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1、年产10万m3煤矸石混凝土砌块的生产工艺设计摘要本设计的题目为年产10万立方米的煤矸石混凝土砌块的生产工艺设计。首先得对煤矸石的组成、应用以及优缺点进行概述，再次要熟练混凝土配合比的计算和煤矸石掺量，而且自行设计砌块块型，以达到保温节能的要求。根据要求进行物料平衡计算和设备选型计算，同时对所涉及的各种设备进行了解，而且要查看相关资料，熟悉砌块生产线的流程，再根据自己设计要求，从装料、输送、配料、搅拌以及成型等流程设计出满足自己要求的工艺流程图，最后就是选择厂址，画出工厂总平面图。在此课题中，从设计到完善，都要满足设计要求和环境条件，在以最小污染和较经济的情况下完成该课题实验，才达到目的。关键词
2、：煤矸石混凝土 配合比 搅拌机 配料机 输送机 砌块成型机目录摘要2第一章 前言41.1 建筑节能保温材料411.1 保温材料概念及分类41.1.2 节能保温建筑材料的选材原则411.3 保温材料的历史及发展41.2 煤矸石71.2.1 煤矸石来源及组成71.2.2 对环境的影响81.2.3 在建材领域的利用91.2.4 在其他领域的应用101.2.5 回收用途111.3 煤矸石混凝土13第二章 混凝土配合比计算152.1 设计条件152.2 普通混凝土配合比计算162.2.1 混凝土配制强度的确定162.2.2 确定水胶比162.2.3 用水量和外加剂用量172.2.4确定胶凝材料用量182
3、.2.5 砂率192.2.6 粗、细骨料用量19第三章 物料平衡计算203.1 基础数据203.2 块型设计213.3 干物料计算223.4 湿物料计算223.5 物料平衡表23第四章 设备选型计算234.1 搅拌机选型计算234.2 砌块成型机选型计算264.3 砂石输送机选型计算284.4 螺旋输送机的选型计算314.5 骨料配料机364.6 主机能力平衡表39第五章 产品成本估算及经济效果分析395.1 产品成本估算395.2 投资估算的范围与依据405.3 编制说明405.4 工程费用计算414.5 基本数据41结论42参考文献43第一章 前言1.1 建筑节能保温材料11.1 保温材料
4、概念及分类在建筑工程中，把用于控制室内热量外流的材料称为保温材料，把防止室外热量进入室内的材料称为隔热材料，两种材料均利于节能，通称为节能保温建筑材料。目前在工业与建筑常用的保温节能材料可分为无机类、有机类和复合材料三大类，按组成和状态又可分为：无机纤维状保温材料：如岩棉、玻璃棉、矿渣棉。松散粒状保温材料：如膨胀蛭石及制品、膨胀珍珠岩及制品。无机多孔保温材料：如泡沫水泥板、加气混能吐、微孔硅酸钙、复合硅酸盐。有机保温材料：各种聚苯板、聚碳酸酯、酚醛泡沫、软木板、木丝板。复合保温材料：如金属夹芯板。1.1.2 节能保温建筑材料的选材原则 节能保温建筑材料的选材要遵循以下原则：使用温度要适合。热导
5、率要低。物理化学性能稳定。耐用年限要长。对工程要求的适应性要广。具有不燃性能。在满足上述条件下，材料价格要低。11.3 保温材料的历史及发展我国地域广阔，冬寒夏热十分突出，与同纬度其他国家相比，自长江以北至东北地区冬季温度偏低 10-18 ，夏季温度偏高 2 。由于我国对建筑物的保温、隔热、气密性重视不够，使得既有建筑和新建建筑的保温、隔热和气密性大部分都很差，采暖系统热效率普遍偏低。据统计，到 2000年底，能够达到建筑节能设计标准的建筑累计仅占全部城乡建筑总面积的 0.5%，占城市既有采暖居住建筑面积的 9%，绝大部分新建建筑仍是高能耗建筑。国外保温材料工业已经有很长的历史，建筑节能用保温
6、材料占绝大多数，从上世纪 70 年代开始，国外开始普遍重视保温材料的生产和应用，力求大幅度减少能源的消耗量，从而减少环境污染和温室效应。如美国从 1987 年以来建筑保温材料占所有保温材料的 81左右，瑞典及芬兰等西欧国家 80以上的岩棉制品用于建筑节能。建筑节能不仅仅是建筑节能法规的颁布执行，它的实现还涉及一个庞大的产业群体，其中保温隔热材料与制品是影响建筑节能一个重要的影响因素。建筑保温材料的研制与应用越来越受到世界各国的普遍重视，新型保温材料正在不断地涌现 1。近年来，世界各国都在采取有力措施，发展保温材料，主要生产国保温材料的年增长率在 10%上下波动，例如日本，每年保温材料的增长率为
7、 10%12%，保温材料的生产和使用量越大，节约的能源越多。从这个意义上讲，生产保温材料，就是生产能源，发展保温材料就是发展能源。而发展保温材料，比发展能源投资小、建设周期短、资源多、见效也快。因此，采取有力措施，大力发展保温材料工业，积极宣传保温材料对节能的作用，认真组织保温材料的推广和应用。真正做到该用保温材料的地方，都用上保温材料，这是有关的主管机关和科技工作者的一项光荣而又艰巨的任务2。目前，发达国家在浆体保温材料研制开发方面，是以轻质多功能复合浆体保温材料为主。此类浆体保温材料的各项性能较传统浆体保温材料明显提高，如具有较低的导热系数和良好的使用安全性及耐久性等。同时，这类复合浆体保
8、温材料又具有优异的功能性，如无氟利昂阻燃型聚氨酯泡沫复合浆体保温材料、超轻质全憎水硅酸钙浆体保温材料等，可以满足不同使用条件的要求。此外，在开发“绿色”保温材料制品方面，国外也做出了相当程度的尝试，从原材料准备（开采或运输）、产品生产及使用，及日后的处理问题，都要求最大限度地节约资源和减少对环境的危害。保温材料工业是国外资源重新回收利用的一个很成功的典型 3。世界上保温材料的品种已经发展到六大类、几十个品种。各国由于资源条件和技术条件的不同，发展保温材料也各有侧重。例如美国、日本侧重于发展玻璃纤维、北欧则侧重于发展矿棉。匈牙利非常重视纤维保温材料的发展。传统的保温材料，例如硅藻土，美国、苏联、
9、日本都在应用，近年来各国普遍重视发展珍珠岩 2。国内从 20 世纪 80 年代中期开始外墙外保温技术的试点，并将该技术广泛应用于建筑领域。但目前国内的建筑节能水平还远低于发达国家，建筑单位面积能耗仍是气候相近发达国家的 35 倍。国内的建筑节能工作在北京、天津等地进展情况较好，但在采暖地区的很多城镇进展相当缓慢，其原因主要是：建筑节能意识差；立法不健全，尽管节能技术标准属于强制性标准，却缺乏行政法规和执行机构实施监督；包费制的采暖收费制度与用户利益无直接关系，不能促使住户对节约热能的关注。建筑节能缺乏经济政策驱动机制，建设单位往往过多计较一次性基建投资；节能科技投入过少，从研究到推广各环节的工
10、作还不配套，建筑节能产业体系还未充分建立 3。过去，由于我国建筑物不强调保温，工业保温也缺乏严格的规定和要求，保温材料生产量小，应用面窄，又加上地区性的不平衡，保温材料生产厂多集中在东北、华北和华东地区。因此，全国的能源利用率仅为 28%，有 72%的能源白白浪费掉，我国的能源利用率，比工业发达的国家低 50%。我国的保温材料以珍珠岩、硅藻土、蛙石和石棉为主。无机纤维、泡沫塑料、微孔硅钙板、加气混凝土、近年来有了较快的发展 2。1990 年之前辽宁的膨胀珍珠岩和全国一样主要用于屋面保温，由于建筑热工规范等新的技术要求，又逐渐加工成珍珠岩制品，也用于屋面保温。其它保温材料主要用于工业窑炉及管道保
11、温。1990 年之后，由于建筑节能标准的要求和节能住宅试验小区的不断推广，保温材料已较多地用于建筑的屋顶及墙体和地面保温 4。总体来说，目前，我国墙体保温材料技术水平较低、种类较少、产品大多属于低档产品。在我国常见的保温隔热材料的种类主要有以下几种：目前建筑中常用的泡沫型保温材料主要包括两大类：即泡沫石棉保温材料和聚合物发泡型保温材料。其中的聚合物发泡型保温材料凭借其吸收率小、导热系数低、现场操作不会产生粉尘等优点，受到各方的青睐，得到较大的推广和应用。硅酸钙绝热制品保温材料在上世纪 80 年代曾经风靡一时，是块状硬质保温材料中的佼佼者。但随着时代的不断进步、科学技术的发展、研究手段的完善，硅
12、酸钙绝热制品保温材料在市场上逐渐不再占据主导地位。导致这一结果的主要原因是厂家出于降低成本等考虑，将纸浆纤维作为石棉的替代品制作硅酸钙绝热制品保温材料，由于纸浆纤维不耐高温，用这种材料制备出的硅酸钙绝热制品保温材料的耐高温性能严重降低，同时还大大增加了制品的脆性，增加了制品的破碎率。纤维质保温材料曾经在上世纪 80 年代凭借其优异的防火性能和保温性能被广泛应用于建筑墙体、屋面的保温。但随着新型保温材料的出现，纤维质保温材料的劣势也逐渐显现出来，如投资较大，生产厂家很少，在与其他新兴保温产品的对比中逐渐处于劣势，大大限制了纤维质保温材料的推广应用。复合硅酸盐保温材料的通性为导热系数低、耐高温、耐
13、火性强等。不仅如此由于制备硅酸盐类保温材料的原材料来源丰富、价格低廉、在市场竞争中占有优势。常见硅酸盐保温材料的主要种类包括硅酸镁、铝、稀土复合保温材料等。超轻保温砌块具有质量轻、施工速度快、保温效果好等优点，除此之外，超轻保温砌块在生产过程中还可以大量利用粉煤灰、矿渣等工业废渣作为原材料，这样，一方面降低了生产成本，另一方面还可以变废为宝，减少了环境污染，节能环保随着框架结构建筑的普遍采用，尤其是近些年来应用日益普遍的轻钢龙骨结构住房、厂房的出现、复合保温墙体材料的大量研究、应用，超轻保温砌块的生产与应用得到了前所未有的迅猛发展 5。用煤研石制保温材料,既充分回收利用了煤研石中的热能资源和矿
14、物资源,又有效地提高了煤研石产品,的附加值,是一种新的煤研石综合利用方法。1.2 煤矸石1.2.1 煤矸石来源及组成煤矸石是矿业固体废物的一种，是洗煤厂的洗矸、煤炭生产中的手选矸、半煤巷和岩巷掘进中排出的煤和岩石以及和煤矸石一起堆放的煤系之外的白矸等的混合物。煤矸石属沉积岩。主要岩石种类有粘土岩类、砂岩类、碳酸盐类和铝质岩类。粘土岩中主要矿物组分为粘土矿物，其次为石英、长石云母和黄铁矿、碳酸盐等自生矿物，此外还含有植物化石、有机质、碳质等；砂岩类矿物多为石英、长石、云母、植物化石和菱铁矿结核等；碳酸盐类的矿物组成为方解石、白云石、菱铁矿，并混有较多的粘土矿物、陆源碎屑矿物、有机物、黄铁矿等；铝
15、质岩类均含有高铝矿物：三水铝矿、一水软铝石、一水硬铝石，此外还常常含有石英、玉髓、褐铁矿、白云母、方解石等。 煤矸石的岩石种类和矿物组成直接影响煤矸石的化学成分，主要的无机成分有硅、铝、钙、镁、铁的氧化物和某些稀有金属。1.2.2 对环境的影响煤矸石是煤炭开采、洗选加工过程中产生的废弃岩石，约占煤炭产量的15 %左右。我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国。由于矸石中含有残煤、碳质泥岩、碎木材等可燃物质，在长期露天堆积后，往往发生自燃现象，排放出大量的CO、CO2、SO2、H2S及NOx、CmHn 等有害气体，给环境带来了极大的危害。1煤矸石自燃的危害由于煤矸石长期露天堆放，矸石内部的热量逐接积累，当温度达到燃点时（煤的燃点一般为360C），矸石中的残煤及其它可燃物便可自燃。全国国有煤矿有大小矸石山1500多座，大约有1/3的矸石山发生过自燃现象，放出的大量有害气体，如SO2、CO、CO2、H2S、NOx等，并拌有大量烟尘，对矿区环境造成了严重污染。汾西矿物局的分析资料表明：凡煤层含硫在3 %左右，其中硫铁矿占40 %以上的煤矸石，并有硫铁矿结核出现，都会引起自燃发火。2危害生态环境，破坏自然景观目前我国煤矿产生的矸石大多露天堆放，不同程度地侵占耕地，平原地区更加
