吳 杰 吳迎春 黃 健

1. 上海建工材料工程有限公司 上海 200086；2. 上海同凝材料科技發(fā)展有限公司 上海 201204

1 概述

發(fā)泡水泥板作為一種新型的無機保溫材料，具有原材料大宗性、生產(chǎn)工藝簡單、投資規(guī)模小、安全防火、性價比優(yōu)勢突出等特點，決定了其從開始進入市場就被廣泛接受，工程應用越來越廣，市場也越來越龐大，從而造就了相關的材料生產(chǎn)企業(yè)、配套設備生產(chǎn)企業(yè)的大量涌現(xiàn)。

發(fā)泡水泥板的基本生產(chǎn)工藝流程為：材料計量→材料混合→加水攪拌→加入發(fā)泡劑→模具澆筑→靜置發(fā)泡→硬化成型→養(yǎng)護切割→成品包裝。其中生產(chǎn)過程中的關鍵工序有材料配比設計的合理、環(huán)境及漿料的溫度控制、漿料引入發(fā)泡劑后的混合時間及混合均勻程度、靜置發(fā)泡過程及硬化養(yǎng)護過程中的控制措施等。由于關鍵工序的控制與否對發(fā)泡水泥板的生產(chǎn)尤為敏感，關鍵工序的精確性及合理性決定了發(fā)泡水泥板成品質量的好壞。

2 傳統(tǒng)粗獷式的人工生產(chǎn)

這是發(fā)泡水泥板發(fā)展初期及目前小規(guī)模企業(yè)最常采用的一種生產(chǎn)方式，受投資規(guī)模的影響，往往場地較小、設備簡陋、人工為主、工序混亂。下面結合典型案例，從其生產(chǎn)設備、生產(chǎn)工序及過程控制等進行分析。

2.1 原材料和設備

原材料：普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥、粉煤灰、發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑、聚丙烯纖維等。其中硫鋁酸鹽水泥是小規(guī)模企業(yè)經(jīng)常采用的一種原材料，因為受場地及生產(chǎn)工藝限制，為了提高模具的周轉效率及發(fā)泡的穩(wěn)定性，可以利用硫鋁酸鹽水泥來提高產(chǎn)品的凝結速度及早期強度。

生產(chǎn)設備：電子秤、移動式攪拌機、模具、推車、切割機、塑封機、開水爐等。其中電子秤是作為原材料的稱量用，移動式攪拌機是用來攪拌漿料，模具尺寸通常為920 mm×920 mm×320 mm，推車是拆模后用來轉移坯體的，切割機是用來切割成品尺寸，塑封機是用來進行產(chǎn)品包裝。

2.2 生產(chǎn)工藝

原材料計量：人工按材料配比用電子秤對原材料進行分類計量后，將材料裝入一個袋子，通常一個袋子的材料量就是一個模具的材料用量，裝好后將袋子依次堆放到模具旁邊等待使用。

人工將移動式攪拌機推至模具上方，用磅秤稱水（用熱水和冷水勾兌至指定的溫度，通常在35～45 °C），倒入袋子中與原材料進行攪拌，攪拌約1 min后倒入發(fā)泡劑繼續(xù)攪拌5～6 s，將漿料放入模具。至此，單個模具澆筑完成，將攪拌機移動至下一個模具重復操作。

漿料放入模具后，發(fā)泡成型，養(yǎng)護1 d后進行拆模，利用小推車將坯體轉運至帶切割機的場地去碼放。

坯體養(yǎng)護1～2 d后，將坯體搬運至切割機上進行切割，切割完成后進行塑封包裝。

2.3 分析

可以看出，以上生產(chǎn)方式基本以人工計量、控制為主，通過必要的設備進行生產(chǎn)操作，分析結論如下：

（a）材料計量采用人工稱量，稱量隨意性大，易產(chǎn)生誤差，且存在稱錯材料的可能。原材料中摻入了硫鋁酸鹽水泥，雖然提高了產(chǎn)品的前期強度及生產(chǎn)周轉效率，但卻影響了成品的長期耐久性，易粉化起砂，從而影響施工后的使用質量。

（b）漿料的溫度對發(fā)泡的影響最為敏感，此生產(chǎn)工藝只控制水溫，對漿料的溫度、原材料的溫度（主要指水泥）無法控制，從而無法對漿料的溫度進行測量，溫度的偏差易導致漿料的稠度偏差，氣泡大小、均勻度及發(fā)泡高度均會發(fā)生變化，從而導致成品密度及泡孔不同，影響產(chǎn)品的強度、熱傳導系數(shù)等。

（c）單個模具按成品尺寸以0.9 m×0.9 m×0.3 m計算，單個模具體積為0.243 m3，按100 個模具計算，一天的產(chǎn)量約為25 m3，可以看出此生產(chǎn)工藝的效率極低，單個企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模根本無法滿足大體量的項目供應。

生產(chǎn)過程的控制基本以人工經(jīng)驗為主，遇到問題很難查找原因，從而也就決定了產(chǎn)品質量的極其不穩(wěn)定，從而造成產(chǎn)品質量時好時壞的局面。

3 發(fā)泡水泥板工業(yè)化生產(chǎn)技術研究[1-4]

自動化流水生產(chǎn)是現(xiàn)代工業(yè)的基本要求，是產(chǎn)品生命力和競爭力的必然條件，是產(chǎn)品生產(chǎn)質量穩(wěn)定性及合格率的基本保障，是企業(yè)規(guī)模提高的必然趨勢。

3.1 針對發(fā)泡水泥板的基本工藝流程的工業(yè)化生產(chǎn)技術研究

原材料：原材料的采購及供應應優(yōu)先選用品牌及質量過硬的供應商，材料的儲存應遵循現(xiàn)代企業(yè)的管理要求，水泥、粉煤灰等主要原材料應采用散裝并利用筒倉存儲，聚丙烯纖維、減水劑等功能外加劑應儲存在通風干燥的倉庫內，并按產(chǎn)品類別分區(qū)堆放，并按照“先進先用”的原則，先進廠的材料先用，超過保質期的材料嚴禁使用。

材料配比：生產(chǎn)配合比應經(jīng)工廠實驗室配比設計、試驗及檢測合格后方能用于正式生產(chǎn)，并對正式生產(chǎn)的過程進行監(jiān)控和及時調整。發(fā)泡水泥板的配比設計還應根據(jù)季節(jié)和氣溫的不同進行及時調整，以確保不同氣候環(huán)境條件下的產(chǎn)品質量的穩(wěn)定性，并滿足生產(chǎn)工藝的需求。

材料計量：材料計量應采用全自動化，粉料的計量應采用電子計量秤自動計量，水、發(fā)泡劑等流體材料應采用電子計量或流量計等設施，全過程材料計量應無人工參與，以確保產(chǎn)品的計量精確性。另外，需定期對計量設施進行校對，以較少計量的誤差。

攪拌機：材料加入攪拌機、攪拌轉速、攪拌時間及放料均應為自動化控制，針對發(fā)泡水泥板漿料的特性應采用立式渦輪葉片高速攪拌機，在5～6 s短時間的高速攪拌，充分保障發(fā)泡劑與漿料的混合均勻性，并及時澆筑進模具內。

漿料溫度：發(fā)泡水泥的漿料溫度是決定發(fā)泡穩(wěn)定性、泡孔大小、泡孔均勻度、發(fā)泡高度、發(fā)泡速度等的關鍵因素，因此，需對筒倉內的水泥及粉煤灰的溫度、氣溫進行實時監(jiān)控，從而調整拌和用水的溫度，達到控制漿料溫度的目的。拌和用水溫度應采用全自動溫控熱水爐進行控制，以便在較短的時間內滿足水溫的調整。

生產(chǎn)模具：在目前自動化程度較高的生產(chǎn)方式中，模具根據(jù)企業(yè)的設想及生產(chǎn)工藝的不同，模具的尺寸往往不同，但通常尺寸都遠遠高于傳統(tǒng)的人工作坊式的生產(chǎn)工藝。目前，現(xiàn)有生產(chǎn)用模具最大尺寸達到4.2 m×1.8 m×0.7 m，單個模具的產(chǎn)量達到4.5 m3。

3.2 拆模切割工藝

目前常用有以下2 種拆模切割工藝。

一種是鋸切割工藝。漿料澆筑進模具后，待發(fā)泡成型，硬化1～2 d后進行拆模，進行下道工序，受此影響，企業(yè)要提高產(chǎn)能，往往只能依靠提高模具的數(shù)量來提高產(chǎn)量，進而影響到企業(yè)的廠房規(guī)模、投資規(guī)模。并且受搬運及切割工藝影響（切割工藝采用鋸切割，對坯體的強度要求較高），模具的最大尺寸往往受到限制，按單個模具2.1 m×1.2 m×0.6 m計算，單個模具產(chǎn)量為1.5 m3，以100 個周轉模具計算，單日的最大產(chǎn)量在150 m3。

另一種是線切割工藝。漿料澆筑進模具后，待發(fā)泡成型后，靜置30 min進行脫模，脫模采用固定?？虼怪钡醭龉に?，完成后，對坯體進行線切割。此工藝由于切割時對坯體強度沒有要求，并且無需轉移坯體，因此對模具的尺寸無限制，按單個模具4.5 m3的產(chǎn)量計算，生產(chǎn)100 次，單日最大產(chǎn)量達到450 m3，遠遠高于其他生產(chǎn)方式。并且采用線切割工藝極大提高了產(chǎn)品的切割效率，節(jié)省了鋸切割耗費的大量人工成本。因此，可以看出，發(fā)泡水泥板的生產(chǎn)效率、產(chǎn)能、產(chǎn)品質量不僅僅需要依靠設備的高度自動化，還需設計合理的工藝流程及生產(chǎn)方式，發(fā)泡水泥板的線切割工藝的引進，可以大大提高單個模具的尺寸及模具的周轉效率，還節(jié)省了鋸切割耗費的大量人工，從而從根本上提高了生產(chǎn)工藝的自動化。