zhì)量問(wèn)題，直接影響到加氣砌塊的推廣應(yīng)用。根據(jù)加氣混凝土砌塊的性能特點(diǎn)，結(jié)合薄層砂漿干法施工方法的推廣，如何研發(fā)和生產(chǎn)出符合加氣砌塊特性的專(zhuān)用配套的高性能預(yù)拌干粉砂漿日益成為一個(gè)突出的問(wèn)題。

  可以生產(chǎn)加氣砌塊配套砂漿的生產(chǎn)線并非是普通的、標(biāo)準(zhǔn)化的干粉砂漿生產(chǎn)線，鑒于此類(lèi)砂漿的技術(shù)含量和要求較高，各地原材料的情況也有所不同、產(chǎn)品的市場(chǎng)需求的情況也可能不同，因此對(duì)生產(chǎn)線設(shè)備的性能和配置也具有較高的要求。

  一、現(xiàn)代干粉砂漿工廠的首要體現(xiàn)：粉塵控制。

  因原材料和產(chǎn)品特性，干粉砂漿的生產(chǎn)過(guò)程極易伴隨著粉塵的產(chǎn)生和彌漫，現(xiàn)代干粉砂漿工廠因合理的工藝設(shè)計(jì)、高品質(zhì)的設(shè)備配置、以及科學(xué)的管理，往往可以做到一塵不染。在現(xiàn)代干粉砂漿工廠里，原材料存儲(chǔ)、上料、砂的篩分和處理、計(jì)量配料和稱重、混合、成品輸送、包裝等各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)均需要采用無(wú)塵、低塵設(shè)計(jì)或進(jìn)行粉塵控制。粉塵的控制不但來(lái)源于高性能的除塵設(shè)備、更重要的是合理的工藝設(shè)計(jì)和生產(chǎn)線設(shè)備的配置。在越來(lái)越多的企業(yè)講求EHS（環(huán)境、健康、安全）管理的時(shí)候，在勞動(dòng)保障和法制逐漸健全的今天，任何一個(gè)充滿粉塵的工作環(huán)境都可能導(dǎo)致企業(yè)卷入法律訴訟和行政處罰的境地之中。而絕大多數(shù)的干粉砂漿企業(yè)或多或少地都面臨著這樣的經(jīng)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。

  二、中等規(guī)模產(chǎn)量及產(chǎn)品范圍的定義

  干粉砂漿生產(chǎn)線的產(chǎn)量通常只指其年產(chǎn)量，但需要具體考慮以下幾個(gè)因素：年生產(chǎn)天數(shù)、每天的生產(chǎn)小時(shí)、銷(xiāo)售淡季和旺季的區(qū)別、砂漿產(chǎn)品線的構(gòu)成及其對(duì)應(yīng)產(chǎn)量要求等，在綜合考慮上述因素后，我們建議以小時(shí)產(chǎn)量定義干粉砂漿生產(chǎn)線的產(chǎn)能。這里所述的“中等產(chǎn)能要求”一般是指小時(shí)產(chǎn)量8噸到25噸。一般而言，小時(shí)產(chǎn)量小于5到8噸的生產(chǎn)線通常是簡(jiǎn)易的小型生產(chǎn)線，產(chǎn)品品種也較為單一；而產(chǎn)量大于25噸到40噸的生產(chǎn)線屬于規(guī)?；笮蜕a(chǎn)線，一般而言，產(chǎn)品會(huì)覆蓋從基礎(chǔ)砂漿如抹灰砂漿到高技術(shù)含量的產(chǎn)品如自流平等廣泛的范圍，產(chǎn)品形式也從散裝到包裝應(yīng)有盡有。

  對(duì)于中等規(guī)模生產(chǎn)線而言，適合的產(chǎn)品主要是特種砂漿或稱技術(shù)砂漿，諸如外墻外保溫系統(tǒng)砂漿、自流平地坪材料、修補(bǔ)砂漿、防水砂漿、彩色飾面砂漿、無(wú)收縮灌漿、內(nèi)外墻膩?zhàn)?、瓷磚粘結(jié)劑、填縫劑等。包裝形式主要以2KG、5KG、20KG\25KG、40KG、噸袋為主，產(chǎn)品在建材超市銷(xiāo)售或在建筑工地使用。如何在同一生產(chǎn)線中共線生產(chǎn)多品種砂漿就變成一個(gè)重要的課題--柔性化生產(chǎn)及管理。

  三、柔性化多品種生產(chǎn)的主要工藝環(huán)節(jié)

  1、原材料及其存儲(chǔ)

  原材料的儲(chǔ)倉(cāng)數(shù)量和容積是生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的首要環(huán)節(jié)，其宗旨是最大限度的考慮到砂漿產(chǎn)品品種的多樣性，以及滿足產(chǎn)量的需求。由于中等產(chǎn)能要求的生產(chǎn)線一般主要定位于生產(chǎn)品種廣泛的特種砂漿，可考慮采購(gòu)使用已經(jīng)烘干和篩分好的成品砂。噸袋裝的成品砂的使用越來(lái)越普遍。其好處在于砂的質(zhì)量可控、可使用率較高，生產(chǎn)管理和操作簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境的影響較小。如果砂源品質(zhì)較好并適合所生產(chǎn)砂漿的要求，可在產(chǎn)能20噸以上的生產(chǎn)線考慮烘干和篩分的使用。

  2、生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)形式

  多品種柔性化生產(chǎn)干粉砂漿要求采用塔式結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)線，階段式生產(chǎn)線、階段式與塔式混合的生產(chǎn)線都因其在原材料計(jì)量、輸送及成品輸送過(guò)程中存在交叉污染的情況而無(wú)法適應(yīng)要求。站式生產(chǎn)線由于其可達(dá)高度有限及對(duì)計(jì)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)的制約而無(wú)法滿足生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)要求。根據(jù)原材料特別是砂上料方式的不同及成品包裝形式的不同，中等規(guī)模的塔式生產(chǎn)線高度一般在20米到30米之間。

  3、計(jì)量和稱重系統(tǒng)的精確性和穩(wěn)定性

  計(jì)量和稱重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)往往是干粉砂漿生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和重點(diǎn)，這一重點(diǎn)往往被干粉砂漿生產(chǎn)企業(yè)和設(shè)備供應(yīng)商所低估和忽視，這帶來(lái)的直接后果就是產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)和原材料的浪費(fèi)。計(jì)量系統(tǒng)的控制精度及其穩(wěn)定性置關(guān)重要，理想的主材計(jì)量的控制精度應(yīng)每批都在1公斤左右，而化學(xué)添加劑計(jì)量的控制精度應(yīng)當(dāng)每批都在10克之內(nèi)，計(jì)量精度不但取決于計(jì)量設(shè)備本身的性能和可靠性，而且與系統(tǒng)設(shè)計(jì)、鋼結(jié)構(gòu)、環(huán)境因素相關(guān)。此外，根據(jù)成品類(lèi)別及原材料品種的數(shù)量，針對(duì)粘結(jié)材料、骨料、纖維、顏料、其他化學(xué)添加劑的特點(diǎn)，以及生產(chǎn)線的性能要求和技術(shù)要求，應(yīng)當(dāng)盡可能考慮增加稱重系統(tǒng)的數(shù)量和獨(dú)立性。一般而言，化學(xué)添加劑因其在配方中的比例微量，對(duì)自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)的要求實(shí)際上非常高，如果采用的自動(dòng)計(jì)量系統(tǒng)無(wú)法提供必需的精度要求和計(jì)量的穩(wěn)定性，建議采用人工配料并直接投入混合機(jī)。

  比較典型的計(jì)量和稱重系統(tǒng)通常由計(jì)量螺旋、蝶閥、秤斗、控制系統(tǒng)構(gòu)成。作為計(jì)量系統(tǒng)的核心設(shè)備，并不是所有的螺旋輸送機(jī)都可以稱之為計(jì)量螺旋。通常，計(jì)量螺旋（如圖所示）都是根據(jù)所計(jì)量的材料特性、要求的配料精度、以及生產(chǎn)效率而特別設(shè)計(jì)的。

  如果計(jì)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)未能充分考慮到從基礎(chǔ)產(chǎn)品到高技術(shù)含量的多品種砂漿產(chǎn)品不同的的配方要求，或者只是基于幾種基礎(chǔ)產(chǎn)品的配料要求設(shè)計(jì)和配置的話，是無(wú)法適應(yīng)多品種砂漿的生產(chǎn)要求的。換言之，這種計(jì)量系統(tǒng)本身缺乏對(duì)原材料變化和不同產(chǎn)品變化的適應(yīng)性。

  4、混合機(jī)的能力、殘留及清潔

  混合機(jī)因其混合原理、設(shè)計(jì)及制造水平而具有非常不同的混合能力。而不同種類(lèi)的干粉砂漿也因其配方和原材料的組成不同而相對(duì)較容易混合或不容易混合。一般而言，組分越少、相對(duì)摻量越大、砂越多的配方相對(duì)容易混合；而組分多、粉料多、相對(duì)摻量微小、含纖維及顏料的配方就難以混合。多品種柔性化生產(chǎn)要求混合機(jī)具備較高的混合能力，以適應(yīng)于寬泛的配方和組分的混合。m-tec高性能混合機(jī)滿足所有復(fù)雜的干粉砂漿的混合質(zhì)量要求。

  此外，對(duì)絕大多數(shù)混合機(jī)而言，因適應(yīng)混合要求而形成的封閉結(jié)構(gòu)、及干粉砂漿原材料本身的特點(diǎn)，都存在卸料后有殘余的問(wèn)題，如果下一個(gè)批次需要生產(chǎn)其他配方的材料，這些殘留在混合機(jī)底部和內(nèi)壁的現(xiàn)存成品會(huì)被夾雜并影響下一個(gè)或幾個(gè)批次的產(chǎn)品質(zhì)量，因此在更換產(chǎn)品時(shí)需要對(duì)混合機(jī)進(jìn)行清潔。根據(jù)混合機(jī)容積的大小和卸料機(jī)構(gòu)的不同效果，做到徹底的清潔所需要的時(shí)間可能持續(xù)幾分鐘到幾個(gè)小時(shí)，如果進(jìn)行多品種生產(chǎn)，這無(wú)疑會(huì)造成生產(chǎn)線產(chǎn)量和效率的大幅度下降。m-tec MR雙開(kāi)門(mén)100度、無(wú)殘余混合機(jī)使得這種狀況得以基本避免。如果客戶還有更加苛刻的要求，m-tec新型的安裝在混合機(jī)和其他設(shè)備上的自動(dòng)清潔系統(tǒng)，結(jié)合MR型無(wú)殘余卸料混合機(jī)，使得跨品種、跨顏色的干粉砂漿高效率、自動(dòng)化生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。

  5、成品材料的傳輸和包裝

  中等規(guī)模的生產(chǎn)線一般不配置散裝系統(tǒng)和散裝成品存儲(chǔ)系統(tǒng)，但噸袋及小包裝的配置有時(shí)是需要考慮的。如何設(shè)計(jì)和采用何種設(shè)備避免在這一過(guò)程中產(chǎn)生的交叉污染成為一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。分料裝置的使用可以部分解決這個(gè)問(wèn)題，但卻帶來(lái)了增加高度的新問(wèn)題；同時(shí)，在傳輸環(huán)節(jié)避免材料的離析也非常重要。

  四、m-tec MTA500、 MTA700、MTA1000干粉砂漿生產(chǎn)線

  適應(yīng)于中等規(guī)模產(chǎn)能要求、廣泛砂漿品種生產(chǎn)的的m-tec塔式生產(chǎn)線主要包括MTA500、MTA700、MTA1000，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)下表：

  五、m-tec干粉砂漿生產(chǎn)線在保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性方面的優(yōu)勢(shì)

  下述的生產(chǎn)數(shù)據(jù)說(shuō)明了 某m-tec MTA700型生產(chǎn)線在計(jì)量精度控制、混合效率及質(zhì)量、及砂漿成品質(zhì)量穩(wěn)定性方面的情況。生產(chǎn)線計(jì)量系統(tǒng)、混合機(jī)及控制系統(tǒng)均采用了m-tec自主設(shè)計(jì)和制造的產(chǎn)品。

  1、配方材料分布比例：粉料55%、外加劑粉料0.35%、顆粒砂料45%（小于1.5mm）。

  2、添加劑計(jì)量實(shí)際精度隨機(jī)10個(gè)設(shè)定2公斤：

  實(shí)際：1.99、2.01、2.01、2.01、2.01、2.01、2.01、2.01、2.01、2.01

  3、主材計(jì)量實(shí)際精度隨機(jī)10個(gè)設(shè)定：168公斤:

  實(shí)際：168 、167、168、168、167、168、168、168、168 、168、168

  4、每批次混合0.8噸，攪拌時(shí)間180秒；

  5、隨機(jī)抽取個(gè)二個(gè)配方方案檢驗(yàn)數(shù)據(jù)

  以上生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示出生產(chǎn)設(shè)備在保障成品質(zhì)量及其穩(wěn)定性方面的重要影響和作用。主材及外加劑的計(jì)量，以及攪拌的均勻性直接決定了產(chǎn)品的性能，以及同一產(chǎn)品的質(zhì)量差異性。

  六、結(jié)語(yǔ)

  高效率高質(zhì)量地共線生產(chǎn)廣泛砂漿品種是可行的，前提是生產(chǎn)線必須由相適應(yīng)的工藝設(shè)計(jì)、并有高性能的計(jì)量、混合、輸送、控制系統(tǒng)作為支撐，這樣以來(lái)，因其計(jì)量及混合的可靠，使得最終的砂漿成品在性能、施工性等方面都體現(xiàn)出高質(zhì)量的特征