(1)配比设计的主要因素
在进行配比设计时,要综合考虑以下各方面的因素,而不能只片面考虑其中的一个因素。
①砖的强度要求。如果砖的标号要求较高(15--20MPa),在进行配比设计时,就要增加胶凝材料特别是水泥的用量,并选用富余标号较大的水泥,同时,还要注意骨料用量不能少并合理级配。
相反,如果砖的标号要求一般(7. 5-12MPa),则可以降低水泥用量及超细粉煤灰用量,i级粉煤灰的用量可加大,骨料可少用。
②粉煤灰的质量状况。例如,要考虑粉煤灰的品质级别,是干排灰还是湿排灰,是否分选和粉磨,是否造粒,特别是其烧失量、含水量、细度等技术指标。
如果上述各方面均比较理想,可以少用水泥或不用水泥,造粒的粉煤灰可取代其他品种的骨料,粉煤灰的总配比量可放宽到85%以上;相反,如果上述各方面不太理想或某一方面不理想,就应加大水泥的配比量或超细灰的配比量,如果其没有造粒,应配比适当的其他品种骨料。
③制砖机的性能。如果采用的是性能优异的大吨位压砖机,且是多次双面加压,则应降低水泥及高细超细粉煤灰等胶凝成分的用量,也可以在骨料用量及其级配上宽松一些;而如果成型机压力小,且是一次冲压,加压速度快,单面施压,就应加大水泥的配比量或加大高细超细粉煤灰的用量,同时骨料用量要合理并应有较好的级配。同时,活化剂的配比量也要加大。
如果采用的是振动成型制砖机,粉煤灰的配比量应控制,其最大用量不能超过50%;应大量配比骨料,或配比经过造砂处理的粉煤灰。这时,骨料的配比量不能低于45%,否则成型困难且砖的强度不易保证。
④工艺设计。配比设计与工艺设计是密切相关的。工艺设计合理,有轮碾、陈化、蒸汽养护或蒸压养护等较先进的工艺,那么在配比设计时,水泥用量就可以降低或不用,同时,磨细灰也可少用,活化剂的用量相应降低;其中,养护工艺影响最大,是最主要的因素。例如,当采用蒸压工艺时,完全可实现无水泥免烧砖,而采用自然养护时,则不宜实现无水泥免烧砖。
⑤活化剂的性能。生产粉煤灰免烧砖,活化剂是必不可少的。
活化剂的性能将直接影响免烧砖的配比。现在,市场上的活化剂品种很多,效果差别较大。因此,采用什么品种的活化剂,这种活化剂的效果如何,是配比设计必须注意的问题。活化剂的效果好,水泥就可少用或不用,对粉煤灰的品质也可以放宽,粉煤灰的用量可以大一些。而当活化剂的效果并不十分理想时,水泥就应多用一些,磨细粉煤灰也应多配比,同时骨料也应提高配比量,粉煤灰配比总量就相应降低。
⑥骨料的品种和质量。骨料是粉煤灰免烧砖的主要材料,不可没有。有人宣传95%配比量的无骨料免烧砖,这是不可取的。
不能片面追求粉煤灰的高掺量而违背科学。没有骨料,如此细的粉煤灰是很难保证免烧砖品质的 骨料的品种选择及质量,对配比影响较大。当采用硬度较大表面粗糙,有害成分较少,级配合理的骨料时,水泥就可少用,粉煤灰配比量可加大,磨细灰也应适当降低。但当骨料的品质较差时,水泥用量及磨细灰用量就应加大,粉煤灰的配比量相应降低。
(2)配比设计的方法和步骤
①优先确定粉煤灰与骨料的品种和比例。这一比例应根据粉煤灰与骨料的品质来确定,同时还要考察成型机技术参数及免烧砖对强度的要求。
②根据上述骨料与粉煤灰的比例以及砖的设计强度,确定水泥的加量及高细或超细灰的加量,即胶结料与集料的比例;这一比例也要与砖机的成型性能及工艺相适应。
③依据粉煤灰的用量来确定生石灰、石膏的用量。
④按照粉煤灰、活性骨料的总用量来确定活化剂的用量。
⑤最后确定其他外加剂的用量,其用量应依据水泥、粉煤灰、活性废渣等的总用量来确定,同时考虑砖的质量及工艺对配比的要求。
上述配比设计应通过小试、中试来反复调整,然后再根据调整结果来确定生产用配比。这一配比还应在生产实际中随时调整和变化,最终成为相对稳定的配方。