Pasta e pó de alumínio para AAC

Descrição

Pasta e pó de alumínio para AAC

A pasta e o pó de alumínio (APP) são um agente de aeração crucial na produção de blocos de CAA. Ele reage com substâncias alcalinas para liberar gás hidrogênio, formando uma estrutura leve e porosa. Veja a seguir os principais aspectos:

1. Função e mecanismo de reação

1.1 Princípio da aeração

Em um ambiente alcalino (por exemplo, Ca(OH)₂), a pasta e o pó de alumínio reagem com a água para produzir gás hidrogênio:

2Al+3Ca(OH)2​+6H2​O→3CaO⋅Al2​O3​⋅6H2​O+3H2​↑

Essa reação cria poros uniformemente distribuídos na pasta, reduzindo a densidade do produto final para 500-700 kg/m³ - apenas um quinto do concreto convencional.

1.2 Impacto na estrutura dos poros

The size and distribution of pores directly determine AAC’s insulation and soundproofing properties. To achieve an ideal pore structure, the aluminum particles must have a suitable fineness (≤3% residue on a 0.075mm sieve) and a high active aluminum content (≥85%).

2. Processo de produção e requisitos técnicos

O processo de produção de pasta de alumínio aerada (slurry)/pó é fundamental para determinar a qualidade e o desempenho do produto final. Este capítulo detalhará o fluxo de produção, as principais tecnologias e os pontos de controle de cada etapa do processo de fabricação da pasta de alumínio aerada (slurry)/pó para ajudar os leitores a entender melhor a fabricação desse material essencial.

2.1 Fluxo de produção

O fluxo de produção de pasta de alumínio aerada (slurry)/pó normalmente inclui as seguintes etapas principais:

2.1.1 Preparação de matéria-prima

Before production begins, the selection and Preparation of raw materials are crucial. The main raw materials include aluminum powder, additives (such as DEG, dispersants, etc.), and other ingredients. The selection of aluminum powder is usually based on its particle size, activity, and purity. Highly active aluminum powder can generate more hydrogen gas when reacting with water, thus achieving better gas generation effects. The selection of additives needs to consider their role in the aerated aluminum paste, such as improving fluidity and enhancing reactivity.

2.1.2 Mistura

The prepared aluminum powder and additives are mixed in a certain proportion. This step usually uses high-efficiency mixing equipment to ensure uniform component distribution and avoid agglomeration. The mixing time and speed must be strictly controlled during the mixing process to ensure a sufficient combination of aluminum powder and additives, laying a good foundation for subsequent reactions.

2.1.3 Moagem e classificação

Os materiais misturados precisam ser moídos para atingir o tamanho de partícula especificado. Essa etapa é fundamental para melhorar a atividade do pó de alumínio. O uso de moinhos de bolas ou outros tipos de equipamentos de moagem pode reduzir efetivamente o tamanho da partícula e aumentar a área de superfície do pó de alumínio, melhorando assim sua reatividade com a água. Após a moagem, os materiais também devem ser classificados para garantir a consistência do tamanho das partículas e da distribuição do produto.

2.1.4 Preparação da pasta

Nessa etapa, o pó de alumínio moído é misturado com água e outros aditivos necessários para formar a pasta de alumínio. As condições de reação nesse momento (como temperatura e velocidade de agitação) precisam ser controladas para garantir que a reação entre o pó de alumínio e a água seja suficiente para gerar uma estrutura de bolhas estável. É possível obter melhor efeito de geração de gás e fluidez por meio de proporção e agitação razoáveis.

2.1.5 Armazenamento e embalagem

A pasta de alumínio aerada preparada (slurry) deve prestar atenção às condições ambientais durante o armazenamento e o transporte, evitando altas temperaturas e umidade para evitar reações prematuras e falhas. Suas propriedades físicas e químicas devem ser verificadas regularmente durante o armazenamento para garantir a estabilidade da qualidade do produto. Por fim, a pasta de alumínio deve ser embalada de acordo com os padrões para garantir que não ocorra nenhum vazamento ou deterioração durante o transporte.

2.2 Principais tecnologias

No processo de produção de pasta de alumínio aerada (slurry)/pó, várias tecnologias importantes têm um impacto profundo no desempenho e na qualidade do produto final:

2.2.1 Tecnologia de moagem de bolas

Ball milling is an important technology for grinding aluminum powder. The physical grinding process can effectively reduce the particle size of the aluminum powder and increase its specific surface area. Smaller particle sizes help enhance the reactivity of the aluminum powder, allowing it to generate hydrogen gas more rapidly when reacting with water, thereby forming a uniform and stable bubble structure.

2.2.2 Tecnologia de classificação

Classification technology plays an important role in ensuring the consistency of the particle size distribution of aluminum powder. Through classification, aluminum powders of different particle sizes can be separated, improving the activity and adaptability of the material. A suitable particle size distribution can optimize bubble formation and enhance aerated concrete’s strength and thermal insulation performance.

2.2.3 Tecnologia de controle de reação

No processo de preparação da pasta de alumínio, o controle das condições de reação (como temperatura e tempo) é fundamental. Condições razoáveis de reação podem garantir que a reação entre o pó de alumínio e a água seja suficiente para gerar um número adequado de bolhas distribuídas uniformemente. A aplicação da tecnologia de controle de reação ajuda a melhorar a estabilidade e a consistência do produto.

2.2.4 Tecnologia de otimização de formulação

O desempenho do produto pode ser aprimorado por meio da otimização contínua da formulação da pasta de alumínio (slurry). Por exemplo, a adição de quantidades adequadas de determinados aditivos pode aumentar a taxa de reação do pó de alumínio e melhorar a fluidez e a estabilidade da pasta de alumínio. Além disso, para diferentes necessidades de aplicação, as empresas podem desenvolver vários tipos de pasta de alumínio para atender às diversas necessidades do mercado.

2.2.5 Tecnologia de controle ambiental

Na produção, o controle das condições ambientais (como temperatura e umidade) também é fundamental para garantir a qualidade do produto. Especialmente nos estágios de armazenamento e transporte, é necessário fornecer condições ambientais adequadas para evitar que a pasta de alumínio falhe ou se deteriore devido a mudanças ambientais.

2.3 Controle de qualidade

Quality control is an important link throughout the production process to ensure the stable performance of aerated aluminum paste (slurry)/powder. Enterprises usually establish a complete quality management system, including:

2.3.1 Inspeção de matéria-prima

Before production begins, all raw materials must undergo strict quality inspection to ensure they meet production standards. The aluminum powder’s activity, purity, and particle size distribution need to be tested to determine whether it meets the production requirements.

2.3.2 Monitoramento de processos

Durante o processo de produção, os parâmetros de cada estágio (como temperatura, umidade, tempo de mistura, etc.) são monitorados em tempo real para garantir que o processo de produção esteja sempre no melhor estado. Além disso, o equipamento de teste on-line pode detectar e ajustar problemas a tempo de evitar a geração de produtos não qualificados.

2.3.3 Inspeção de produtos acabados

Depois que o produto é produzido, é necessário realizar testes abrangentes de desempenho do produto acabado, incluindo indicadores como fluidez, geração de gás e resistência à compressão, para garantir que ele atenda aos padrões relevantes e às necessidades do cliente. Somente os produtos que passaram por testes rigorosos podem ser colocados no mercado para venda.

3. Vantagens dos aplicativos e tendências de mercado

3.1 Comparação entre a pasta de alumínio e o pó de alumínio seco tradicional

Característica	Pasta de alumínio (à base de água)	Pó de alumínio seco
Processo de produção	Moagem úmida, sem necessidade de desengorduramento	Retificação a seco, requer desengorduramento
Segurança	Sem risco de explosão de poeira	Inflamável e explosivo, requer proteção de nitrogênio
Facilidade de uso	Adicionado diretamente à pasta, com boa dispersão	Requer tratamento pré-desengordurante
Impacto ambiental	Baixa poluição, fácil tratamento de águas residuais	Alto consumo de energia, mais poluição

3.2 Vantagens de desempenho

• Leve e de alta resistência: Reduz o peso do edifício em mais de 40%, aumentando a resistência a terremotos.
• Isolamento térmico: A condutividade térmica varia de 0,11 a 0,16 W/m-K, superando o desempenho das paredes de tijolos tradicionais.
• Facilidade de construção: The material can be cut and drilled, allowing for flexible applications in complex structures.

3.3 Tendências de mercado

• Flutuações de preço: Os preços do alumínio e os custos de energia influenciam o preço de mercado, que terá uma média de cerca de ¥10.000 por tonelada em 2024.
• Oferta e demanda regionais: As principais áreas de produção incluem Anhui, Shandong e Jiangsu, enquanto a demanda na região sudoeste está crescendo significativamente.

4. Controle de qualidade e métodos de teste

Abaixo estão os principais métodos de teste e requisitos técnicos baseados nos padrões do setor e em aplicações práticas:

4.1 Principais testes de propriedades físicas

4.1.1 Medição do teor de alumínio ativo

• Princípio: O volume de gás hidrogênio da reação entre a pasta e o pó de alumínio e uma solução alcalina determina o teor de alumínio ativo (capacidade de aeração teórica: 1,24 L/g).
• Método: Os operadores seguem os padrões JC/T407 usando um aparelho de evolução de gás (com garrafas de reação, tubos de volume de gás e banhos termostáticos). O volume de gás hidrogênio é registrado e ajustado com base na temperatura e na pressão para calcular o teor de alumínio ativo.
• Padrão: A pasta de alumínio à base de óleo deve ter um teor de alumínio ativo de ≥90%, enquanto a pasta de alumínio à base de água deve ser ≥85%.

4.1.2 Teste de finura

• Método de peneiramento: Dried aluminum powder is sieved using a 0.075mm copper mesh (wet sieving with a dispersing agent), with a residue requirement of ≤3%.
• Análise de partículas a laser: Usado para verificar a distribuição uniforme das partículas e otimizar os processos de moagem.

4.1.3 Medição de conteúdo sólido

• Procedimento: Pesar as amostras de pasta de alumínio, secar a 105°C até peso constante e calcular o conteúdo sólido. (À base de óleo ≥75%, à base de água ≥65%).

4.2 Testes de desempenho químico

4.2.1 Características da evolução do gás

• Teste da curva de evolução de gás: Realizado a 45°C, onde a pasta e o pó de alumínio reagem com uma mistura de cimento e hidróxido de sódio. A curva de evolução do gás garante a sincronia entre a aeração e o espessamento da pasta, evitando o colapso ou o aprisionamento de gás.
• Padrão: A pasta de alumínio à base de óleo deve atingir uma evolução de gás ≥50% em 4 minutos, ≥80% em 16 minutos e ≥90% em 30 minutos.

4.2.2 Teste de evolução de hidrogênio (para pó de alumínio passivado)

• Método de monitoramento de pH: O pó de alumínio é disperso em água e aquecido a 60°C durante o monitoramento das alterações de pH. Uma queda para 4,19-4,23 em 35 minutos indica evolução excessiva de hidrogênio (falha), enquanto um pH estável de 6-7 confirma a integridade da passivação.

4.2.3 Teste de grau de oxidação

• Método do analisador de oxigênio e nitrogênio: A pasta e o pó de alumínio pré-tratados são aquecidos em um cadinho de grafite de camada dupla (4,5 kW), medindo o oxigênio liberado para avaliar a espessura da camada de óxido e a qualidade da sinterização.

4.3 Padrões de segurança e meio ambiente

4.3.1 Prevenção de explosões

• Controle da concentração de poeira: Mantenha a concentração de pó de alumínio abaixo de 10g/m³ para reduzir os riscos de explosão.
• Proteção eletrostática: A pasta de alumínio de processo úmido é preferível ao pó seco para reduzir os riscos de explosão de poeira.

4.3.2 Conformidade ambiental

• Tratamento de águas residuais: Monitore o conteúdo de metais pesados (por exemplo, íons de alumínio) em efluentes de moagem úmida para garantir a conformidade regulamentar.

4.4 Referência de equipamentos e padrões

• Principais equipamentos: Analisadores de partículas a laser, dispositivos de medição de evolução de gás, analisadores de oxigênio e nitrogênio, analisadores gravimétricos térmicos, medidores de pH de precisão.
  • Padrões aplicáveis: JC/T407-2008: Especificações técnicas da pasta de alumínio (teor de alumínio ativo, finura, taxa de aeração).
  • GB/T11968-2023: Métodos de teste para blocos de concreto aerado autoclavado.

4.5 Considerações importantes

• Pré-tratamento da amostra: Antes do teste, remova a contaminação por óleo do pó de alumínio por meio de limpeza ultrassônica com éter de petróleo, seguida de secagem.
• Adaptação do processo: Ajuste a dosagem da pasta e do pó de alumínio com base na temperatura da pasta e na relação cálcio/silício (0,55-0,80) para sincronizar a aeração com o espessamento.

5. Impacto das características de evolução do gás no AAC

5.1 Sincronização da velocidade de aeração e do processo de produção

5.1.1 Combinação de aeração e espessamento

A pasta e o pó de alumínio devem ser aerados em uma taxa que se alinhe ao espessamento da pasta:

• Muito rápido (por exemplo, >20 ml em 2 minutos): A liberação excessiva de gás antes do assentamento da pasta causa a fusão, o colapso ou a sedimentação dos poros.
• Muito lento (por exemplo, <6 ml em 2 minutos): O pó de alumínio residual continua reagindo depois que a pasta endurece, causando gás preso, rachaduras ou expansão irregular.
• Faixa ideal: Os dados sugerem uma estabilidade ideal em 6-15 ml em 2 minutos, 40-60 ml em 8 minutos e 70-90 ml em 16 minutos.

5.1.2 Sensibilidade à temperatura

Mantenha a temperatura da pasta entre 40 e 60°C. O calor excessivo acelera a aeração, com risco de expansão descontrolada, enquanto as baixas temperaturas retardam a aeração, levando a uma distribuição desigual dos poros.

5.2 Evolução do gás e estrutura dos poros

• Uniformidade de poros: O alto teor de alumínio ativo (≥85%) e o tamanho fino das partículas (≤3% de resíduo em uma peneira de 0,075 mm) garantem uma aeração uniforme. Partículas de baixa atividade ou superdimensionadas criam poros grandes e interconectados, reduzindo a resistência à compressão em 15-30%.
  • Densidade e propriedades funcionais: Theoretical Gas Evolution (Evolução teórica dos gases): 1g de alumínio produz 1,24L de hidrogênio. A aeração prática deve atingir pelo menos 90% do valor teórico para garantir uma densidade de 500-700 kg/m³.
  • Desempenho térmico e acústico: Quando o tamanho do poro varia de 0,2-2 mm e a porosidade é 70-85%a condutividade térmica cai para 0,11-0,16W/m-KO desempenho das paredes de tijolos convencionais é de 4 a 5 vezes superior.

6. Estratégias de otimização para desempenho de aeração

6.1 Seleção de matéria-prima

• Prefira a pasta de alumínio à base de água (GLS-65): Ele oferece melhor dispersão e minimiza os riscos de explosão de poeira.
• Teste de conteúdo de alumínio ativo: Para obter resultados precisos, utilize os dispositivos de medição de evolução de gás JC/T407 com compensação de temperatura.

6.2 Ajustes do processo

• Relação cálcio-silício (0,55-0,80): A alcalinidade excessiva (alto teor de Ca(OH)₂) inibe as reações do alumínio.
• Estabilizadores de espuma (por exemplo, óleo solúvel): Amplie a estabilidade da bolha 30-50%reduzindo os riscos de colapso.

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Manufacturing Craft of Aluminium Paste & Powder for AAC

Na Five Star Materials, nossa pasta e pó de alumínio para AAC são produzidos em um processo delicado e rigoroso. Veja abaixo o nosso processo básico de produção:

Preparação de matéria-prima

Compramos matérias-primas de alta pureza de fornecedores confiáveis para garantir a qualidade de nossos produtos desde a origem.

Esmagamento

A matéria-prima é triturada para converter os blocos de alumínio em partículas minúsculas para processamento posterior.

Processo de mistura

O pó de alumínio triturado é misturado com nossos solventes e aditivos especialmente formulados e, em seguida, misturado em um processo de mistura de alta velocidade. Essa etapa é muito importante, pois determina a estabilidade da pasta de alumínio e o formato das partículas.

Filtragem e testes

Após a moagem, a pasta de alumínio passa por um sistema de filtragem para remover possíveis impurezas. Em seguida, nossa equipe de controle de qualidade realiza uma série de testes no produto, como tamanho de partícula, brilho, sensação metálica etc., para confirmar que o produto atende aos nossos altos padrões de qualidade.

Embalagem e armazenamento

Os produtos que passaram por testes rigorosos são cuidadosamente embalados e armazenados em nossos depósitos, prontos para serem enviados aos nossos clientes.

Observe que esse é um processo básico de produção e que o processo exato pode variar de acordo com os requisitos específicos do produto. Na Five Star Materials, levamos o controle de qualidade muito a sério e garantimos que nossos produtos atendam aos nossos rígidos padrões de qualidade em todas as etapas do processo de produção.