多功能空心混凝土砌块加工生产线的制作方法

本发明涉及节能建材领域，具体涉及一种多功能空心混凝土砌块加工生产线。

背景技术：

当前，我国资源和能源供应与社会经济发展之间的矛盾十分突出，建筑和房地产业是典型的大量消耗资源和能源的产业，已占全国能耗的30％以上，是节能减排的重点领域；开展建筑节能已势在必行。

目前我国建筑上粘土砖使用量极大，主要起到分隔空间和填充等作用。粘土砖又分为空心砖和实心砖。实心粘土砖消耗优质粘土资源，对植被和环境造成很大的破坏，且相同体积下，砌筑效率低。空心砖的强度低，抗震性能差，存在安全隐患。并且空心砌块体积大，砂浆用量小，砌筑的墙体结构牢固性差。

采用混凝土加工空心砌块，替代空心烧结砖是一个有前景的技术思路，可以大幅度减少黏土资源消耗。并且也可以通过工艺、配方调整加强空心砌块的物理性能。但目前该技术构想还停留在实验阶段，并没有专门生产空心混凝土砌块的自动化生产线。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种多功能空心混凝土砌块加工生产线，填补行业空白。

为实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案是：一种多功能空心混凝土砌块加工生产线，

包括向搅拌机提供砂石碎料和水泥的主料供应系统，主料供应系统包括聚丙烯纤维加料器和玻化微珠加料器；

所述搅拌机上还设置供水装置，供水装置上具有添加减水剂的设施；

第一输送机构将搅拌机出料送入压力成型机进行振动加压成型，该成型机配套有加工混凝土砌块上的空心结构的模具；

第二输送机构将成型后的砌块布置在托盘上送入养护室养护；

还设置有养护场，用于将养护室养护后的砌块进行露天自然养护，养护场配套设置浇灌机构用于浇灌养护水。

优选的，所述压力成型机包括成型模具，所述成型模具具有制作位于砌块中心沿高度方向的减重隔热孔的柱形结构，所述减重隔热孔有三排，共8个，减重隔热孔横截面呈方形；三排减重隔热孔的排布顺序为3个、2个、3个，且中间一排的两个孔较宽使得三排减重隔热孔的外部边界平齐。

优选的，所述砌块的两组侧面中，第一组侧面位于墙面，第二组侧面同相邻砌块相对；所述成型模具上具有在所述第一组侧面上加工水平方向的细槽的凸棱，凸棱贯通整个砌块侧面设置多个，并沿斜向设置多个与凸棱交叉的斜棱；还具有在所述第二组侧面上设置竖直方向凹槽的凸部，且所加工的凹槽上部宽度和/或深度大于下部相应尺寸。

优选的，所述主料供应系统包括依次布置的料仓、颚式破碎机破碎、强磁除铁、对辊细碎机、砂石称重器，砂石称重器的出料口通过螺旋输送机与搅拌机的进料口对接；所述螺旋输送机的进料端同时连接水泥称重器的出料口，水泥称重器进料口与水泥料槽对接；所述的聚丙烯纤维加料器和玻化微珠加料器连接在螺旋输送机的中后部。

优选的，所述的供水装置包括进水管，进水管朝向搅拌机内部的端口设置呈喇叭状的进水口，进水口靠近进水管的位置连接减水剂进料管，减水剂进料管斜向进水口的大尺寸一端；减水剂进料管连接到减水剂料桶；所述的进水口大尺寸的端面呈斜坡面，斜坡面上端铰接一个盖板，该盖板覆盖整个进水口大尺寸的端面。

优选的，所述的盖板上连接有重块。

优选的，利用所述的生产线加工空心混凝土砌块的方法，步骤包括：

按如下重量比例供料：砂石碎料8～13份、水泥1份、聚丙烯纤维0.01～0.02份、玻化微珠颗粒1～2份，所述砂石碎料粒径在0.03～0.05cm；

物料加水在搅拌机中搅拌均匀；

搅拌好的浆料加入压力成型机振动加压成型，所述成型压力大于5MPa；

成型后砌块用托板摆放在养护室进行养护，养护温度25～33℃，养护时间为夏天20～30h、冬天36～60h；然后送入露天养护28天以上，每天浇水养护；

所述聚丙烯纤维为长度8-10mm的短切纤维；

所述的砂石碎料是天然砂石或天然砂石与废弃混凝土的混合物；

所述搅拌中加入缓释型聚羧酸系减水剂，减水剂用量为0.8～1kg/m³；

所述的减水剂是由：

0.13mol聚合度为30～60的甲基烯基聚氧乙烯；

0.32mol丙烯酸；

0.01mol甲基丙烯磺酸钠；

0.12mol丙烯酰胺；

0.05mol苯乙烯；

按下述步骤制得：

a、将70％的丙烯酸和除甲基烯基聚氧乙烯之外的其他原料溶于去离子水中，搅拌均匀，得小单体溶液待用；

b、将亚硫酸氢钠溶于去离子水中，搅拌均匀，得链转移剂溶液待用；亚硫酸氢钠用量按重量计为反应总单体重量的0.3～0.4％；

c、将聚合度为30～60的甲基烯基聚氧乙烯与去离子水投入反应容器中加热溶解；待完全溶解后，加入余量的丙烯酸和引发剂，继续搅拌升温，待温度升至45±2℃，开始同步匀速滴加小单体溶液与链转移剂溶液，8h滴完，然后继续保温反应3～4h，再降温至40℃以下，加入氢氧化钠溶液调节体系PH值至7～8之间，即得；

所述引发剂为硫酸钠或过硫酸钾，引发剂用量按重量计为反应总单体重量的1～1.4％；

所述的去离子水总用量为单体总质量的1倍；步骤a用量为单体总质量的0.3倍，步骤b用量为单体总质量的0.1倍，步骤c用量为单体总质量的0.6倍。

本发明的有益效果：本发明的利用主料供应系统添加水泥、砂石碎料、聚丙烯纤维加料器、玻化微珠加料器；利用供水装置加水和添加减水剂；然后加压成型、养护。生产流畅快速，自动化程度高，速度快。可以方便进行空心混凝土砌块大规模、批量化生产加工。

同时，本发明的利用掺加聚丙烯纤维大大增强砌块的抗冲击性能与抗裂柔韧性。可广泛应用于建筑、路面硬化等行业。本发明完全可以取代现有粘土空心砖。相比于现有黏土空心砖节约黏土资源，并且强度高，使用效果好。且具有密度低，隔音隔热性好、强度高、抗震能力好等优势。并且所用的高性能减水剂是运用高分子结构设计原理，在水溶液介质中，以甲基丙烯酸为主链，以不饱和改性聚醚大单体为侧链，引入新型不饱和小单体，优化单体比例与反应条件，得到具有目标分子结构、官能团、分子量分布的缓释型聚羧酸系高性能减水剂。该减水剂减水率高，折固掺量为0.2％时，减水率可达到38％；保坍性能优异，混凝土坍落度与扩展度3h内无损失。

附图说明

图1是所加工的砌块的结构示意图；

图2是生产线的示意图；

图3是供水装置的结构示意图。

具体实施方式

下面介绍本发明技术方案的优选实施例，以使本领域技术人员更加清楚本发明的实施方案和技术效果。

如图1所示，所要加工的混凝土砌块，一般尺寸规格：240*190*115(单位mm)，整体外形与现有技术是类似的。并且都利用成型模具制作位于砌块中心沿高度方向的减重隔热孔05，所述减重隔热孔05有三排共8个，减重隔热孔05横截面呈方形；三排减重隔热孔的排布顺序为3个、2个、3个，且中间一排的两个减重隔热孔05较宽使得三排减重隔热孔05的外部边界平齐。这样可以形成变化的声音、热量传递隔离层次结构，较三排孔均匀设置隔热、隔音效果更好。

所述砌块的两组侧面中，第一组侧面位于墙面，也就是图1中朝向左下侧的表面和其相背的表面。第二组侧面使用的时候同相邻砌块相对，也就是图1中朝向右下侧的表面及其相背表面。所述第一组侧面上设置水平方向的细槽02。所述的第一组侧面上的细槽02贯通整个侧面设置多个，并沿斜向设置多个与细槽交叉的斜槽04。这样细槽02和斜槽04可以更好地嵌入砂浆，实现砌块表面与砂浆的粘合。竖向则没有太大的必要设置细槽，因为侧面砂浆刚使用的时候流动性较好，竖向设置的细槽又没有向上的支撑力，容易造成砂浆向下流淌，影响平整度。

所述第二组侧面上设置竖直方向的凹槽03。所述的第二组侧面上的凹槽03上部宽度和/或深度大于下部相应尺寸。如图1就是凹槽03呈向上加深的形状。并且槽沿仍然就是砌块边缘，与现有技术类似。使用的时候，凹槽03底部的斜面具有向上支撑作用。凹槽03既能多容纳砂浆，又具有对砂浆的约束和支撑。固结后砂浆与砌块结合更紧密，整体性更好。凹槽03、细槽02、斜槽04都是利用模具一起加工成型的。砌块用于地面铺装时，下表面积大于上表便面积，更加稳定；装饰图案也更丰富美观。

还可以在靠近墙面外侧的一排减重隔热孔05中加装有相变石膏板(图中未示意)，所述的加装石膏板的减重隔热孔05的下端封闭。以防止相变的储能材料流出减重隔热孔，例如采用混凝土密封而形成盲孔以封闭相变石膏。相变石膏可以提升保温效果。

如图2所示是一种多功能空心混凝土砌块加工生产线，包括向搅拌机1提供砂石碎料和水泥的主料供应系统，主料供应系统包括聚丙烯纤维加料器2和玻化微珠加料器3。所述主料供应系统包括依次布置的料仓11、颚式破碎机12、强磁除铁器、对辊细碎机13、砂石称重器14，砂石称重器14的出料口通过螺旋输送机5与搅拌机1的进料口对接。这样经主料供应系统进入搅拌机1的砂石碎料不仅细碎均匀，且过滤了物料中的铁磁性金属杂质，保证砂石碎料质量。所述螺旋输送机5的进料端同时连接水泥称重器15的出料口，水泥称重器15进料口与水泥料槽16对接。如图2所示，聚丙烯纤维加料器2和玻化微珠加料器3连接在螺旋输送机5的中后部，即靠近螺旋输送机5出料口的位置。或者主料供应系统也可以设置集料斗、称重传感器、减速机和给料皮带，砂石碎料和水泥分别经给料皮带传输至搅拌机1的进料斗处，在搅拌机1进料斗上连接有聚丙烯纤维加料器2和玻化微珠加料器3。

所述聚丙烯纤维加料器2和玻化微珠加料器3均可设置成斗式加料器，即：包括加料斗，加料斗底部设置闸门，通过控制闸门的启闭进行加料。或者均采用螺旋式加料器，包括料斗和盖板，所述料斗底部设有出料口；所述盖板上设有进料口。盖板中心安装有电机和减速机，减速机与搅拌轴连接，搅拌轴上安装有若干搅拌桨，物料从进料口进入料斗中，在搅拌桨的作用下从出料口离开，完成加料。

所述搅拌机1上还设置供水装置4，供水装置4上具有添加减水剂的设施。所述供水装置4包括蓄水缸，蓄水缸上连有进水管和减水剂进料管，蓄水缸中设置桨式搅拌器，向蓄水缸中通入水和减水剂后，用搅拌器混合均匀。这样同时就实现了水和减水剂供应。更好的实施方式是：如图3所示，所述的供水装置4包括进水管41，进水管41朝向搅拌机1内部的端口设置呈喇叭状的进水口42，进水口42靠近进水管41的位置连接减水剂进料管43，减水剂进料管43斜向进水口42的大尺寸一端。减水剂进料管43连接到减水剂料桶44。所述的进水口42大尺寸的端面呈斜坡面，斜坡面上端铰接一个盖板45，该盖板45覆盖整个进水口42大尺寸的端面。

利用储水池或自来水水源从进水管41将水快速喷向进水口42，水流高速流动在进水口42内形成负压，将从减水剂进料管43流出的减水剂吸入水中，水和减水剂在冲击盖板45的过程中混合成溶液，进入搅拌机1。通常盖板45采用铝合金或不锈钢材料，起到防锈的作用；如果盖板45过轻，则可以在所述的盖板45上连接重块46，增加盖板45自重，调整水流冲击下盖板45张开的角度，使水流在冲击盖板45的过程中与减水剂充分混合，起到更好的混合效果。这样水流产生负压可以吸引减水剂流动，方便粘度较大的减水剂加料；同时又避免减水剂长期与水混合后储存造成氧化、变质等问题；也省去了额外安装桨式搅拌器，降低设施成本。

固体物料在搅拌机1内与水和减水剂混合后，由第一输送机构6送入压力成型机7进行振动加压成型，该成型机7配套有加工空心结构的模具。所述成型模具具有制作位于空心砖中心沿高度方向的减重隔热孔的柱形结构。所述柱形结构可以是多个细杆组成，成型的砌块上有多个小孔。更好的实施方式是：如图1所示，所要加工的砌块01结构是：减重隔热孔05有三排，共8个，减重隔热孔05横截面呈方形；三排减重隔热孔05的排布顺序为3个、2个、3个，且中间一排的两个孔较宽使得三排减重隔热孔05的外部边界平齐，这样制成砌块01可以形成声音、热量传递隔离层次，使其隔热、隔音效果更好。使用时，所述砌块01的两组侧面中，第一组侧面位于墙面，第二组侧面同相邻砌块相对。相应的，所述成型模具上具有在所述第一组侧面上加工水平方向的细槽04的凸棱，凸棱贯通整个砌块侧面设置多个，并沿斜向设置多个与凸棱交叉的斜棱；斜棱用于加工倾斜于细槽02的斜槽04。同时，模具还具有在所述第二组侧面上设置竖直方向凹槽03的凸部，且所加工的凹槽03上部宽度和/或深度大于下部相应尺寸。这样的设备加工出来的砌块在使用时增大了与砂浆的接触面积，增强了与砂浆的粘合效果，具有增强所砌墙面的整体性和牢固性的优点。

成型后的砌块利用第二输送机构8布置在托盘上并送入养护室9养护。所述第一输送机构6和第二输送机构8可以是滚筒输送机或者网带输送机，提高了空心混凝土砌块生产过程的自动化程度，节省人力资源，有效提高了生产效率。此外，还设置有养护场10，用于将养护室9养护后的砌块进行露天自然养护，养护场10配套设置浇灌机构用于浇灌养护水。所述浇灌机构包括供水管，通过供水管浇灌砌块完成露天自然养护。

利用本发明的生产线加工砌块的整个过程是：

将砂石碎料放入料仓11中，砂石碎料从料仓11进入颚式破碎机12进行破碎，同时，颚式破碎机12中的强磁除铁装置将砂石碎料中的铁磁性金属杂质除去，然后砂石碎料进入对辊细碎机13，细碎后的物料经砂石称重器14称重后通过螺旋输送机5进入搅拌机1中。将水泥加入水泥料槽，水泥经过水泥称重器15称重后通过螺旋输送机5进入搅拌机1中进行搅拌。将聚丙烯纤维和玻化微珠分别通过聚丙烯纤维加料器2和玻化微珠加料器3加入搅拌机1中，同时开启供水装置4的进水管41，水从进水管41快速喷向进水口42，水流周围形成负压，将从减水剂进料管43流出的减水剂吸入水中，水和减水剂在冲击盖板45的过程中混合成溶液，然后进入搅拌机1。搅拌机1将加入的砂石碎料、水泥、聚丙烯纤维、玻化微珠以及水和减水剂的混合溶液搅拌均匀。

经搅拌后的物料由第一输送机构6送入压力成型机7中，通过成型机7中加工空心结构的模具对物料进行振动加压成型。第二输送机构8将成型后的砌块布置在托盘上送入养护室9养护。最后，将养护室9养护后的砌块移至养护场10进行露天自然养护，养护期间对砌块浇灌养护水。

利用上述生产线的具体工艺实施例：

实施例一

多功能空心混凝土砌块加工生产线，按如下步骤：

a、按如下重量比备料：砂石碎料9份、水泥1份、聚丙烯纤维0.01份、玻化微珠颗粒2份；

所述砂石碎料是天然砂石与废弃混凝土按1:2的重量比混合，然后经颚式破碎机破碎、强磁除铁、对辊破碎机细碎到粒径在0.03～0.05cm；

所述聚丙烯纤维为长度8-10mm的短切纤维；

b、砂石碎料、水泥、聚丙烯纤维、玻化微珠颗粒加入搅拌机，按每立方固体物料加水170～180kg搅拌，搅拌时间10min。所述搅拌中加入缓释型聚羧酸系减水剂，减水剂用量为1kg/m³。

c、搅拌好的浆料加入压力成型机振动加压成型，并利用成型模具制作成具有三排共5个中间通孔的形状，通孔的排布顺序为3个、2个、三个，且中间两个孔较宽；这样形成实体部分大致厚度相同的结构；成型设定压力5MPa；

d、成型后砌块用托板摆放在养护室进行养护，养护温度25～33℃，养护时间为夏天24h，然后送入露天养护，每天通过漫灌或滴灌浇水养护，保证浇透，养护28天以得到样品1。

按《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》(GB/T10294-2008)检测，导热系数0.025W/(m·K)；按《建筑材料及制品燃烧性能分级》(GB8624-2012)检测，该板材燃烧性能为A级(不燃烧)。

实施例二

多功能空心混凝土砌块加工生产线，按如下步骤：

a、按如下重量比备料：砂石碎料10份、水泥1份、聚丙烯纤维0.02份、玻化微珠颗粒1份；

所述砂石碎料是天然砂石与废弃混凝土按1:1的重量比混合，然后经颚式破碎机破碎、强磁除铁、对辊破碎机细碎到粒径在0.03～0.05cm；

所述聚丙烯纤维为长度8-10mm的短切纤维；

b、砂石碎料、水泥、聚丙烯纤维、玻化微珠颗粒加入搅拌机，按每立方固体物料加水170～180kg搅拌，搅拌时间8min。所述搅拌中加入缓释型聚羧酸系减水剂，减水剂用量为0.8kg/m³。

c、搅拌好的浆料加入压力成型机振动加压成型，并利用成型模具制作成具有三排共5个中间通孔的形状，通孔的排布顺序为3个、2个、三个，且中间两个孔较宽；这样形成实体部分大致厚度相同的结构；成型设定压力5MPa；

d、成型后砌块用托板摆放在养护室进行养护，养护温度25～33℃，养护时间为冬天48h，然后送入露天养护，每天通过漫灌或滴灌浇水养护，保证浇透，养护28天以得到样品2。

样品2按《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》(GB/T10294-2008)检测，导热系数0.026W/(m·K)；按《建筑材料及制品燃烧性能分级》(GB8624-2012)检测，该板材燃烧性能为A级(不燃烧)。

实施例三

多功能空心混凝土砌块加工生产线，按如下步骤：

a、按如下重量比备料：砂石碎料12份、水泥1份、聚丙烯纤维0.02份、玻化微珠颗粒1.5份；

所述砂石碎料是天然砂石经颚式破碎机破碎、强磁除铁、对辊破碎机细碎到粒径在0.03～0.05cm；

所述聚丙烯纤维为长度8-10mm的短切纤维；

b、砂石碎料、水泥、聚丙烯纤维、玻化微珠颗粒加入搅拌机，按每立方固体物料加水170～180kg搅拌，搅拌时间5min。所述搅拌中加入缓释型聚羧酸系减水剂，减水剂用量为1.0kg/m³。

c、搅拌好的浆料加入压力成型机振动加压成型，并利用成型模具制作成具有三排共5个中间通孔的形状，通孔的排布顺序为3个、2个、三个，且中间两个孔较宽；这样形成实体部分大致厚度相同的结构；成型设定压力6MPa；

d、成型后砌块用托板摆放在养护室进行养护，养护温度25～33℃，养护时间为冬天48h，然后送入露天养护，每天通过漫灌或滴灌浇水养护，保证浇透，养护28天以得到样品3。

样品3按《绝热材料稳态热阻及有关特性的测定防护热板法》(GB/T10294-2008)检测，导热系数0.025W/(m·K)；按《建筑材料及制品燃烧性能分级》(GB8624-2012)检测，该板材燃烧性能为A级(不燃烧)。

三组样品参考蒸压加气混凝土砖砌块标准(GB11968-2006)进行检测，结果如下表所示，性能完全比现有蒸压加气砖更优异：

实施例四

减水剂制备：

备料：

0.13mol聚合度为30～60的甲基烯基聚氧乙烯；

0.32mol丙烯酸；

0.01mol甲基丙烯磺酸钠；

0.12mol丙烯酰胺；

0.05mol苯乙烯；

然后按下述步骤制得：

a、将70％的丙烯酸和除甲基烯基聚氧乙烯之外的其他原料溶于去离子水中，搅拌均匀，得小单体溶液待用；

b、将亚硫酸氢钠溶于去离子水中，搅拌均匀，得链转移剂溶液待用；亚硫酸氢钠用量按重量计为反应总单体重量的0.35％；

c、将聚合度为30～60的甲基烯基聚氧乙烯与去离子水投入反应容器中加热溶解；待完全溶解后，加入余量的丙烯酸和引发剂，继续搅拌升温，待温度升至45±2℃，开始同步匀速滴加小单体溶液与链转移剂溶液，8h滴完，然后继续保温反应3.5h，共聚得到分子量为90000～120000的聚合物，即可结束降温至40℃以下，加入氢氧化钠溶液调节体系PH值至7～8之间，即得。

所述引发剂为硫酸钠或过硫酸钾，引发剂用量按重量计为反应总单体重量的1.3％；

所述的去离子水总用量为单体总质量的1倍；步骤a用量为单体总质量的0.3倍，步骤b用量为单体总质量的0.1倍，步骤c用量为单体总质量的0.6倍。

该减水剂可以节省用量，同时保证极佳的减水效果。且保障混凝土物理性能。本实施例1的产品(含固量：40％)与现有产品进行性能对比的试验情况如下：

现有产品来源：重庆健杰科技有限公司生产的JJPC-C型聚羧酸系高性能减水剂母液(含固量：40％)。

按《混凝土外加剂》(GB8076-2008)进行试验。

混凝土配合比及减水率结果：

可见，本发明的产品具有比现有产品更高的减水率。