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1、大学毕业设计年产10万m3加气混凝土砌块厂工艺设计The Technological Design Of Aerated Concrete Block Factory with Annual Producting 100,000 m32011 届 材料科学与工程学院专 业 无机非金属材料工程学 号 学生姓名 指导教师 完成日期 2011年6 月 3 日毕业设计成绩单学生姓名 学号 班级 专业无机非金属材料工程毕业设计题目年产10万m3加气混凝土砌块厂工艺设计指导教师姓名 指导教师职称教授评 定 成 绩指导教师得分评阅人得分答辩小组组长得分成绩：院长签字：年 月 日毕业设计任务书题目年产10万m
2、3加气混凝土砌块厂工艺设计学生姓名 学号 班级 专业无机非金属材料工程承担指导任务单位材料科学与工程学院导师姓名 导师职称教授一、主要内容设计一个厂址在北京、年产量为10万m3加气混凝土砌块厂，要求进行工厂的总平面设计，各个生产车间的纵横布置，所需的设备进行选型计算以及生产工艺流程的设计。二、基本要求1. 1图纸不少于4张，至少有1张为计算机绘制；2. 设计说明书不少于1.5万字，并打印说明书。 3. 翻译相关外文文献3000词以上，外文摘要300词以上。三、主要技术指标1. 完成总平面图 1张(1)；2. 完成原材料堆场图 1张(1)；3. .完成成型车间图 2张(1)；4对全厂技术经济进行
3、分析，确定各项技术经济指标和投资回收周期。四、应收集的资料及参考文献查阅相关文献资料不少于20篇，其中外文文献5篇以上。五、进度计划第 4 周 - 第 6 周 ：收集资料、熟悉毕业设计任务书；基本工艺计算、物料平衡计算；第 7 周 - 第 9 周 ：总平面图设计、设备选型计算；第 10 周 - 第13周 ：工艺布置设计，制图；第 14 周 -第16 周 ：撰写设计说明书、准备答辩。系主任签字时间年 月 日开题报告题目年产10万m3加气混凝土砌块厂工艺设计学生姓名 学号 班级 专业无机非金属材料工程一、设计背景加气混凝土是一种新型的建筑材料，一般用70%左右的硅质填料(如砂子、粉煤灰等)，再加入
4、一定量的水泥和石灰或矿渣等，掺入少量的发泡剂(如铝粉)等注入模具，用水搅拌成浆，注入模具内，经蒸压养护后即成。加气混凝土看起来好象发面一样，内部有很多的气泡，因此它有质轻、隔音、隔热等优点。它既可以切割成各种尺寸的砌块，又可以配以钢筋制成大型的承重建筑构件，是现代高层建筑和快速施工的良好建筑材料1。砌体结构是建筑工程中最常用的结构形式，其中砖石砌体约占95%以上。粘土砖是我国传统的墙体材料，由于其热工性能差，严重浪费土地资源、能源资源并且烧制时排放出大量的有害气体对环境造成很大的危害，随着我国环境保护力度的加大以及可持续发展战略的实施，人们环境资源保护意识逐渐加强，一些城市已经强制禁用烧结粘土
5、砖，转向粉煤灰加气混凝土的研究和发展，这无疑为新型墙体材料的(粉煤灰加气混凝土)推广应用提供了良好的发展机遇。据统计，建筑用能约消耗全球1/3能源，建筑节能成为整个节能工作的重要要组成部分2。早在1992年11月9日国务院在发布的文件关于加快墙体材料革新和推广节能建筑的意见中，就明确指出：要大力发展节能、节地、利废、保温、隔热的新型墙体材料，加决墙体材料革新，推进建筑节能工作。建设部建住房【1999】295号文以及国家墙体材料革新办公室墙办发【2000】06号文中也都已经明确提出相关城市限时禁止使用实心粘土砖的目标。目前我国墙体改革中大力推行的新型墙体材料主要有以下几种：加气混凝土砌块、轻集料
6、混凝土小型砌块、多孔砖等。加气混凝土是以工业废料为主要原料的新型建筑材料，具有良好的耐火、隔音和耐久性能等，是在建筑节能背景下替代粘土砖的较为理想的墙体。而在我国大力推行的上述这三种材料中，只有加气混凝土砌块墙体可达到传热系数K小于1.5、热惰性系数D大于3.0的标准要求，因此大力推广加气混凝土可极大的推动我国在建筑节能方面的工作3。我国的加气混凝土砌块生产也已经有近80年的历史。1923年我国从美国引入加气混凝土砌块生产技术，在上海延安中路铜仁路口建成了25幢砌块建筑，其外墙还使用了装饰砌块。上世纪60年代，由于新中国水泥工业的快速发展，带动了混凝土砌块的生产，我国的砌块厂迅速增多建起了砌块
7、厂4。1973年我国开始生产加气混凝土，但我国加气混凝土砌块的真正大规模发展是在改革以后。为了保护土地，节约能源，实现建筑的轻型化节能化，国家把发展加气混凝土砌块列为基本国策，并成立了国家加气混凝土砌块协会，各级政府都设立了墙体材料改革办公室，推动加气混凝土砌块产业化的发展。粉煤灰是烧煤的电厂排出的工业废料，大约每燃烧一吨煤粉就要排出150200公斤。城市电厂排出的粉煤灰不仅占用大片粉煤灰。而且严重污染环境因此如何处理电厂，土地。粉煤灰就成为城市建设的一个大问题。利用电厂粉煤灰生产加气混凝土，具有下列优点第一、综合利用，变废为宝。以年产20万立米加气混凝土规模计，每年可以利用粉煤灰八万吨以上。
8、第二、静停时间短，生产潜力大。水泥一石灰一粉煤灰加气混凝土浇注后，静停三小时左右即可硬化切割，较目前生产的水泥一矿渣一砂加气混凝土静停时间缩短一半，有利于模位周转，提高生产效率。第三、节约纯碱，降低成本。粉煤灰加气混凝土大量采用工业废料，且占总料量80%左右的原材料不需要磨细，同时利用石灰的碱度促使铝粉发气，节省了大量纯碱及其他原材料。因此，生产成本较低。综上所述，利用电厂粉煤灰进行加气块混凝土的生产有很大的意义。二、国内外研究现状国内：目前我国加气混凝土的推广应用仅局限于建筑的非承重结构中，其强度一般小于5MPa，在承重结构中还很少应用。虽然我国己颁布了一些有关加气混凝土砌块、板材、试验方法
9、等标准，然而在应用技术标准(设计、施工及验收)方面还存有缺口，同时也缺少指导设计及施工的应用构造图集，只有少数一些地区进行了试验性的应用。由于加气混凝土在应用中具有的局限性，从而未能使其优越的保温性能得以充分利用。即使在瑞典、法国、日本等加气混凝土技术较为发达的国家，加气混凝土砌块大都也只是用作填充围护墙，即使用来承重也只是建造1-3层的小型民居及别墅，因此，国外对加气混凝土的强度并无较高的要求。但我国人口多、人口密度大，在大、中城市建造低层住宅己无可能，发展多层建筑才符合我国的基本国情。因此，提高加气混凝土的强度，使其达到传绷彻体材料的强度(10MPa)，代替粘土砖应用于多层砌体应用于建筑的
10、承重部分，充分发挥其保温隔热性能，将对我国建筑节能工作的开展及建筑节能目标的实现做出极大的贡献。承重加气混凝土的研究具有极其重要的学术意义及应用价值5。但是仍有几个值得研究和探讨的问题：(1)、就整个加气混凝土行业而言，土法上马、生产工艺简陋落后的企业所占比重还很大，亟需进行改造提高，并扩大规模。对那些规模太小、产品质量差、周围市场不大，又无力改造或不值得改造的企业应予以淘汰。但低水平因陋就简重复盲目建设、低成本扩张、低质量生产的问题仍然存在，尚未得到根本解决。(2)、加气混凝土容重轻，抗压强度偏低，适于做围护填充及内墙隔断，不宜做承重墙。但不少地方与城市框架建筑、高层框架剪力墙建筑、钢结构建
11、筑极少，对填充材料需求很小，在这些地方就不宜新建加气混凝土生产线。由于投资者对这些情况不了解，又在一些不负责任的鼓吹者鼓动下，盲目上马，最后产品销不出去，背上包袱。有些城市自己没有什么市场，而建设后专供其他城市，当这些城市自己上生产线后，就会非常被动。因此，任何投资者在建设加气混凝土生产线时，必须认真进行当地及周围一定半径地区的市场调查和分析11。(3)、工艺设备设计水平普遍比较低，新建生产线太简单，有的工序不全，设备不配备。在生产线建设中专业化、社会化分工的观念不强，追求万事不求人，大而全、小而全，舍得买马舍不得配鞍的思想仍普遍存在，甚至相当严重。(4)、为了降低生产成本，增加收益，部分企业
12、在配方中取消水泥，即不用水泥，仅用石灰和粉煤灰，也有些企业为了在不增加蒸压釜的情况下增加产量，一再缩短蒸压养护周期，从一个周期1314h，缩短为一天两周转，即12h一个周期，再缩短到一天三周转，即8h时一个周期，甚至更短。对这些做法应非常慎重，应在严格的、严肃的、科学的、有很好重复性的试验验证的基础上才行，否则会影响产品的质量。一般不宜采取如此做法。对于产品质量仅看抗压强度和密度两个指标是远远不够的。要同时重视产品的抗冻性、干燥收缩值等性能指标是否合格12。(5)、石灰是生产加气混凝土重要原材料，石灰的质量及品质的稳定性对浇注的稳定性、坯体的质量、产品的性能有很大影响。到目前为止，我国还没有解
13、决优质的、稳定的生石灰生产供应问题，还没有专供加气混凝土生产用石灰的专业化生产厂家。业者及协会需在这方面加大投入进一步开展工作。(6)、人才培训跟不上加气混凝土在短时间内迅猛发展的形势。不少新建企业的生产管理人员仅到已建加气混凝土生产厂进行12个月的岗位操作培训就上岗生产。这种以师傅带徒弟、徒弟带徒孙的一代传一代的培训方式只会简单操作、不懂其原理，只能依样画葫芦，只知其然不知其所以然，故不能提高、发展。长期以往，我国加气混凝土只以能倒退。国外：由于加气混凝土在国外的研制和应用较早，技术己趋于成熟，在这些发达国家，加气混凝土制品在墙体材料的产量中所占比例为15%40%，无论在原材料的选择制备、配
14、合比设计、坯体养护、坯体切割，还是对成品性能的研究及施工工艺、质量措施等方面都形成了自己的专利技术，并进一步扩大发展。经过了几十年的发展，逐渐形成了六大生产工艺，他们是瑞典的“伊通”和“西波列克斯”，德国的“海波尔”、荷兰的“求劳克斯”、波兰的“乌尼泊尔”和丹麦的“司替玛”等。目前，国际建材与构件研究试验所联合会(RILEM)和国际建筑实验协会中有两个拥有许多国家专家的加气混凝土技术委员会：一个技术委员会负责制定和改进加气混凝土使用性能的标准测试方法；另一个技术委员会负责制定有关加气混凝土构件计算和设计的国际标准，标准的内容包括材料性能、计算原理、建筑工程施工、采用计算技术设计构件和经济核算等
15、。这两个技术委员会的研究工作对于世界加气混凝土工业的发展起着举足轻重的作用，在加气混凝土材料基本力学性能、基本构件计算分析和设计应用上都提出了一系列建议。N.Narayanan等人对蒸压加气混凝土材料的结构及性能进行了全面的总结；Huw.y.等人对北美地区的多个厂家的多种粉煤灰加气混凝土进行大量的试验研究，发现粉煤灰加气混凝土在含水率小于23%时材料的强度很高，其抗拉强度大致在0.25MPa0.41MPa，而且研究者指出随着材料抗压强度的提高，其抗拉强度也会增大。国外在材料本身性能试验及理论分析方面所做的研究较多，对低层房屋砌筑的施工构造方面也有相关技术规程，但是对加气混凝土作为承重结构材料应用于多层砌体的力学性能研究还较少。三、本研究的主要内容设计一个厂址在北京、年产量为10万m3加气混凝土砌块厂，要求进行工厂的总
