Процесс изготовления автоклавного газобетонного блока: подробный обзор

Блоки AAC (автоклавный газобетон) популярны в современном строительстве благодаря своей устойчивости, изоляции и легкости. Изготовленные из цемента, извести, песка, воды и алюминиевого порошка, они проходят точный процесс производства для получения высококачественных результатов.

В этой статье будет подробно рассмотрен процесс производства блоков AAC, от подготовки сырья до финальных испытаний контроля качества, предлагая углубленный взгляд на то, как производятся эти инновационные строительные блоки.

Выбор и подготовка сырья

На конечные характеристики автоклавного газобетонного блока существенное влияние оказывает качество исходных компонентов. Секрет получения блоков с соответствующими механическими и физическими свойствами заключается в поддержании однородности состава материала.

1. Цемент

Цемент выступает в качестве основного связующего в блоках AAC, способствуя прочности блока. Из-за своей высокой прочности на сжатие и короткого времени схватывания обычный портландцемент (OPC), в частности OPC 53 Grade, является наиболее широко используемым типом цемента. Перед использованием цемент проверяется на тонкость помола, удельный вес и консистенцию, чтобы убедиться, что он соответствует требуемым стандартам. Силосы используются для хранения цемента, чтобы сохранить его сухим и не допустить снижения его качества под воздействием влаги.

• • Тонкость: Тонкость цемента влияет на скорость гидратации и, в свою очередь, на скорость развития прочности. Большая площадь поверхности для гидратации в более тонком цементе приводит к более быстрому увеличению прочности.
  • Время схватывания: Важно отметить, когда цемент схватывается изначально и окончательно. Начальное время схватывания должно быть достаточно длительным, чтобы позволить отлить жидкий раствор в формы, в то время как конечное время схватывания должно быть достаточно коротким, чтобы гарантировать, что блоки достаточно затвердеют для процесса резки.

2. Известь

Известь играет важную роль в процессе производства блоков AAC, участвуя в химических реакциях, которые образуют гидраты силиката кальция, которые способствуют прочности и стабильности блоков. Известь может использоваться в форме негашеной извести (оксид кальция) или гашеной извести (гидроксид кальция) в зависимости от производственной установки. Перед использованием известь обрабатывается, чтобы обеспечить правильный размер частиц, обычно от 45 до 75 микрон, поскольку тонкость извести влияет на реакционную способность и прочность конечных блоков.

• Негашеная известь: Оксид кальция создается в печи путем нагревания известняка или карбоната кальция для получения негашеной извести. Из-за его высокой реакционной способности его необходимо хранить осторожно, чтобы избежать поглощения влаги из воздуха, что может ухудшить его качество.
• Гашеная известь: Добавление воды к негашеной извести дает гидроксид кальция. Он менее реактивен, чем негашеная известь, но его легче обрабатывать и хранить.

3. Песок или летучая зола

Песок или летучая зола служат основным заполнителем в блоках AAC, обеспечивая объем и влияя на общую прочность блока. Летучая зола часто пользуется предпочтением из-за ее экологических преимуществ, так как она является побочным продуктом угольных электростанций. Выбор песка или летучей золы зависит от доступности, стоимости и желаемых свойств блока. Материал тонко измельчается в шаровой мельнице для достижения соответствующей тонкости, гарантируя, что он может эффективно реагировать с другими компонентами во время процесса автоклавирования.

• Песок: В используемом песке не должно быть органических остатков или глины. Обычно он обрабатывается до тонкости 200 меш.
• Летучая зола: Летучая зола должна быть высокого качества, с низким содержанием углерода и мелкими частицами, чтобы обеспечить ее хорошую реакцию с известью в процессе автоклавирования.

4. Гипс

Гипс действует как замедлитель в смеси AAC, регулируя время схватывания и улучшая общую обрабатываемость смеси. Кроме того, он укрепляет блоки, способствуя синтезу гидратов сульфата кальция. Гипс добавляется в небольших количествах, обычно около 2-5% от общего объема смеси, и тщательно перемешивается с другими сырьевыми материалами для обеспечения равномерного распределения.

5. Алюминиевый порошок или

паста Алюминиевый порошок или паста являются ключевым компонентом, отвечающим за создание пористости в блоках AAC.

• Водородный газ образует во всей смеси мельчайшие пузырьки, заставляя суспензию расширяться и создавая пористую структуру автоклавного газоблока.
• Количество используемого алюминиевого порошка должно тщательно контролироваться, чтобы достичь желаемой пористости без ущерба для прочности блоков. Обычно используется около 0,05% – 0,08% от веса сухой смеси.

Смешивание сырья

Смешивание является важнейшим этапом в процессе производства газобетона, поскольку оно обеспечивает равномерное распределение всех сырьевых материалов и равномерное протекание химических реакций, необходимых для формирования блоков.

• Сухое смешивание: Процесс начинается с сухого смешивания цемента, извести, гипса и тонкомолотого песка или летучей золы. Эти материалы добавляются в определенных пропорциях, обычно определяемых желаемой плотностью и прочностью готовых блоков. Сухое смешивание обеспечивает тщательное смешивание всех твердых компонентов перед добавлением воды.
• Добавление воды: вода добавляется в сухую смесь для создания суспензии. Количество используемой воды тщательно контролируется, так как слишком большое или слишком малое количество может повлиять на удобоукладываемость смеси и качество конечных блоков. Обычно соотношение воды и твердого вещества поддерживается в пределах от 0,6 до 0,65.
• Добавление алюминиевого порошка: алюминиевый порошок добавляется после формирования пульпы. Он равномерно смешивается с пульпой, чтобы обеспечить равномерное образование газа по всей смеси. Этот шаг должен быть выполнен быстро и эффективно, так как алюминий начинает реагировать с известью почти сразу, заставляя смесь расширяться.
• Время и скорость смешивания: Весь процесс смешивания чувствителен ко времени. Смесь обычно перемешивается в течение 3–5 минут с контролируемой скоростью, чтобы обеспечить однородность без чрезмерного перемешивания, которое может повлиять на газообразование.

Заливка шлама

После смешивания пульпа заливается в формы, где она начинает расширяться и подниматься. Этот процесс литья требует точности для обеспечения равномерного расширения и равномерного распределения плотности.

• Подготовка формы: Формы, используемые для заливки шликера, обычно изготавливаются из стали и обрабатываются разделительным составом, чтобы предотвратить прилипание смеси. Эти формы предназначены для удержания шликера, пока он расширяется и застывает, образуя зеленый пирог, который позже будет разрезан на блоки.
• Заливка шлама: шлам заливается в формы с помощью автоматизированного оборудования, которое обеспечивает однородное и равномерное распределение. Формы заполняются до определенного уровня, что позволяет смеси расширяться, поскольку алюминиевый порошок реагирует и выделяет водород.
• Расширение: расширение шлама происходит, когда алюминий реагирует с известью и водой, выделяя водород. Этот процесс создает миллионы крошечных пузырьков воздуха по всей смеси, придавая блокам характерную ячеистую структуру. Расширение обычно увеличивает объем смеси до 50%.
• Время схватывания: После заливки суспензию оставляют на несколько часов для схватывания. В течение этого времени водород постепенно выходит, и смесь затвердевает в мягкий, но стабильный «зеленый пирог». Время схватывания может составлять от 2 до 4 часов в зависимости от условий окружающей среды и состава смеси.
• Выравнивание поверхности: После завершения процесса расширения поверхность зеленого кека выравнивается с помощью специального инструмента. Это гарантирует, что блоки будут иметь равномерную толщину и ровные поверхности, что необходимо для удобства обращения и точной резки.

Предварительное отверждение

Этап предварительной обработки необходим для того, чтобы зеленый кек набрал достаточную прочность, чтобы выдержать обработку во время процесса резки. Предварительная обработка обычно происходит в тщательно контролируемой обстановке с точно контролируемой температурой и влажностью.

• Контроль температуры: Процесс предварительного отверждения происходит при температуре окружающей среды или слегка повышенной, обычно от 35°C до 40°C. Поддержание постоянной температуры обеспечивает равномерное отверждение по всему объему торта и предотвращает растрескивание или деформацию.
• Контроль влажности: Уровень влажности также контролируется во время предварительной обработки, чтобы предотвратить слишком быстрое высыхание зеленого пирога, что может привести к трещинам на поверхности или неравномерному отверждению. Обычно уровень влажности поддерживается в пределах от 50% до 70%.
• Продолжительность: Процесс предварительной обработки обычно длится от 2 до 4 часов, в зависимости от конкретных условий и состава смеси. Зеленый кек должен достичь достаточной твердости, чтобы выдерживать усилия, прилагаемые в процессе резки.

На этом этапе зеленый кек приобретает достаточную прочность для обработки, но остается достаточно мягким, чтобы его можно было легко разрезать на блоки желаемого размера.

Разрезание торта

После предварительной выдержки зеленого пирога его транспортируют в секцию резки, где его разрезают на отдельные блоки. Процесс резки высокоавтоматизирован и требует точности, чтобы обеспечить единообразие размеров и формы блоков.

• Горизонтальная и вертикальная резка: Зеленый кек разрезается на блоки с помощью высокопрочных проволок, которые разрезают материал как по горизонтали, так и по вертикали. Режущие проволоки должны быть идеально выровнены, чтобы предотвратить неровные разрезы или повреждение кек.
• Варианты размеров: блоки разрезаются по стандартным размерам, например, 600 мм x 200 мм x 100 мм, но также могут быть изготовлены индивидуальные размеры в соответствии с требованиями конкретного проекта.

Если вы хотите узнать больше о размерах кирпича, вы можете прочитать эту статью: Полное руководство по автоклавному газобетонному блоку. Размеры: маленький, средний и большой.

• Минимизация отходов: в процессе резки любой излишек материала, известный как «обрезки торта», удаляется и возвращается в производственный процесс. Благодаря этому отходы сокращаются, а производственный процесс становится максимально устойчивым и эффективным.
• Обрезка кромок: После первичной резки кромки блоков можно обрезать, чтобы удалить любые неровности и убедиться, что все блоки соответствуют указанным допускам на размеры.

Автоклавирование

Автоклавирование является наиболее критическим этапом в процессе производства автоклавного газобетона, где блоки подвергаются обработке паром высокого давления для достижения их окончательной прочности и долговечности. Этот процесс заключается в том, что разрезанные блоки подвергаются воздействию пара высокого давления при повышенных температурах в больших автоклавных камерах.

• Загрузка автоклава: вырезанные блоки аккуратно загружаются на тележки автоклава, которые затем вкатываются в камеры автоклава. Тележки предназначены для удержания блоков на месте во время процесса паровой обработки, предотвращая их смещение или деформацию.
• Высоконапорное паровое отверждение: После загрузки блоков в автоклав камера герметизируется и вводится пар высокого давления. Температура внутри автоклава может достигать 180°C, а давление может повышаться до 12 бар. Блоки подвергаются этим условиям в течение 8–12 часов в зависимости от конкретного рецепта и желаемых свойств.
• Образование гидратов силиката кальция: Высокая температура и давление внутри автоклава ускоряют химические реакции между известью, цементом и кремнеземными компонентами в блоках. Основными веществами, которые придают прочность блокам AAC, являются гидраты силиката кальция (C-S-H), которые образуются в результате этих процессов.
• Завершение процесса: После завершения процесса автоклавирования блоки медленно охлаждаются внутри камеры, чтобы избежать теплового удара, который может вызвать растрескивание. Когда блоки остынут, их вынимают из автоклава и готовят к следующему действию.

Извлечение из формы и отделка

После завершения процесса автоклавирования блоки извлекаются из форм и охлаждаются до комнатной температуры. На этом этапе блоки достигают окончательной прочности и готовы к процессу отделки.

• Извлечение из формы: блоки осторожно извлекаются из стальных или алюминиевых форм. Поскольку блоки были обработаны в автоклаве, они теперь достаточно твердые, чтобы с ними можно было работать без поломок или сколов.
• Отделка поверхности: Поверхность блоков шлифуется для удаления любых шероховатостей или дефектов. Для этого могут использоваться шлифовальные машины или другие отделочные инструменты в зависимости от конкретных потребностей проекта.
• Обрезка кромок: кромки блоков могут быть дополнительно обрезаны, чтобы гарантировать, что они соответствуют указанным размерам и допускам. Это особенно важно для блоков, которые будут использоваться в точных приложениях, где требуются жесткие допуски.

Контроль качества и тестирование

Контроль качества является неотъемлемой частью процесса производства блоков AAC, при этом на разных этапах проводятся многочисленные испытания, чтобы гарантировать, что блоки соответствуют отраслевым стандартам и спецификациям клиента.

1. Испытание плотности

Плотность блоков проверяется, чтобы убедиться, что она находится в указанном диапазоне, обычно от 500 до 800 кг/м³. Плотность влияет на теплоизоляцию блока, прочность и общие эксплуатационные характеристики в строительстве.

2. Испытание прочности на сжатие

Поскольку она определяет, какой вес может выдержать блок AAC, прочность на сжатие является важной характеристикой. Блоки подвергаются испытаниям на прочность на сжатие, чтобы убедиться, что они соответствуют требуемым стандартам, обычно от 2,5 до 4 МПа.

3. Испытание на теплоизоляцию

Широко признана исключительная теплостойкость кирпичей AAC. Испытания на теплопроводность проводятся, чтобы убедиться, что блоки обеспечивают ожидаемый уровень изоляции, помогая снизить расходы на отопление и охлаждение в зданиях.

4. Испытание на водопоглощение

Испытания на водопоглощение проводятся для определения устойчивости блока к влаге. Блоки с низким водопоглощением предпочтительны в районах, подверженных сильным дождям или воздействию влаги, поскольку они помогают предотвратить сырость и структурные повреждения.

5. Точность размеров

Испытания точности размеров гарантируют, что блоки соответствуют указанным размерам с допусками, как правило, в пределах ±2 мм. Точные размеры имеют решающее значение для обеспечения плотной посадки во время строительства, что снижает необходимость в дополнительном растворе или корректировках.

Упаковка и отправка

После того, как блоки прошли все проверки качества, они готовы к упаковке и отправке. Правильная упаковка гарантирует, что блоки будут защищены во время транспортировки и прибудут на строительную площадку в идеальном состоянии.

• Паллетирование: Блоки укладываются на деревянные или пластиковые поддоны, каждый поддон вмещает определенное количество блоков в зависимости от их размера и веса. Паллетирование облегчает транспортировку и обработку блоков.
• Упаковка: Поддоны оборачиваются пластиковой стрейч-пленкой или другими защитными материалами для предотвращения повреждений во время транспортировки. Упаковка также помогает сохранять блоки чистыми и свободными от пыли и мусора.
• Маркировка: Каждый поддон маркируется важной информацией, такой как размер блока, номер партии, дата изготовления и любые специальные инструкции по обращению. Используя эту информацию, можно гарантировать, что соответствующие блоки будут доставлены в правильное место.

Наконец, поддоны загружаются на грузовики или другие транспортные средства и отправляются клиентам или на строительные площадки. Процесс упаковки и отправки тщательно контролируется, чтобы гарантировать своевременную доставку блоков в хорошем состоянии.

Заключение

Процесс производства автоклавного газоблока представляет собой сложную и строго контролируемую операцию, которая включает в себя несколько стадий выбора сырья, смешивания, литья, отверждения, резки, автоклавирования и отделки. Для того чтобы гарантировать, что блоки соответствуют необходимым требованиям по прочности, долговечности и производительности, каждый этап процесса тщательно отслеживается.