【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于加气混凝土生产，具体为一种高含泥量硅质废渣生产加气混凝土的控制系统及方法。
技术介绍
1、加气混凝土是一种轻质、多孔的新型建筑材料，具有良好的隔热、隔音、抗震、耐火等性能，广泛应用于建筑工程中。加气混凝土的主要原料包括水泥、石灰、硅质材料和发气剂，其中硅质材料是决定加气混凝土性能的关键因素。然而，传统的硅质材料，如石英砂、粉煤灰、矿渣等，不仅存在资源开采、消耗、污染等问题，而且限制了加气混凝土的发展。
2、为了解决这个问题，一种可行的方法是利用高含泥量硅质废渣作为硅质材料，制备加气混凝土。高含泥量硅质废渣是指在矿产资源开发利用过程中产生的矿山固体废弃物中含有较高比例泥土、有机物、金属离子等杂质的硅质废渣，如煤矸石、黄金尾砂、赤泥等。这些废渣不仅占用了大量的土地资源，还造成了严重的环境污染，给社会和生态带来了巨大的负担。因此，利用这些废渣作为硅质材料，制备加气混凝土，不仅可以实现固体废弃物的资源化利用，降低加气混凝土的生产成本，还可以扩大应用范围，提高加气混凝土的性能。
3、然而，利用高含泥量硅质废渣制备加气混凝土的方法也面临着一些技术难题，主要表现在以下几个方面：
4、①高含泥量硅质废渣的成分复杂，含有较多的杂质，如泥土、有机物等，这些杂质会影响加气混凝土的质量和稳定性，需要进行有效处理；
5、②高含泥量硅质废渣的形状和粒度不均匀，一般为不规则的颗粒，这会影响加气混凝土的均匀性和孔隙结构，所以需要进行适当的破碎和筛分；
6、③高含泥量硅质废渣的处理过程和产
7、为了解决上述问题，目前迫切需要一套系统和方法来解决高含泥量硅质废渣在加气混凝土生产中有效利用的难题。
技术实现思路
1、针对以上问题，本专利技术提供一种高含泥量硅质废渣生产加气混凝土的控制系统及方法，该控制系统包括废渣处理装置、泥量调节装置、加气混凝土生产装置、质量检测装置和控制单元，能够有效利用矿山固体废弃物中的硅质废渣作为硅质材料，制备质量和性能优良的加气混凝土砌块。该方法包括破碎、筛选、水洗、分离、配比、搅拌、浇注、预养、切割、蒸压养护和检测等步骤，能够有效降低硅质废渣的含泥量，控制加气混凝土的干密度、抗压强度和抗折强度，采用模糊控制算法，优化加气混凝土生产装置的参数，保证加气混凝土砌块的质量和性能。
2、进一步的，控制系统主要是利用煤矸石作为硅质材料，煤矸石是指在煤炭开采过程中产生的固体废弃物，主要成分为石英、长石、黏土矿物等。煤矸石具有一定的硅含量和活性，可以作为加气混凝土的硅质材料，但是也需要进行相应的处理和优化，以提高其利用效果。
3、进一步的，所述废渣处理装置包括破碎机和筛选机。废渣处理装置用来接收高含泥量硅质废渣，然后破碎机将高含泥量硅质废渣进行破碎处理，将破碎机的筛板位置进行调整，控制破碎粒度在0.5mm～2mm；筛选机采用双层筛网，上层筛网孔径为2mm，下层筛网孔径为0.5mm，将高含泥量硅质废渣中的大颗粒和细小颗粒分离出来，得到粒径在0.5mm～2mm之间的硅质废渣，然后将筛选后的硅质废渣输出给泥量调节装置。
4、进一步的，所述泥量调节装置包括水洗装置和分离装置。水洗装置利用水流对破碎后的硅质废渣进行冲洗，去除硅质废渣的泥土和杂质，降低硅质废渣的含泥量。分离装置利用离心式固液分离机，有效将水洗后的硅质废渣进行固液分离，得到含水量较低的硅质废渣。最后，调节后的硅质废渣被输送至加气混凝土生产装置。
5、进一步的，所述加气混凝土生产装置包括原料配比单元、搅拌单元、浇注单元、预养单元、切割单元和蒸压单元，用于将硅质废渣与水泥、石灰混合，并加入发气剂和水，经过搅拌装置、浇注装置、预养装置、切割装置、蒸压装置和养护装置，制成加气混凝土砌块。
6、所述原料配比单元用于根据控制单元的预设比例，将水泥、石灰和硅质废渣进行称重并输送至搅拌单元；
7、所述搅拌单元用于将原料配比单元输出的混合物和水进行充分搅拌，并加入发气剂，得到加气混凝土浆料；
8、所述浇注单元用于将加气混凝土浆料浇注到模具中，形成加气混凝土砌块的原型；
9、所述预养单元将浇注好的模具放置在预养室中，进行一定时间的静置，使浆料中的气泡固定，浆料凝固成型，得到加气混凝土坯体；
10、所述切割单元用于将预养好的加气混凝土坯体从模具中取出，并根据控制单元预设的尺寸和形状切割成块；
11、所述蒸压单元用于将切割好的砌块放入蒸压釜中，进行高温高压的蒸压养护，使砌块的强度和稳定性提高，同时杀灭砌块中的有害菌。
12、进一步的，所述质量检测装置包括干密度检测单元和强度检测单元，用于对加气混凝土砌块样品的干密度、抗压强度和抗折强度进行检测，并将检测结果输出给控制单元。
13、干密度检测单元的检测方法如下：
14、将加气混凝土砌块放入烘箱中进行干燥，每隔4个小时进行称重，直至连续两次称重的质量差不超过0.1％，将干燥后的砌块称重，得到干质量g0，根据下式计算砌块的干密度ρ：
15、
16、其中，m为加气混凝土砌块的干质量，v为加气混凝土砌块的体积，l为加气混凝土砌块的长度，b为加气混凝土砌块的宽度，h为加气混凝土砌块的高度；
17、强度检测单元的检测方法如下：
18、将加气混凝土砌块在万能试验机上进行抗压强度和抗折强度的试验，并根据下列公式计算砌块的抗压强度fc和抗折强度fb：
19、
20、
21、其中，pc为加气混凝土砌块的破坏荷载；ac为加气混凝土砌块的受压面积；pb为加气混凝土砌块的抗折破坏荷载；l为加气混凝土砌块的长度；b为加气混凝土砌块的宽度；h为加气混凝土砌块的高度。
22、进一步的，所述控制单元包括信号采集模块、数据处理模块和参数优化模块、显示模块、操作模块和预警诊断模块。
23、所述信号采集模块用于接收泥量调节装置和质量检测装置的输出信号，输出信号为水洗装置的用水量、加气混凝土砌块的干密度、抗压强度和抗折强度。
24、所述数据处理模块用于对信号采集模块接收的信号进行滤波、转换和分析，得到水洗装置的用水量、干密度、抗压强度和抗折强度的实时数据。
25、所述参数优化模块根据数据处理模块得到的数据，采用模糊控制算法，计算出加气混凝土生产装置的各项参数的优化值，包括配比比例、混合时间、预养时间、蒸压温度和压力。该模块包括模糊控制器、优化器、执行器等设备，用于根据模糊逻辑和优化目标，生成相应的控制信号，并将控制信号输送至加气混凝土生产装置的各个单元，实现参数的自动调节和优化。
26、所述显示模块用于显示控制单元计算出的各项参数的优化值、质量检测装置得到的加气混凝土本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高含泥量硅质废渣生产加气混凝土的控制系统，其特征在于，所述系统包括废渣处理装置、泥量调节装置、加气混凝土生产装置、质量检测装置和控制单元；
2.根据权利要求1所述的一种高含泥量硅质废渣生产加气混凝土的控制系统，其特征在于，所述废渣处理装置包括破碎机和筛选机；所述破碎机将高含泥量硅质废渣进行破碎处理；所述筛选机根据硅质废渣粒度进行筛选。
3.根据权利要求1所述的一种高含泥量硅质废渣生产加气混凝土的控制系统，其特征在于，所述泥量调节装置包括水洗装置和分离装置；所述水洗装置对破碎后的硅质废渣进行水洗处理，降低硅质废渣的含泥量；所述分离装置将水洗后的硅质废渣进行固液分离。
4.根据权利要求1所述的一种高含泥量硅质废渣生产加气混凝土的控制系统，其特征在于，所述加气混凝土生产装置包括原料配比单元、搅拌单元、浇注单元、预养单元、切割单元和蒸压单元；所述原料配比单元根据控制单元的预设比例，将水泥、石灰和硅质废渣进行称重并输送至搅拌单元；所述搅拌单元对原料配比单元输出的混合物和水进行搅拌处理，搅拌过程中还需加入发气剂，最后得到加气混凝土浆料；所述浇注单元
5.根据权利要求1所述的一种高含泥量硅质废渣生产加气混凝土的控制系统，其特征在于，所述质量检测装置包括干密度检测单元和强度检测单元；所述干密度检测单元对加气混凝土砌块的干密度进行检测，并将检测结果输出给控制单元。
6.根据权利要求1所述的一种高含泥量硅质废渣生产加气混凝土的控制系统，其特征在于，所述控制单元包括信号采集模块、数据处理模块和参数优化模块；所述信号采集模块接收泥量调节装置和质量检测装置的输出信号，输出信号为水洗装置的用水量、加气混凝土砌块的干密度、抗压强度和抗折强度；所述数据处理模块用于对信号采集模块接收的信号进行滤波、转换和分析，得到水洗装置的用水量、干密度、抗压强度和抗折强度的实时数据；所述参数优化模块根据数据处理模块得到的数据，采用模糊控制算法，计算出加气混凝土生产装置的各项参数的优化值，包括配比比例、混合时间、预养时间、蒸压温度和压力；所述模糊控制算法的公式如下：
7.根据权利要求1所述的一种高含泥量硅质废渣生产加气混凝土的控制系统，其特征在于，所述控制单元还包括显示模块、操作模块和预警诊断模块；所述显示模块显示控制单元计算出的各项参数的优化值、质量检测装置得到的加气混凝土砌块的干密度、抗压强度和抗折强度的检测结果；所述操作模块接收用户的输入指令，调节控制单元的预设值或者手动控制加气混凝土生产装置的各项参数，所述参数包括配比比例，混合时间，预养时间，蒸压温度和压力；所述预警诊断模块在系统发生故障或检测到装置异常时，发出警报并采取相应措施，相应措施有暂停设备或切换备用设备，同时在显示模块展示故障原因和解决方法。
8.一种高含泥量硅质废渣生产加气混凝土的方法，其特征在于，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种高含泥量硅质废渣生产加气混凝土的方法，其特征在于，所述发气剂为铝粉，所述铝粉的用量为水泥、石灰和硅质废渣混合物总质量的0.05％～0.15％；所述水泥为425号普通硅酸盐水泥，所述石灰为活性石灰，所述高含泥量硅质废渣为含泥量在20％～30％之间的煤矸石；所述水泥、石灰和煤矸石的质量比为1:0.5:4～1:1:6；所述水泥、石灰、硅质废渣的混合物和水的比例为1:0.6～1:0.8。
10.根据权利要求8所述的一种高含泥量硅质废渣生产加气混凝土的方法，其特征在于，所述步骤101中的破碎处理，调整筛板位置控制破碎粒度在0.5mm～2mm；所述步骤101中的筛选处理，采用双层筛网，上层筛网孔径为2mm，下层筛网孔径为0.5mm，将高含泥量硅质废渣中的大颗粒和细小颗粒分离出来，得到粒径在0.5mm～2mm之间的硅质废渣；所述步骤104中的预养处理为将浇注后的加气混凝土浆料放置在恒温箱中，控制预养温度在40℃～60℃，预养时间为2～4小时；所述步骤105中的切割尺寸和方式为将预养后的加气混凝土坯体按照控制单元预设的尺寸和形状，采用水刀切割，切割速度为0.5m/s～1m/s，切割压力为10MPa～20MPa；所述步骤106中的蒸压处理为将切割后的加气混凝土砌块送入蒸压釜中，控制蒸压温度在180℃～200℃，蒸压压力为1.0MPa～1.5MPa，蒸压时间为6～8小时。
...【技术特征摘要】
1.一种高含泥量硅质废渣生产加气混凝土的控制系统，其特征在于，所述系统包括废渣处理装置、泥量调节装置、加气混凝土生产装置、质量检测装置和控制单元；
2.根据权利要求1所述的一种高含泥量硅质废渣生产加气混凝土的控制系统，其特征在于，所述废渣处理装置包括破碎机和筛选机；所述破碎机将高含泥量硅质废渣进行破碎处理；所述筛选机根据硅质废渣粒度进行筛选。
3.根据权利要求1所述的一种高含泥量硅质废渣生产加气混凝土的控制系统，其特征在于，所述泥量调节装置包括水洗装置和分离装置；所述水洗装置对破碎后的硅质废渣进行水洗处理，降低硅质废渣的含泥量；所述分离装置将水洗后的硅质废渣进行固液分离。
4.根据权利要求1所述的一种高含泥量硅质废渣生产加气混凝土的控制系统，其特征在于，所述加气混凝土生产装置包括原料配比单元、搅拌单元、浇注单元、预养单元、切割单元和蒸压单元；所述原料配比单元根据控制单元的预设比例，将水泥、石灰和硅质废渣进行称重并输送至搅拌单元；所述搅拌单元对原料配比单元输出的混合物和水进行搅拌处理，搅拌过程中还需加入发气剂，最后得到加气混凝土浆料；所述浇注单元将加气混凝土浆料浇注到模具中，形成加气混凝土砌块的原型；所述预养单元将浇注好的模具放置在预养室中，进行预养处理，得到加气混凝土坯体；所述切割单元根据控制单元预设的尺寸和形状将预养后的加气混凝土坯体切割成块；所述蒸压单元将切割后的加气混凝土砌块进行蒸压和养护处理。
5.根据权利要求1所述的一种高含泥量硅质废渣生产加气混凝土的控制系统，其特征在于，所述质量检测装置包括干密度检测单元和强度检测单元；所述干密度检测单元对加气混凝土砌块的干密度进行检测，并将检测结果输出给控制单元。
6.根据权利要求1所述的一种高含泥量硅质废渣生产加气混凝土的控制系统，其特征在于，所述控制单元包括信号采集模块、数据处理模块和参数优化模块；所述信号采集模块接收泥量调节装置和质量检测装置的输出信号，输出信号为水洗装置的用水量、加气混凝土砌块的干密度、抗压强度和抗折强度；所述数据处理模块用于对信号采集模块接收的信号进行滤波、转换和分析，得到水洗装置的用水量、干密度、抗压强度和抗折强度的实时数据；所述参数优化模块根据数据处理模块得到的数据，采用模糊控制算法，计算出加气混凝土生产装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗卫根，王凤，
申请(专利权)人：湖南长申建材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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