第九章 建筑建材
第二节 建材
一、水泥生产工艺 建国前安徽不能生产水泥。1958年，蚌埠淮河水泥厂开始生产硅酸盐水泥。1959年，全省第一座生产高标号水泥的巢湖水泥厂一号窑投产。此后水泥工业的发展有起有落，直至1978年后才进入顺利发展的新时期。1978～1987年间，新建和扩建了一批国营大、中型企业，并以改窑为中心，对地方水泥企业进行了大规模技术改造，把水泥工业技术提高到崭新的水平。其中1985年建成的宁国水泥厂，是国家“六五”计划期间的重点建设工程，也是国内第二座大型现代化水泥厂，设计年生产熟料120万吨、普通水泥129万吨，主要设备和工艺线从日本引进，技术先进，采用节能、高产、优质的干法窑外分解工艺，由工业电视、仪表、电子计算机通过中央控制室进行集中自动控制调节，相当于国际70年代先进水平。 1978年，国家建筑材料工业局将其所属的三个研究所合并，在合肥组建了国家建筑材料局合肥水泥研究设计院（以下简称合肥水泥研究设计院），该院是面向全国的综合性水泥工业研究、设计机构。建院以来在水泥工业的矿山开采，热工、粉磨工艺和装备，金属耐磨耐热材料，输送设备，环境保护和除尘设备，物料计量和自动控制系统及装备，资源综合利用和新型建材制品等方面，取得多项科研成果。 〔煤矸石无熟料水泥及全煤矸石砼制品〕 该项成果为省建筑科学研究所、淮南市建筑工程局等单位赵国政等于1979年完成。 它将煤矸石沸腾炉渣加一定比例的石灰、石膏，经球磨机混合磨细后，配制成煤矸石无熟料水泥，蒸养后抗压强度达35～40兆帕，具有工艺简单、设备少、省燃料、成本低、收效快等优点，且可化害为利，变废为宝。以煤矸石无熟料水泥为胶结料，自燃煤矸石为粗、细集料，可以配制成200号以上的混凝土，用于制作煤矸石混凝土大板，空心砌块能满足房屋使用要求。该项研究在淮南市建成国内第一幢1054平方米的全煤矸石水泥楼，给墙体改革和建筑工业化创造了有利条件，也为煤矸石的综合利用开辟了新途径。 〔粉煤灰喷射水泥〕 1981年，淮南发电厂、淮南煤炭基地会战指挥部等单位研制成功“低温合成粉煤灰喷射水泥”。它以粉煤灰为主要原料，适于煤矿井下巷道喷射之用。其制作方法是先将粉煤灰和生石灰按适当配比，采用低温合成法制成熟料，然后加入20％～25％的硅酸盐水泥熟料和适量无水石膏，经过磨细而成。它可以代替原来采用的500号普通硅酸盐水泥加速凝剂的喷射材料，并具有早强、后期强度增长率高、回弹率小、抗硫酸盐性能好、水化热低等优良性能。生产这种水泥和用它喷射井下巷道，比生产和使用普通硅酸盐加速凝剂水泥，降低成本38％，降低造价34％；每生产一吨水泥可综合利用粉煤灰560公斤，经济、社会效益显著。 〔利用明矾石提高小水泥质量〕 该项成果为省建筑材料科研所、庐江县水泥厂等单位徐健等于1980年完成，目的在于解决小水泥厂熟料中游离石灰量偏高、安定性不好和抗拉强度偏低等问题。其方法是在立窑厂生产的水泥熟料内，掺入适量的水淬矿渣和二水石膏，并掺入5％～10％的天然明矾石，使水泥安定性得到明显改善，抗拉强度7天提高10％～ 20％，28天提高5％～15％，从而提高了水泥标号；而且水泥净浆湿胀、干缩体积稳定性以及水泥砂浆的抗渗、抗冻等性能均好，各项质量指标符合国家标准。 〔窑外分解技术〕 1983年，合肥水泥研究设计院等单位刘华焜等，研究成功“六五”期间国家科技攻关项目“邳县型日产700吨级烧煤窑外分解技术”。该项研究在试验室取得大量设计参数的基础上，在江苏邳县水泥厂正式投放试车，并于1982年底达到国家下达的日产700吨熟料、热耗3977千焦／公斤熟料、熟料标号高于525号的攻关指标，整条生产线除Φ3×9米生料磨的减速机是引进日本的产品外，所有主辅机及监测仪表均由国内配套制造。该技术可用于水泥厂新建或扩建。 〔工业电视看火〕 1983年，合肥水泥研究设计院、安徽大学无线电厂等单位金镜薇等研究成功“回转窑应用工业电视看火”。该项研究应用电视技术，将水泥回转窑内物料煅烧状况的信息（包括图象及颜色）传输至监测器屏幕上，操作人员依据该图象并参照仪表显示的各主要部位的参数值，作出综合判断，实现了离开窑头在控制室进行操作。电视设备能在摄氏120度的环境温度中长期运行。应用该项成果可以使操作及时，提高窑的快转率，保证窑内热工制度稳定，延长窑的安全运转周期和窑衬使用寿命。该成果不仅可用于水泥厂的回转窑，还可用于发电厂锅炉、浮法玻璃窑等其它各种工业窑炉。 〔配料自控系统〕 1986年，合肥水泥研究设计院袁益宁等研制成的“立窑生料配料自动控制系统”，由取样器、断续X荧光钙铁分析仪、微型计算机、调速电子皮带称及配比给定装置组成。通过对出磨生料中氧化钙和三氧化二铁含量的自动分析，使用对策性计算机控制方法，提高了出磨生料的合格率，稳定了出磨石灰饱和系数、硅酸率和铝氧率，实现生料配料闭环控制。该控制系统适于在立窑水泥厂及中、小型干法水泥厂中应用。 二、水泥生产设备 〔新型塔式机械立窑〕 1981年，合肥水泥研究设计院杨小青等研制成功“钢球支承、棘轮传动塔式机械立窑”。它去掉了老的塔式机械立窑的大立轴等零件，使设备容易加工并减轻重量10吨左右；还对塔篦结构有所改进，加大通风面积，改善窑内中部通风，工艺性能良好。这种新窑型还具有操作方便，运转可靠，出窑熟料粒度小，料封效果好等优点，并为实现塔式机械立窑采用液压传动在结构上创造了条件。 〔改进型立筒预热器〕 1985年，合肥水泥研究设计院等单位黄剑秋等，研制成功“六五”期间国家科技攻关项目“改进型立筒预热器”。该项成果对立筒预热器的重要改进有：采用了带有两级旋风预热器的圆立角，立筒上部的受热物体循环量大大减少，提高了系统的热效率；2号旋风筒下料位置，改变传统的侧壁下料，在立筒的中部下料，使生料与高温高速气流直接接触，提高了分散度；改变立筒内部缩口的位置和直径，提高热交换率。其产量可比同规格中空窑提高25％左右，热耗降低40％以上；用于新建或改建直径2～4米的水泥回转窑，即可满足5万～25万吨级的水泥厂采用。 〔高细磨设备改造〕 1985年，合肥水泥研究设计院蒋玉灿等完成“六五”期间国家科技攻关项目“新型高细磨”的研究。该产品为一级开流型，具有辅机设备少，流程简单，投资省，运转周期长、操作简单和便于老厂磨机改造等优点。它的研制成功，解决了普通开流水泥磨生产高比表面积水泥往往导致产量低、粉磨效率下降、电耗大幅度提高、生产难以长期连续进行等难题，并在国内外水泥生产中首次采用一级开流磨磨制高比表面积水泥获得成功。将普通水泥磨改造成新型高细磨，可将产品细度比表面积由3000平方厘米／克提高到5000平方厘米／克以上，无熟料粉煤灰水泥达7000平方厘米／克以上；可提高水泥强度1～2个标号，或原标号不变，可多掺混合材，节省熟料，增加水泥产量；还可大幅度降低电耗，降低成本。它的研制成功为发展早强快硬等多品种水泥提供了新的途径，还可用于冶金、化工、玻璃、陶瓷、耐火材料等行业。 同年，合肥水泥研究设计院、来安县水泥厂等单位联合由袁文献等完成“烘干兼粉磨在Φ1．5×5．7米生料磨上应用技术研究”。该项研究结合国内地方水泥工业现状，采用简易的密封、锁风、隔热、散热措施，成功地把同时烘干粉磨技术应用于冷态生料磨的改造上，使同一设备起着烘干和粉磨二种作用，同时进行，互相促进；由于磨内通入大量热风，把合格的物料带出，减少了磨内的过粉磨现象，使磨机的烘干能力和粉磨效率都有较大提高，电耗、煤耗、产量都优于烘干后再粉磨系统，且基建费用少，改造不停产。 〔输送设备〕 1979年，合肥水泥研究设计院马兴教等研制成功“惯性振动输送机”。该机由机槽、底架、主弹簧、导向支承、减震支承、驱动装置、电气控制装置、振幅显示装置和中间出料斗等9个部分组成。机槽在振动过程中将能量传递给物料，使其沿输送方向作连续抛掷运动。主弹簧和机槽、底架适当配合，组成低临界共振状态下的弹性系统。驱动装置由振动器和电动机组成。振动器内有一组回转偏心块，通过三角皮带，由电动机带动旋转，产生离心惯性力，作为输送机的原动力。它适用于建材、冶金、化工等部门输送各种粒状、中等块度以下物料，如水泥熟料、烘干热矿渣、沙等。 1983年，合肥水泥研究设计院唐来永等研制成功“高浓度低速脉冲气力输送装置”。该装置为连续进料、间断输送、全部自动控制的粉粒状物料输送设备。物料经锥阀进入泵内，当达到预定装载量时自动封闭，泵的下部有气化装置使物料充分流态化，经加压进入输送管道。泵体出口处的脉冲气流，将管道内的流动料柱切割成料、气相间的流动系统。料栓在前后气栓的静压差作用下，克服管道内的诸流动阻力，以低速状态向前滑动，达到高浓度输送的目的。该装置可广泛用于输送水泥、粉煤灰、水泥生料粉等粉粒状物料。 〔冷却机〕 1985年，合肥水泥研究设计院等单位张慎成等研制成功“新型单筒冷却机”。该机通过新结构的内部装置，加强了幅射、对流、传导的热交换，提高了二次风温，降低了出冷却机熟料温度，提高了热效率，使之成为较为理想的熟料冷却机。与同规格的老式单筒冷却机相比，该机每吨熟料降低煤耗约9．71公斤标准煤，每小时增产熟料0．5吨，经济效益显著。 同年，合肥水泥研究设计院等单位赵环增等研制成功“Y－Z型多筒冷却机”。该机对老式多筒冷却机作了重大改进：将弯头改为整体式直流弯头配弹簧接管，以解决弯头漏风、漏料问题；增加冷却面积，提高热回收效率，降低出冷却机熟料的温度；改进扬料装置的结构形式和材质，将传统的柱料幕改进为雨状料幕，以强化热交换，提高热效率，延长使用寿命；加强整个冷却机的保温，较大限度地降低冷却机表面散热损失，提高二次风温，提高热回收效率。以Φ3．5米湿法长窑为例，改原多筒冷却机为Y－Z型，改造费用为60万元，而改造后由于窑的台时产量提高，热耗降低，冷却机使用寿命延长等效益，每年可多回收30万元，2年即可收回全部投资。 〔收尘器〕 1981年，合肥水泥研究设计院等单位胡惠中等研制成功“水泥回转窑窑尾玻纤袋收尘器”。该收尘器有正、负压两种，处理风量5万～25万立方米／时，采用自动缩袋清灰，并配有微处理机控制，定时、定阻均可；可以在不停机情况下维修，不影响生产，也可根据实际风量要求进行设计。该收尘器在摄氏250度以下高含尘浓度烟气条件下，长期高效运行，除尘率可达99．7％以上，排放浓度达到国家排放标准，可用于窑尾收尘、锅炉收尘以及冷却机、烘干机等排放点收尘。 1987年，合肥水泥研究设计院吴善淦完成“立窑玻纤袋除尘技术”研究项目。采用经特殊表面处理的玻璃纤维过滤材料，能够直接处理高湿含量的烟气，设有废气温度自动监测与调节装置；采用分室自动反吹风清灰，可不停机分室换袋与检修，随主机运转率达到100％；排放浓度长期稳定低于68毫克／立方米。并已完成与国内各型立窑配套的系列化设计。 〔计量设备〕 1981年，合肥水泥研究设计院孙秉礼等研制成的“TDG型调速式定量给料秤”，是用于定量给料的数字皮带秤，能连续自动计量和调节给料量。秤体系统的特点是：不需另设给料装置，通过调节皮带速度即可实现定量给料自动控制和改变喂料量；结构紧凑，外形尺寸小；对物料及环境适应性强，散粒、块、粉状物料均可；设备运行稳定可靠，具有独特的秤架结构，皮带张力稳定，保证计量精度。该产品适用于建材、化工、冶金等行业散料、块状物料连续自动配料、喂料、计量，尤其适用于几种不同的物料以不同配比连续自动配料。 1983年，合肥水泥研究设计院王文祥等研制成功“LFD－127型冲量流量计”。它根据动量原理进行工作，可用于建材、冶金、化工、电力、粮食、矿山等部门生产工艺过程中的计量和控制。其主要特点是：应用范围从十分之八微米的超细粉到重达几公斤的块状物料，还可用于固液混合的浆状物料、腐蚀性物料、高温液体以及螺钉等定型固体介质；测量范围从几公斤／时到160吨／时；在机壳完全密闭情况下工作，无粉尘外逸，不污染环境，可测量易氧化、易还原物质；结构简单，经久耐用，无转动机构，磨损件少，维修工作量小，可靠性高，能和其它常规仪表配套使用，实现远距离指示、积算报警、调节和自动控制；流量计本身发生故障时，不影响物料正常流入，生产可照常进行。 1986年，合肥水泥研究设计院、滁州无线电厂等单位研制成功“HDG恒速定量给料秤”。该产品是水泥工业生产中实现连续自动计量、给料的重要设备，由短皮带运输机、称量装置和电器控制部分组成，用于对多组分物料按配比给料并精确计量。它的皮带恒速运行，以控制下料量的方式改变输送物料的流量，调节稳定简捷，控制准确。该产品解决了过去动态计量中去皮不准、电网频率变化影响计量准确性的难题，各项技术指标符合国内专业标准的规定，其中静态计量精度为0．35％。 〔耐磨耐热材料〕 1983年，合肥水泥研究设计院李茂林等研究成功“高碳奥氏体锰钢”。其技术要点是通过提高锰系钢的含碳量，降低锰量，在保持奥氏体基体的金相组织下，含20％左右的断网岛块状碳化物，使合金既保持了奥氏体冲击硬度性能，又由于硬质相碳化物的存在，初始硬度高，耐磨。该合金成本略低于高锰钢，而使用寿命比高锰钢长2～3倍，可用于Φ2．4米以下各种磨机的筒体普通衬板、角螺旋衬板、进出料端衬板、篦板及颚板等耐磨件。 1986年，合肥水泥研究设计院刘宗璞等研制的“SR－1铬镍耐热钢”，是加入微量元素进行强化处理的新型耐热材料。用它制造冷却机蓖板、侧板，多筒冷却机的扬料板，旋窑内下料口护圈等各种高温部位耐热件，在摄氏1050度高温工况下，使用寿命比铬25镍7、铬25、镍10普通耐热钢提高一倍以上。 三、玻璃 建国前安徽无玻璃工业，至70年代末，也只有蚌埠、滁县等几条小规模的平拉工艺生产线。1985年，蚌埠平板玻璃厂引进德国莱宝—海拉斯公司的全自动高速溅射连续镀膜生产线，1987年该厂又建成日熔化量为300吨的浮法玻璃生产线，在国内首次采用主线90°转弯的工艺设计。蚌埠玻璃工业设计研究院（简称蚌埠玻璃研究院）是国家建材局直属的从事平板玻璃生产技术研究和设计的科研机构，70年代后期和80年代获得多项科研成果和设计成果。 〔玻璃熔窑温度自动控制〕 1977年，蚌埠玻璃研究院亢正山等完成“平板玻璃熔窑温度自动控制”。该项研究是通过调节供油压力，并使雾化气压力也自动跟踪变化，从而保障燃油充分燃烧和稳定熔窑温度。该系统调节范围大，雾化良好，控制精度高，温度变化不大于±2摄氏度，并可改善劳动条件，降低燃油消耗。 〔玻璃工厂受热结构的研究〕 该项研究工作是由蚌埠玻璃研究院黄树椿等1977年完成的。其主要内容有：受热结构温度计算和实测，受热结构应力变形计算，玻璃工厂受热结构设计，受热结构构造及施工投产注意事项等。该研究为建材工业的高温结构设计打下了基础，成果用于工程实践，证明比国外同类结构有较多的优越性，也可供其它行业参考。 〔端面振摆硬质合金刀轮磨床〕 这是一种用于磨削切割平板玻璃的硬质合金刀轮刃口的专用机床，1981年由蚌埠玻璃研究院张吉祥等研制成功。用该磨床磨出的刀轮在切割平板玻璃时，可少切2道火线边，增产2％～4％的平板玻璃，耗电量只有电热切割的九分之一，还可节约金刚石，降低裁切成本。该磨床结构紧凑，操作维修方便，刃磨效率高，可满足刃磨国内各平板玻璃厂所用各种规格刀轮的要求，每片刀轮刃磨一次可切割玻璃1000～4600米。 〔钢化玻璃预处理生产线〕 1982年，蚌埠玻璃研究院施云程等完成“引进钢化玻璃预处理生产线的消化和试制”。研制人员根据洛阳玻璃厂从芬兰引进的生产线进行消化吸收，进而改进研制出整条生产线（其中包括异形切割机、掰边机、双砂带磨边机和洗涤干燥机等4台设备），用于钢化及夹层玻璃的预处理加工。该生产线与引进芬兰的机组相比，扩大了产品的规格范围，提高了切割异形玻璃的尺寸精度，同时避免了重复引进。 〔浮法玻璃退火窑的研制〕 1984年，蚌埠玻璃研究院张书兰等研制的新型浮法玻璃退火窑，采用了辐射冷却、分区自动控制等技术，为控制、调节窑内纵向与横向温度，设有3区电加热、3区辐射冷却装置及局部加热器。退火窑工艺先进，可按玻璃退火曲线要求实行自动、手动控制，且节约能源，安全可靠。该项研究成果在通辽玻璃厂实际应用效果很好，退火质量明显提高，成品率提高5％，已广泛用于新建与改造的浮法玻璃厂。 四、混凝土外加剂及其它建筑材料 〔膨胀剂〕 1980年，省建筑科学研究所、庐江水泥厂等单位金树青等研制成功“明矾石混凝土膨胀剂”。该产品以庐江储量丰富的天然明矾石作为主要膨胀组份，与无水石膏（或二水石膏）按一定比例共同粉磨而成。其中三氧化硫含量为26％～28％，三氧化二铝含量为13％～15％，粉磨细度为0．08毫米，方孔筛筛余量不大于10％。这种不经煅烧的膨胀剂不仅大大节约了能源，降低了生产成本，而且生产工艺简单，产品存放期长，易运易用，为国内提供了一种新型膨胀材料。用它配制的补偿收缩混凝土，能提高混凝土的抗压抗拉强度，增强混凝土的致密性，提高抗渗能力。当配筋率为0．5％～1％时，还能产生2～7公斤／平方厘米的自应力值，与经过煅烧的膨胀组份配制的膨胀剂性能相同。该产品应用范围较广，适用于刚性防水、构件自防水屋面以及水下工程、地下工程等。1984年，金树青被评为国家级有突出贡献的中青年专家。 〔减水剂〕 1980年，淮南矿务局合成材料厂等单位吴大立等研制成功“NF高效能减水剂”。它是一种非引气的混凝土外加剂，其主要效能是减水、增强和节约水泥，是现代高强混凝土不可缺少的组成部分。该产品减水率为15％～20％，核体数9～12，引进气泡很少，与国际先进产品指标相当。用它配制高强度混凝土，与800号水泥掺和，采用普通施工工艺，在实验室稳定地配制成1000号混凝土；如强度不变则可节约水泥15％以上；如水泥用量不变，则流动度成倍增加，便于泵送混凝土等机械化施工。掺和该产品，能使混凝土早强，从而加速模板使用周期，加快进度，降低成本，而且混凝土的抗掺抗冻性能都有较大提高。 〔粉煤灰砖〕 1976年，淮南发电厂炉渣砖厂蔡永新研究成功“全粉煤灰砖新工艺”。它利用粉煤灰配以少量石灰、石膏以及掺晶种新工艺，生产出抗压强度大于每平方厘米150公斤的蒸养砖，对粉煤灰资源的利用、改善环境有良好作用。 〔铸石〕 1976年，省基本建设委员会科学研究所、嘉山县铸石厂等单位研制成功“煤矸石微晶铸石”。该产品以工业废渣煤矸石、玄武岩等为主料，经熔化、成型、微晶处理等工艺过程制成。它克服了普通铸石抗冲击强度不高、抗磨性能差的缺点，是一种抗冲击耐磨的优良材料，且可代替花岗岩等作为高档装饰材料。 〔防水材料〕 1975年，冶金工业部第十七冶金建设公司等单位魏达莹等研究完成“聚氯乙烯胶泥及其制作工艺”。该产品以焦化厂副产品煤焦油为基料，加入适量聚氯乙烯树脂、增塑剂、稳定剂及填充料制成，是一种原料来源较广、成本较低的热施工防水接缝材料。经试用证明，该胶泥具有良好的防水性、弹塑性以及耐热、耐寒、抗腐蚀、抗老化的性能，适于在摄氏零下25度至零上80度条件下用作厂房屋面防水接缝材料，也可用于其它防水工程。 〔页岩超轻陶粒〕 1984年，省建筑材料科学研究所等单位利用省内淮南、凤阳一带丰富的页岩资源，采用立波尔型窑烧制成“页岩超轻陶粒”。该建筑材料松散容重为219～400公斤／立方米，筒压强度98千帕～196千帕，吸水率为8％～15％，质量稳定在400级。 获省、部级以上奖励的建筑建材科技成果表表4－9－1  （续表）  （续表）  （续表）  （续表）  （续表）  （续表）  |
