年产三万立方米干粉预拌轻质砂浆可行性研究报告.docx

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年产三万立方米干粉预拌轻质砂浆可行性研究报告

年产三万立方米干粉预拌轻质砂浆

可行性研究报告

目录

1、项目研究开发背景

1.1项目提出背景

1.2技术开发状况

2、项目研发技术性

3、生产技术及产品特性

3.1生产技术

3.2产品特性

3.3干粉预拌轻质砂浆的用途

4、产品应用与市场需求

5、经济及社会效益分析

5.1装备投资

5.2生产成本

5.3效益估算

5.4社会效益评价

6、项目建设条件

6.1基础设施

6.2原材料来源

6.3环境保护

7、结论

附：

1、工艺流程示意图

2、主要设备

1、项目研究开发背景

1.1项目提出背景

松脂岩是一种酸性玻璃质岩石,矿石开采后经破碎、筛分、高温瞬时焙烧可膨胀玻化成一种非金属矿物轻质绝热颗粒材料------膨胀玻化微珠，该材料具有质轻、导热系数小、防火、耐高、低温、理化性能稳定等优异性能，可广泛用于建材、铸造、陶瓷、化工、石油、耐火材料以及科技农业等诸多领域。

特别是在我国当前建筑节能应用领域中作为无机轻质绝热材料有着极其广泛的应用价值。

然而我国传统的非金属轻质颗粒材料如膨胀珍珠岩、蛭石等在生产过程中，一直存在着品种单一，工艺技术落后，能耗高，污染严重，产品附加值低等问题，普通膨胀珍珠岩始终是唯一产品，而这类产品吸水率大，强度低，易粉化，往往导致后期制品在使用过程中出现质量性能下降，受到诸多应用领域的限制，严重制约了非金属轻质颗粒材料的纵深发展，随着我国科学技术的高速发展，特别是当前我国建筑节能与干混砂浆应用的蓬勃兴起，对高性能的无机轻质绝热颗粒材料的需求已迫切所望，并已成为业内专家和企业共同研讨的重大课题之一。

干混砂浆是将干粉状的建筑骨料、粘结剂（水泥、石膏等）与多种改性添加剂按建筑体系不同用途要求，在工厂进行优化配比搅拌均匀混合成干粉散料，用袋装或散装形式运送到建筑工地施工现场，加水搅拌后直接施工使用，从而达到现场施工方便简捷，质量稳定、安全可靠，满足工程性能要求，避免传统施工中多种原材料现场混合配比质量不稳定现象，同时也提高施工效率，降低综合建造成本，尤其是对于一些材性质量有特殊要求的工程材料，工厂化生产可确保材性的一致性和性能要求，满足建造工程的需要。

随着我国新型建筑材料应用的迅速发展，复合多性能材料在新型建筑节能体系中已得到广泛应用，并取得了很好的社会和经济效益，干粉预拌轻质砂浆就是具备多性能材料之一，在国外先进发达国家已盛行推广应用，而我国虽然起步较慢，但目前已进入应用推广阶段，并迅速达到普及应用时期，将广泛进入建筑市场，逐步替代传统砂浆。

1.2技术开发状况

利用我国丰富的矿产资源,借鉴国外的先进的经验和技术,研究开发我国的无机轻质表面玻化产品,已刻不容缓。

我公司科研人员从2000年着手研发超轻质和大粒径膨胀玻化微珠生产技术和装备，同时研究开发低能耗环保型的生产装备技术。

经过三年的开发研究,利用松脂岩的高温可膨胀熔溶的特性，开发出了WH-Ⅲ型多级碳化硅电加热管式玻化炉生产装备,（国内专利专利号：

200420112625.9和国际专利专利号：

PCT/IB2005/00305）。

并成功地生产出了60-100kg/m3轻容重的膨胀玻化微珠，不论从容重和成球玻化率都超过了国内外类似产品，达到了国内领先水平，且降低能耗25%左右，近几年来随着建筑要求由30%上升到50%，目前全国大部分地区已经起步实施，并逐步向节能65%迈进，标志我国建筑行业已进入建筑节能新的发展时期，墙体节能是建筑节能的重要部分，墙体主材已从单一的红砖型转向板块型新型墙体材料，并以轻质为主体，已在全国普及应用，然而传统的砂浆材料已满足不了新型墙材的性能要求，对建筑节能体系已不能相配套，新型的干混砂浆则润生而起，以保温隔热，防渗抗裂，粘结性高，施工便捷等特点，实行工厂系列专用化生产，有效地匹配新型墙材的实施应用，以保温砂浆低导热系数，替代传统墙体抹面砂浆，从而达到节能要求，同时又以良好综合性能防止空鼓开裂常见现象，以抗裂砂浆防渗耐水抗裂性能，解决墙体面饰层的潮蚀龟裂缺陷，以高性能粘结砂浆解决装饰层冻融易脱落现象，提高耐候性，以专用抹面砂浆解决轻质墙材吸水性大，造成抹灰面空鼓开裂等问题，通过多年对新型建材市场应用调研，目前我们将干粉预拌轻质砂浆分为保温隔热型、轻质抹面型和轻质砌筑型等专用干混砂浆，并根据国家行业相关标准要求，重点解决和提高砂浆的保水性、柔韧性、抗裂性、粘结性、耐候性和轻质防火性，通过用高分子聚合物和高模弹性纤维进行改性，提高干混砂浆综合性能，取得了很好的实际效果，目前以膨胀玻化微珠为轻质绝热骨料的新型膨胀玻化微珠保温砂浆（国内专利号：

200510115103.3），替代传统膨胀珍珠岩、聚苯颗粒为骨料的传统保温砂浆，弥补了传统产品的空鼓、开裂、强度低，耐候性差等诸多缺陷，并被市场广泛认可，并得到快速推广应用，与之配套的抗裂砂浆，粘结砂浆也得到市场应用的好评，各项指标性能均达到和优于国家和行业相关标准要求，并通过科学合理的工艺设计，采用专用混合搅拌装备实行了工业化规模生产。

2、项目研发技术性

松脂岩表面玻化生产的关键,在于如何满足松脂岩矿砂膨胀、玻化的工艺条件,涉及到硅酸盐学、化学、热学、机械力学和空气力学、电学等多学科理论。

首先是矿砂的脱水处理,其技术难关是控制矿砂中的有效结合水,使其在不同温度区去掉表面水和内部结合水。

否则直接影响后期膨胀玻化效果,其次是松脂岩矿砂脱水后在膨胀玻化时在不同温区的停滞时间,而且各温区的热幅射均匀分布有严格的要求,因而温控及热功补偿是最关键的技术。

经过几年来对松脂岩的研究实践,我公司自行研制开发的WH-Ⅲ型多级碳化硅电加热管式玻化炉，是利用酸性玻璃质松脂岩矿，在一定高温条件下发生软化，其中所含结晶水迅速汽化，产生膨胀压力，从而导致粘稠状的酸性玻璃质体积迅速膨胀，体积膨胀后的玻璃体便可形成多孔空腔结构，并在连续瞬时高温熔溶冷却状态下，使表面形成封闭性玻璃质薄壳的轻质球形颗粒——膨胀玻化微珠。

整个生产过程分为：

预热脱水、瞬时膨胀、连续玻化、冷却成型四个主要工序。

预热脱水采用电加热石英管热辐射进行表面水和结晶水恒温均衡脱水处理，膨胀玻化采用多级碳化硅电加热管高温辐射分序连续处理，整个生产过程由P.I.D自控装置全自动操作完成，生产自动化程度高，连续性强，质量控制稳定，并可设置调节生产不同容重、不同粒径的膨胀玻化微珠轻质无机绝热材料。

WH-B型多级碳化硅电加热管式玻化炉是采用管状碳化硅加热管作为炉体，管套外壳采用成型耐高温保温壳体相配套组装，整个装备采用机械成型工装，可随时拆装检修，每节温区采用P.I.D自控调节，操作十分简便，全系统由一人在主控室操作完成。

由于整个炉体采用多级碳化硅电加热管套装组合，炉体内可产生均匀的高温辐射，并每节可根据不同工艺指标要求自动设置调节控制，生产工艺指标控制精确，热均衡性好，无冷区断温，热效率高，每m3膨胀玻化微珠材料电能耗为60—70度，比类似电炉节能25%左右，不用燃煤，并且具有良好的环保性能，无任何废渣、废水、废气排放，完全符合国家节能环保设计要求。

装备性能已具备国内领先，国际先进水平。

该装备利用松脂岩原材料，经过多级碳化硅电加热管式玻化炉工业化生产，目前可生产出50-300kg/m3不同容重和不同粒径的高性能膨胀玻化微珠轻质无机绝热材料，完美地解决了超轻质无机矿物膨胀玻化技术难题，产品呈球状体颗粒，表面玻化封闭，光泽平滑,质轻、颗粒强度好，吸水性小，导热系数低，绝热性好，理化性能稳定，具有优良的防火、耐高温性能，是一种优质高性能的节能环保材料，可广泛用于建筑节能、化工填料、科技农业、耐火材料和防火吸音等行业，后序应用领域十分广泛。

而干混砂浆由于现场加水搅拌都是采用自来水，水温通常在15℃—20℃，很多高分子聚合物材料在常温下，冷溶成膜性都很差，极易影响特性的发挥，经过反复选材对比实验，国外进口材料能较好地解决冷溶性，并根据不同干混砂浆所要求的特性添加不同的改性材料。

在生产过程中均匀混合和高模弹性纤维分散是生产技术的关键，由于干混砂浆各种材料密度和配比量不同，量差很大，轻质骨科易分层漂浮，配合量小的添加剂不易均匀分散包裹骨科，高模纤维在干粉中极易成团不易分散，所以在生产过程从工艺、装备以及添加剂改性材料都十分重要，常规生产装备很难达到工艺标准要求，我们研制开发的WH-Ⅲ型自动计量干混砂浆混合机，采用封闭式物料对流混合，形成有效的立体搅拌，利用干混砂浆中各种颗粒骨料作对流摩擦载体，有效地解决了物料混合均匀性和纤维分散，整个生产过程中自动计量自动包装，产品质量十分稳定，这也是当前我国轻质干混砂浆技术课题的一个突破。

3、生产技术及产品特性

3.1生产技术

由于碳化硅电加热管式玻化炉工艺设计结构科学合理，控制系统自动化程度高，从原砂投入到产成品入仓计量包装，全过程实行了自动化机械连续运行，包括原砂的分级、计量、脱水、除尘、膨胀、玻化、成品分级等系列流水程序，全部由控制室操作完成，产品生产全过程质量控制十分稳定，同一装备根据不同工艺指标设置,可生产不同容重、粒径的产品。

装备从预热炉到玻化主炉，采用外开式设计，同时在能耗利用上采用温腔封闭式结构，很大程度上提高能源利用率，有效地降低能耗消耗和生产成本。

在尾气、成品收集均采用封闭式收集，故在环保技术上得到很好处理。

整套装备结构紧奏，设计科学合理，建筑空间小，投资成本低，且操作运行简便，质量控制稳定，维护检修十分方便，大大提高了设备的运行率和可操作性。

3.2产品特性

采用多级碳化硅电加热管式玻化炉所生产的膨胀玻化微珠产品具有以下显著特性,①产品密度稳定性好。

由于产品呈微球形结构,表面完全玻化、提高了颗粒强度,且颗粒间空气隙减少,因此在后期加工应用中体积收缩值小,大大提高制品的综合性能。

②吸水率低。

由于产品表面为玻化结构层,易于阻止水分进入颗粒内部,通过实践证明吸水率仅为普通珍珠岩的十分之一,因此大大改善了制品的质量和拓宽了应用领域。

③和易性好。

由于产品呈微球状,玻化后表面平整光滑,与其他胶结材料参混使用,易于均匀分散,不易破碎,且具有很好的砂浆流动性,故能满足各种机械喷涂施工,是当前最理想的环保型建筑节能材料。

④产品是无机材料,环保无害,理化性能十分稳定，容重轻,导热系数小,绝热性好,防火抗老化,适合诸种环保节能产品的性能要求。

⑤由于采用热幅射方式生产,原材料不与各种燃料接触,避免燃烧污染,产品洁白干净,不含有害杂质,可满足卫生指标较高的食品、医药行业的需要。

其性能如下:

　表1膨胀玻化微珠物理力学性能指标

项目

Ⅰ类

Ⅱ类

Ⅲ类

堆积密度，kg/m3

＜80

80～120

＞120

筒压强度，kPa

≥50

≥150

≥200

导热系数，W/（m·K）

平均温度25℃

≤0.043

≤0.048

≤0.070

体积吸水率，%

≤45

体积漂浮率，%

≥80

表面玻化闭孔率，%

≥80

根据我国新型建筑节能体系和要求，干混砂浆在建筑体系都是有不同性能的要求，我们将干粉预拌轻质砂浆分成保温隔热型、轻质抹面型和轻质砌筑型系列产品，各种产品均均符合和优于国家相关行业标准指标，如保温隔热型、轻质抹面型和轻质砌筑型砂浆具体参数见表：

表2保温隔热型砂浆性能指标

项目

技术要求

均匀性/%

≤5

分层度/mm

≤20

干表观密度/kg/m3

≤300

导热系数/W/（m·K）

≤0.070

蓄热系数/W/（m2·K）

≥1.5

线性收缩率/%

≤0.3

压剪粘结强度/MPa

（与水泥砂浆块）

原强度

≥0.050

耐水强度

抗拉强度/MPa

≥0.10

抗压强度/MPa

墙体用≥0.20，楼地面及屋面用≥0.30

软化系数

≥0.6

燃烧性能

不低于GB8624