蒸压加气混凝土砌块配套砂浆的柔性化生产工艺和技术

  前言：

  加气砌块具有质轻、耐火性好、保温隔热性能佳、施工效率高等特点，因而在墙体材料中得到越来越广泛的应用。但由于砌体材料和其砌筑和抹面砂浆材料性能不配套，加气砌块在工程应用中存在着普通砌筑砂浆的粘结力低、灰缝冷桥问题、普通的抹面砂浆易产生空鼓、开裂等质量问题，直接影响到加气砌块的推广应用。根据加气混凝土砌块的性能特点，结合薄层砂浆干法施工方法的推广，如何研发和生产出符合加气砌块特性的专用配套的高性能预拌干粉砂浆日益成为一个突出的问题。

  可以生产加气砌块配套砂浆的生产线并非是普通的、标准化的干粉砂浆生产线，鉴于此类砂浆的技术含量和要求较高，各地原材料的情况也有所不同、产品的市场需求的情况也可能不同，因此对生产线设备的性能和配置也具有较高的要求。

  一、现代干粉砂浆工厂的首要体现：粉尘控制。

  因原材料和产品特性，干粉砂浆的生产过程极易伴随着粉尘的产生和弥漫，现代干粉砂浆工厂因合理的工艺设计、高品质的设备配置、以及科学的管理，往往可以做到一尘不染。在现代干粉砂浆工厂里，原材料存储、上料、砂的筛分和处理、计量配料和称重、混合、成品输送、包装等各个生产环节均需要采用无尘、低尘设计或进行粉尘控制。粉尘的控制不但来源于高性能的除尘设备、更重要的是合理的工艺设计和生产线设备的配置。在越来越多的企业讲求EHS（环境、健康、安全）管理的时候，在劳动保障和法制逐渐健全的今天，任何一个充满粉尘的工作环境都可能导致企业卷入法律诉讼和行政处罚的境地之中。而绝大多数的干粉砂浆企业或多或少地都面临着这样的经营风险。

  二、中等规模产量及产品范围的定义

  干粉砂浆生产线的产量通常只指其年产量，但需要具体考虑以下几个因素：年生产天数、每天的生产小时、销售淡季和旺季的区别、砂浆产品线的构成及其对应产量要求等，在综合考虑上述因素后，我们建议以小时产量定义干粉砂浆生产线的产能。这里所述的“中等产能要求”一般是指小时产量8吨到25吨。一般而言，小时产量小于5到8吨的生产线通常是简易的小型生产线，产品品种也较为单一；而产量大于25吨到40吨的生产线属于规模化大型生产线，一般而言，产品会覆盖从基础砂浆如抹灰砂浆到高技术含量的产品如自流平等广泛的范围，产品形式也从散装到包装应有尽有。

  对于中等规模生产线而言，适合的产品主要是特种砂浆或称技术砂浆，诸如外墙外保温系统砂浆、自流平地坪材料、修补砂浆、防水砂浆、彩色饰面砂浆、无收缩灌浆、内外墙腻子、瓷砖粘结剂、填缝剂等。包装形式主要以2KG、5KG、20KG\25KG、40KG、吨袋为主，产品在建材超市销售或在建筑工地使用。如何在同一生产线中共线生产多品种砂浆就变成一个重要的课题--柔性化生产及管理。

  三、柔性化多品种生产的主要工艺环节

  1、原材料及其存储

  原材料的储仓数量和容积是生产线设计的首要环节，其宗旨是最大限度的考虑到砂浆产品品种的多样性，以及满足产量的需求。由于中等产能要求的生产线一般主要定位于生产品种广泛的特种砂浆，可考虑采购使用已经烘干和筛分好的成品砂。吨袋装的成品砂的使用越来越普遍。其好处在于砂的质量可控、可使用率较高，生产管理和操作简单，对环境的影响较小。如果砂源品质较好并适合所生产砂浆的要求，可在产能20吨以上的生产线考虑烘干和筛分的使用。

  2、生产线结构形式

  多品种柔性化生产干粉砂浆要求采用塔式结构的生产线，阶段式生产线、阶段式与塔式混合的生产线都因其在原材料计量、输送及成品输送过程中存在交叉污染的情况而无法适应要求。站式生产线由于其可达高度有限及对计量系统设计的制约而无法满足生产线的设计要求。根据原材料特别是砂上料方式的不同及成品包装形式的不同，中等规模的塔式生产线高度一般在20米到30米之间。

  3、计量和称重系统的精确性和稳定性

  计量和称重系统的设计往往是干粉砂浆生产线设计的关键和重点，这一重点往往被干粉砂浆生产企业和设备供应商所低估和忽视，这带来的直接后果就是产品质量的波动和原材料的浪费。计量系统的控制精度及其稳定性置关重要，理想的主材计量的控制精度应每批都在1公斤左右，而化学添加剂计量的控制精度应当每批都在10克之内，计量精度不但取决于计量设备本身的性能和可靠性，而且与系统设计、钢结构、环境因素相关。此外，根据成品类别及原材料品种的数量，针对粘结材料、骨料、纤维、颜料、其他化学添加剂的特点，以及生产线的性能要求和技术要求，应当尽可能考虑增加称重系统的数量和独立性。一般而言，化学添加剂因其在配方中的比例微量，对自动计量系统的要求实际上非常高，如果采用的自动计量系统无法提供必需的精度要求和计量的稳定性，建议采用人工配料并直接投入混合机。

  比较典型的计量和称重系统通常由计量螺旋、蝶阀、秤斗、控制系统构成。作为计量系统的核心设备，并不是所有的螺旋输送机都可以称之为计量螺旋。通常，计量螺旋（如图所示）都是根据所计量的材料特性、要求的配料精度、以及生产效率而特别设计的。

  如果计量系统的设计未能充分考虑到从基础产品到高技术含量的多品种砂浆产品不同的的配方要求，或者只是基于几种基础产品的配料要求设计和配置的话，是无法适应多品种砂浆的生产要求的。换言之，这种计量系统本身缺乏对原材料变化和不同产品变化的适应性。

  4、混合机的能力、残留及清洁

  混合机因其混合原理、设计及制造水平而具有非常不同的混合能力。而不同种类的干粉砂浆也因其配方和原材料的组成不同而相对较容易混合或不容易混合。一般而言，组分越少、相对掺量越大、砂越多的配方相对容易混合；而组分多、粉料多、相对掺量微小、含纤维及颜料的配方就难以混合。多品种柔性化生产要求混合机具备较高的混合能力，以适应于宽泛的配方和组分的混合。m-tec高性能混合机满足所有复杂的干粉砂浆的混合质量要求。

  此外，对绝大多数混合机而言，因适应混合要求而形成的封闭结构、及干粉砂浆原材料本身的特点，都存在卸料后有残余的问题，如果下一个批次需要生产其他配方的材料，这些残留在混合机底部和内壁的现存成品会被夹杂并影响下一个或几个批次的产品质量，因此在更换产品时需要对混合机进行清洁。根据混合机容积的大小和卸料机构的不同效果，做到彻底的清洁所需要的时间可能持续几分钟到几个小时，如果进行多品种生产，这无疑会造成生产线产量和效率的大幅度下降。m-tec MR双开门100度、无残余混合机使得这种状况得以基本避免。如果客户还有更加苛刻的要求，m-tec新型的安装在混合机和其他设备上的自动清洁系统，结合MR型无残余卸料混合机，使得跨品种、跨颜色的干粉砂浆高效率、自动化生产成为现实。

  5、成品材料的传输和包装

  中等规模的生产线一般不配置散装系统和散装成品存储系统，但吨袋及小包装的配置有时是需要考虑的。如何设计和采用何种设备避免在这一过程中产生的交叉污染成为一个关键问题。分料装置的使用可以部分解决这个问题，但却带来了增加高度的新问题；同时，在传输环节避免材料的离析也非常重要。

  四、m-tec MTA500、 MTA700、MTA1000干粉砂浆生产线

  适应于中等规模产能要求、广泛砂浆品种生产的的m-tec塔式生产线主要包括MTA500、MTA700、MTA1000，具体数据见下表：

  五、m-tec干粉砂浆生产线在保证产品质量稳定性方面的优势

  下述的生产数据说明了 某m-tec MTA700型生产线在计量精度控制、混合效率及质量、及砂浆成品质量稳定性方面的情况。生产线计量系统、混合机及控制系统均采用了m-tec自主设计和制造的产品。

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

  2、添加剂计量实际精度随机10个设定2公斤：

  实际：1.99、2.01、2.01、2.01、2.01、2.01、2.01、2.01、2.01、2.01

  3、主材计量实际精度随机10个设定：168公斤:

  实际：168 、167、168、168、167、168、168、168、168 、168、168

  4、每批次混合0.8吨，搅拌时间180秒；

  5、随机抽取个二个配方方案检验数据

  以上生产和实验数据显示出生产设备在保障成品质量及其稳定性方面的重要影响和作用。主材及外加剂的计量，以及搅拌的均匀性直接决定了产品的性能，以及同一产品的质量差异性。

  六、结语

  高效率高质量地共线生产广泛砂浆品种是可行的，前提是生产线必须由相适应的工艺设计、并有高性能的计量、混合、输送、控制系统作为支撑，这样以来，因其计量及混合的可靠，使得最终的砂浆成品在性能、施工性等方面都体现出高质量的特征