1.低速攪拌發(fā)泡設(shè)備及工藝

（1）砂漿及混凝土攪拌機(jī)發(fā)泡工藝

這是國(guó)內(nèi)外最原始的發(fā)泡設(shè)備，不能稱得上是真正意義上的發(fā)泡機(jī)。這種發(fā)泡方式在我國(guó)仍然有不少企業(yè)使用。

這種發(fā)泡方法是將發(fā)泡劑和水泥及集料一同加入攪拌機(jī)，在制漿或制砼料的同時(shí)，依靠攪拌機(jī)葉片引入空氣，使發(fā)泡劑起泡，并將泡沫混進(jìn)砂漿或混凝土內(nèi)。它是將發(fā)泡與混泡合為一體的工藝設(shè)備。

采用這種工藝設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)便易行，不需購(gòu)置專門的發(fā)泡機(jī)，工藝簡(jiǎn)單，投資小。其主要不足是發(fā)泡劑不能充分發(fā)揮作用，發(fā)泡效率最高50%，氣泡產(chǎn)生的很少。更主要的是泡沫大小不均勻，影響泡沫的穩(wěn)定性和強(qiáng)度。而且其泡沫產(chǎn)生量有很大的隨意性，不易控制。采用這種工藝設(shè)備，在同等氣泡產(chǎn)生量的情況下，發(fā)泡劑只少多用2～4倍。

一般來說，這種發(fā)泡劑適用于引氣型砂漿型及混凝土，或者對(duì)泡沫摻量要求很低，砂漿及砼密度在1500㎏/m以上的較高密度砂漿或砼，而不適合生產(chǎn)1500㎏/m以下的較低密度砼，特別不適合用于700㎏/m以下的低密度砼，也無法生產(chǎn)出來。國(guó)內(nèi)一些企業(yè)用這種原始的工藝設(shè)備生產(chǎn)低密度砼及制品，雖然省了設(shè)備錢、工藝簡(jiǎn)單、但卻十分不科學(xué)，成本是很高的，且砼及制品的性能也無法保證。因此，這種發(fā)泡工藝應(yīng)該淘汰。

（2）低速攪拌充氣發(fā)泡機(jī)及工藝 這種發(fā)泡機(jī)是上述利用攪拌機(jī)發(fā)泡和下述高壓發(fā)泡的嫁接式機(jī)型。它是攪拌發(fā)泡與高壓充氣發(fā)泡相結(jié)合的產(chǎn)物。

上述原始的發(fā)泡方法由于泡沫生成量少，效率也低，于是人們就想出了一個(gè)改進(jìn)的方法。這個(gè)方法就是采用空心軸與空心攪拌葉片，空心葉片上開有氣孔，高壓氣由空心軸進(jìn)入空心攪拌葉片，然后從葉片的氣孔噴入正在攪拌的水泥漿體（或砼漿體）。由于高壓空氣的充氣作用強(qiáng)，大量空氣可在極短時(shí)間內(nèi)和漿內(nèi)發(fā)泡劑混合，并在液氣界面形成氣泡。這種方法以充氣發(fā)泡為主，葉片帶入空氣及漿體卷入空氣為輔，二者結(jié)合，發(fā)泡速度快，產(chǎn)泡量大，克服了上述第一種機(jī)型的不足。

這種機(jī)型集發(fā)泡、混泡、攪拌三位一體，工藝流程短，設(shè)備少，可生產(chǎn)較低密度的泡沫砼，有一定的優(yōu)點(diǎn)。

它的缺點(diǎn)是氣泡大小不均勻，泡徑無法控制，砼密度仍偏高，（800～1500㎏/m）。另重要的，是它空心軸及空心葉片機(jī)械強(qiáng)度差，當(dāng)料漿稠度稍大時(shí)易折軸，空心葉片易磨穿，更換頻繁。

2.高速葉輪發(fā)泡機(jī)及發(fā)泡工藝

（1）應(yīng)用狀況

高速葉輪發(fā)泡機(jī)及相應(yīng)發(fā)泡工藝是繼第一代工藝設(shè)備之后，出現(xiàn)的第二代泡沫混凝土工藝設(shè)備，也是真正意義上的發(fā)泡機(jī)與發(fā)泡工藝的起始。這種發(fā)泡機(jī)在上世紀(jì)70年代開始在我國(guó)出現(xiàn)并應(yīng)用，以后幾經(jīng)改型，至今，還有不少企業(yè)仍在使用這種發(fā)泡機(jī)，應(yīng)用比例約占發(fā)泡機(jī)總量的20%左右。隨著我國(guó)泡沫混凝土的密度越來越低，其它技術(shù)性能要求越來越高，這種發(fā)泡機(jī)的數(shù)量還會(huì)進(jìn)一步下降，但短期內(nèi)不會(huì)完全淘汰。假若能對(duì)其進(jìn)行技術(shù)升級(jí)和改造，提高其泡沫的均勻性和起泡率，它還會(huì)有一定的應(yīng)用價(jià)值。能不能長(zhǎng)期存在，關(guān)鍵就在于如何提高它的技術(shù)含量和泡沫質(zhì)量。

它與第一代工藝設(shè)備的最大不同，是發(fā)泡與混泡分開，由一段工藝分為兩段工藝，以后的發(fā)泡機(jī)大多都沿襲這種兩段工藝。因此，它是先由發(fā)泡機(jī)制好泡沫，再將發(fā)泡機(jī)所發(fā)泡沫用人工的方法，經(jīng)計(jì)量后加入水泥漿攪拌機(jī)，與水泥漿混合成泡沫漿。其水泥漿攪拌機(jī)既是制漿機(jī)，又是混泡機(jī)，兩機(jī)合一。

（2） 技術(shù)特點(diǎn)

由于發(fā)泡與混泡的工藝設(shè)備分開，所以，水泥漿體不再妨礙泡沫的生成，因而這種發(fā)泡工藝泡沫的生成量大，發(fā)泡劑的效能得到較充分的發(fā)揮，絕大多數(shù)發(fā)泡劑都可以被制成氣泡，發(fā)泡劑的氣泡轉(zhuǎn)化率可以達(dá)到70%～85%，利用率還是較高的。從發(fā)泡能力來講，這種設(shè)備不是太差，隨設(shè)計(jì)大小不同，每小時(shí)生產(chǎn)幾立方到十幾立方泡沫都是沒有問題的。

這種設(shè)備雖然發(fā)泡效率并不太差，但它的制泡質(zhì)量卻較差。嚴(yán)格地講，制出的泡沫是不合格的。特別是對(duì)超低密度泡沫混凝土，其制出的泡沫是不能使用的。這種泡沫質(zhì)量差主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①泡沫大小不均勻，大的太大而小的太小，泡徑分布過寬

前邊我們已經(jīng)講過，泡沫最重要的一項(xiàng)技術(shù)要求就是要大小一致，盡量均勻，泡徑范圍一定要盡量小。但這種發(fā)泡機(jī)卻是越往上部越大，越往下部越小，大小特別不均勻。大泡可以達(dá)幾十毫米，小泡僅幾毫米，有些小于1毫米。這是它最大的問題和不足；

②泡徑偏大，平均泡徑大于1㎜以上

按泡沫混凝土的技術(shù)要求，其最佳泡徑應(yīng)為0.5～1㎜，一般應(yīng)小于1㎜。泡徑越大則強(qiáng)度越差。但這種發(fā)泡機(jī)大多數(shù)泡沫的泡徑均大于1㎜，平均泡徑在1㎜以上，正好與泡沫的技術(shù)要求相悖。

③泌水率偏高，特別是下部泡沫

由于設(shè)備特點(diǎn)的限制，其下部泡沫的含水率較高，容易有一部分形成乳狀液，因而泡沫的總體泌水率仍顯偏高。有些改進(jìn)機(jī)型略好一些，仍有待進(jìn)一步完善。

除泡沫質(zhì)量存在的上述問題之外，這種機(jī)型還存在一個(gè)泡沫不宜卸出和輸送的難題，只能靠人工從發(fā)泡機(jī)內(nèi)取出，再加入攪拌機(jī)，影響工效和自動(dòng)化控制。后來，有些單軸臥式機(jī)型設(shè)計(jì)了翻轉(zhuǎn)攪拌筒卸出泡沫，并直接卸入下位攪拌機(jī)，但對(duì)泡沫的遠(yuǎn)距離輸送仍解決不了問題。

（3）主要機(jī)型

經(jīng)過多年的應(yīng)用和技術(shù)改進(jìn)，高速攪拌發(fā)泡機(jī)形成了各種不同結(jié)構(gòu)的機(jī)型。主要機(jī)型有以下幾種。

①立軸葉輪式

這種發(fā)泡機(jī)的發(fā)泡筒為立式圓筒，在圓筒內(nèi)有一根立軸，軸頭上安裝有固定式可拆卸式葉輪，電機(jī)安裝在發(fā)泡筒的上部，帶動(dòng)立軸高速旋轉(zhuǎn)打泡。其筒口敞開，以便人工從筒內(nèi)卸泡。這種發(fā)泡機(jī)的機(jī)筒是不可翻轉(zhuǎn)卸泡的，有一定的局限性。

②立軸輪帶式

這種發(fā)泡機(jī)立軸上的葉輪不是常規(guī)的葉片式，而是螺旋狀帶式，在螺旋的最下端安裝有葉輪，在螺旋的上部安裝有將大型泡沫消去的裝置，可以使過大的泡沫得到控制。這種發(fā)泡機(jī)的泡徑范圍比第一種小一些，有一定的技術(shù)進(jìn)步。

③立軸壁齒式

這種新式葉輪發(fā)泡機(jī)的主要變化，是在筒壁的下部，加裝了一些壁齒（定子），與立軸上的葉片（轉(zhuǎn)子）互相交錯(cuò)，當(dāng)轉(zhuǎn)子高速（800r/min）旋轉(zhuǎn)時(shí)定子可以協(xié)助轉(zhuǎn)子打泡，提高了打泡效率。

④臥軸葉片式

這種發(fā)泡機(jī)與立式有很大的不同。它采用臥式橫軸，類似于臥式砂漿式混凝土攪拌機(jī)，以安裝在橫軸上的高速葉片打泡。因是臥軸，打泡機(jī)筒可以傾翻放料，卸出泡沫，將泡沫直接卸入設(shè)置在下位的水泥漿攪拌機(jī)內(nèi)，實(shí)現(xiàn)泡與漿的混合。這種機(jī)型與立軸相比，最大的優(yōu)勢(shì)就是可以翻轉(zhuǎn)卸出泡沫，不必人工取出泡沫，加快了發(fā)泡速度、節(jié)省人工。但由于它的上口大，泡與空氣的接觸界面大，上部更容易產(chǎn)生大泡，因而上部大泡更多，上下泡沫的差別也更大。

3.壓力發(fā)泡機(jī)及發(fā)泡工藝

這種發(fā)泡機(jī)是繼低速及高速葉輪(片)發(fā)泡之后的第三代發(fā)泡機(jī)，也是國(guó)內(nèi)外的主流發(fā)泡機(jī)，在我國(guó)已得到十分普及的應(yīng)用，約占發(fā)泡機(jī)總量的70%左右。隨著泡沫混凝土向高品質(zhì)方向的發(fā)展，這類發(fā)泡機(jī)的應(yīng)用比例還會(huì)上升。在國(guó)外，大多全是高壓空氣型發(fā)泡機(jī)。

（1）技術(shù)特點(diǎn)

這類發(fā)泡機(jī)由于采用壓力向發(fā)泡溶液中引氣，起泡迅速，發(fā)泡劑的發(fā)泡倍數(shù)大，泡沫細(xì)小均勻，有較高的泡沫質(zhì)量和較低的發(fā)泡成本。

世界上沒有完美無缺的設(shè)備。此類發(fā)泡機(jī)也存在一些不足。如需配備自動(dòng)控制裝置，若靠人工調(diào)節(jié)，有時(shí)會(huì)影響泡沫質(zhì)量。國(guó)外設(shè)備都有自控裝置，而國(guó)產(chǎn)設(shè)備大多為人控。人控的人為因素較大。但若自動(dòng)控制，發(fā)泡機(jī)的成本及價(jià)格又上去的太高，不利于推廣應(yīng)用，且維護(hù)也不方便。這種發(fā)泡機(jī)的另一不足是有一定噪聲（空氣壓力裝置）。但總的來看，它的缺點(diǎn)還是不影響應(yīng)用的，優(yōu)點(diǎn)遠(yuǎn)多于缺點(diǎn)。

由于有空氣壓力，發(fā)出的泡沫可以輸送，泡沫在壓力下能夠自動(dòng)向高處或遠(yuǎn)處的攪拌機(jī)送達(dá)，不需另增泡沫輸送設(shè)備或人工取泡沫，克服了第二代發(fā)泡機(jī)的不足，使用十分方便。

另外，這類發(fā)泡機(jī)大多輕巧，沒有太重的部件，一般輕型機(jī)只有100㎏左右，大型重型機(jī)也只有幾百公斤，裝運(yùn)還是比較方便的。不少機(jī)型還裝有萬向輪（中小型機(jī)），可移動(dòng)施工，隨時(shí)可以改變發(fā)泡位置，更加適合泡沫混凝土現(xiàn)澆施工的需要。

（2）機(jī)型主要種類

壓力發(fā)泡機(jī)主要有高壓空氣發(fā)泡機(jī)和中低壓空氣發(fā)泡機(jī)兩種。它們均采用帶有一定壓力的空氣發(fā)泡，主要區(qū)別就是壓力不同，因而在發(fā)泡機(jī)理及結(jié)構(gòu)上有很大的區(qū)別，十分不同。

①高壓空氣發(fā)泡機(jī)

高壓空氣發(fā)泡機(jī)的空氣壓力來自空壓機(jī)、其壓力值一般為0.4～1.0 MPa 。排氣量0.2～2.0m/min。不同的壓力和排氣量，其泡沫產(chǎn)量和質(zhì)量均不相同。

由于這種機(jī)型采用壓力較大的空壓機(jī)，所以發(fā)泡速度及質(zhì)量?jī)?yōu)于中低壓鼓風(fēng)發(fā)泡機(jī)，是比較先進(jìn)的壓力發(fā)泡機(jī)型。這種高壓發(fā)泡機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用最普遍。

高壓空氣發(fā)泡機(jī)由以下幾大部分組成：

a 氣源。一般采用空壓機(jī)；

b 制泡裝置。通過這個(gè)裝置發(fā)泡劑在空氣作用下制成泡沫；

c 液氣混合裝置。這個(gè)裝置對(duì)泡沫質(zhì)量有重大影響；

d 發(fā)泡控制裝置。分全自動(dòng)控制與人工控制兩種；

e 泡沫計(jì)量裝置。分自動(dòng)化計(jì)量與人工計(jì)量?jī)煞N，有些機(jī)型沒有泡沫計(jì)量裝置；

f 發(fā)泡劑儲(chǔ)料及輸送裝置。有連續(xù)輸送及間歇輸送兩種。

上述是發(fā)泡系統(tǒng)的主要構(gòu)成單元，各地發(fā)泡機(jī)在此基礎(chǔ)上有一定的增減、不盡相同。高檔機(jī)型配置多一些，自動(dòng)化程度高一些，簡(jiǎn)易機(jī)型配置少一些，靠人工控制。

有些發(fā)泡機(jī)和攪拌機(jī)（制漿、混泡）、輸送泵（輸送泡沫水泥漿）、泡沫水泥漿布料桿等四個(gè)單元設(shè)備全部合為一體，形成組合式多功能發(fā)泡機(jī)組，上述發(fā)泡機(jī)只是其中的一部分。這種發(fā)泡機(jī)組也稱為“發(fā)泡機(jī)”，但它是一種廣義的發(fā)泡機(jī)，已和一般的發(fā)泡機(jī)有很大的區(qū)別。它實(shí)際上是發(fā)泡、水泥制漿混泡、泡沫水泥漿輸送和布料一體機(jī)。這種組合式多功能機(jī)組的優(yōu)點(diǎn)是配置完全而緊湊，占地小，功能齊全、使用方便。缺點(diǎn)是設(shè)備寵大笨重，移動(dòng)不便（配有機(jī)動(dòng)泵車的除外），價(jià)格高昂（一般在15萬元/臺(tái)以上）。

市場(chǎng)上出售的發(fā)泡機(jī)多是發(fā)泡機(jī)與攪拌機(jī)、泵車分開的，沒有組合在一起，可根據(jù)需要配置。

我們研制的JF系列高壓空氣發(fā)泡機(jī)，是在引進(jìn)國(guó)外機(jī)型的基礎(chǔ)上國(guó)產(chǎn)化改進(jìn)的，有一定的先進(jìn)型。它為了輕便，沒有和攪拌機(jī)、泵車等組合在一起，分別供應(yīng)，運(yùn)輸較為方便。

②中低壓鼓風(fēng)發(fā)泡機(jī)型

稱這種發(fā)泡機(jī)為“中低壓”，是因?yàn)樗透邏嚎諝獍l(fā)泡機(jī)相比，不采用空壓機(jī)，而采用壓力較低的鼓風(fēng)機(jī)作氣源。鼓風(fēng)機(jī)壓力大的，稱為“中壓”，壓力小的，則稱之為“低壓”。中壓鼓風(fēng)機(jī)的壓力<50KPa，低壓鼓風(fēng)機(jī)的壓力<5KPa，它們遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于空壓機(jī)的壓力。

鼓風(fēng)發(fā)泡機(jī)由于風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)比空壓機(jī)的體積及重量小，所以整體重量小，十分輕便，一般重量在100㎏以下，較大機(jī)型也不超過150㎏。大多數(shù)機(jī)型都安裝有萬向輪，可使發(fā)泡機(jī)由1個(gè)人推著十分方便地任意行走移動(dòng)，是屬于一處輕便移動(dòng)機(jī)型，特別適合于施工規(guī)模不大的現(xiàn)場(chǎng)澆筑。它的不足是由于壓力小，壓入發(fā)泡液中的氣量不如空壓機(jī)，因此發(fā)泡效果比高壓空氣型要遜色的多。這種發(fā)泡機(jī)在我國(guó)有一定的應(yīng)用，但不是很廣。