廊坊騰虎機械設(shè)備有限公司
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水泥發(fā)泡切割設(shè)備生產(chǎn)線
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1.低速攪拌發(fā)泡設(shè)備及工藝
(1)砂漿及混凝土攪拌機發(fā)泡工藝
這是國內(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。這種發(fā)泡方式在我國仍然有不少企業(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,在制漿或制砼料的同時,依靠攪拌機葉片引入空氣,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)點是簡便易行,不需購置專門的發(fā)泡機,工藝簡單,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)泡機及工藝 這種發(fā)泡機是上述利用攪拌機發(fā)泡和下述高壓發(fā)泡的嫁接式機型。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改進(jìn)的方法。這個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,大量空氣可在極短時間內(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型的不足。
這種機型集發(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。
它的缺點是氣泡大小不均勻,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械強度差,當(dāng)料漿稠度稍大時易折軸,空心葉片易磨穿,更換頻繁。
2.高速葉輪發(fā)泡機及發(fā)泡工藝
(1)應(yīng)用狀況
高速葉輪發(fā)泡機及相應(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)泡機與發(fā)泡工藝的起始。這種發(fā)泡機在上世紀(jì)70年代開始在我國出現(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,應(yīng)用比例約占發(fā)泡機總量的20%左右。隨著我國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)泡機的數(shù)量還會進(jìn)一步下降,但短期內(nèi)不會完全淘汰。假若能對其進(jìn)行技術(shù)升級和改造,提高其泡沫的均勻性和起泡率,它還會有一定的應(yīng)用價值。能不能長期存在,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)泡機大多都沿襲這種兩段工藝。因此,它是先由發(fā)泡機制好泡沫,再將發(fā)泡機所發(fā)泡沫用人工的方法,經(jīng)計量后加入水泥漿攪拌機,與水泥漿混合成泡沫漿。其水泥漿攪拌機既是制漿機,又是混泡機,兩機合一。
(2) 技術(shù)特點
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)計大小不同,每小時生產(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㎜。泡徑越大則強度越差。但這種發(fā)泡機大多數(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,這種機型還存在一個泡沫不宜卸出和輸送的難題,只能靠人工從發(fā)泡機內(nèi)取出,再加入攪拌機,影響工效和自動化控制。后來,有些單軸臥式機型設(shè)計了翻轉(zhuǎn)攪拌筒卸出泡沫,并直接卸入下位攪拌機,但對泡沫的遠(yuǎn)距離輸送仍解決不了問題。
(3)主要機型
經(jīng)過多年的應(yīng)用和技術(shù)改進(jìn),高速攪拌發(fā)泡機形成了各種不同結(jié)構(gòu)的機型。主要機型有以下幾種。
①立軸葉輪式
這種發(fā)泡機的發(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,電機安裝在發(fā)泡筒的上部,帶動立軸高速旋轉(zhuǎn)打泡。其筒口敞開,以便人工從筒內(nèi)卸泡。這種發(fā)泡機的機筒是不可翻轉(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,當(dāng)轉(zhuǎn)子高速(800r/min)旋轉(zhuǎn)時定子可以協(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,以安裝在橫軸上的高速葉片打泡。因是臥軸,打泡機筒可以傾翻放料,卸出泡沫,將泡沫直接卸入設(shè)置在下位的水泥漿攪拌機內(nèi),實現(xiàn)泡與漿的混合。這種機型與立軸相比,最大的優(yōu)勢就是可以翻轉(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)泡機及發(fā)泡工藝
這種發(fā)泡機是繼低速及高速葉輪(片)發(fā)泡之后的第三代發(fā)泡機,也是國內(nèi)外的主流發(fā)泡機,在我國已得到十分普及的應(yīng)用,約占發(fā)泡機總量的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)泡機的應(yīng)用比例還會上升。在國外,大多全是高壓空氣型發(fā)泡機。
(1)技術(shù)特點
這類發(fā)泡機由于采用壓力向發(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)泡機也存在一些不足。如需配備自動控制裝置,若靠人工調(diào)節(jié),有時會影響泡沫質(zhì)量。國外設(shè)備都有自控裝置,而國產(chǎn)設(shè)備大多為人控。人控的人為因素較大。但若自動控制,發(fā)泡機的成本及價格又上去的太高,不利于推廣應(yīng)用,且維護也不方便。這種發(fā)泡機的另一不足是有一定噪聲(空氣壓力裝置)。但總的來看,它的缺點還是不影響應(yīng)用的,優(yōu)點遠(yuǎn)多于缺點。
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向高處或遠(yuǎn)處的攪拌機送達(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)泡機的不足,使用十分方便。
另外,這類發(fā)泡機大多輕巧,沒有太重的部件,一般輕型機只有100㎏左右,大型重型機也只有幾百公斤,裝運還是比較方便的。不少機型還裝有萬向輪(中小型機),可移動施工,隨時可以改變發(fā)泡位置,更加適合泡沫混凝土現(xiàn)澆施工的需要。
(2)機型主要種類
壓力發(fā)泡機主要有高壓空氣發(fā)泡機和中低壓空氣發(fā)泡機兩種。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
高壓空氣發(fā)泡機的空氣壓力來自空壓機、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。
由于這種機型采用壓力較大的空壓機,所以發(fā)泡速度及質(zhì)量優(yōu)于中低壓鼓風(fēng)發(fā)泡機,是比較先進(jìn)的壓力發(fā)泡機型。這種高壓發(fā)泡機在我國的應(yīng)用最普遍。
高壓空氣發(fā)泡機由以下幾大部分組成:
a 氣源。一般采用空壓機;
b 制泡裝置。通過這個裝置發(fā)泡劑在空氣作用下制成泡沫;
c 液氣混合裝置。這個裝置對泡沫質(zhì)量有重大影響;
d 發(fā)泡控制裝置。分全自動控制與人工控制兩種;
e 泡沫計量裝置。分自動化計量與人工計量兩種,有些機型沒有泡沫計量裝置;
f 發(fā)泡劑儲料及輸送裝置。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)泡機在此基礎(chǔ)上有一定的增減、不盡相同。高檔機型配置多一些,自動化程度高一些,簡易機型配置少一些,靠人工控制。
有些發(fā)泡機和攪拌機(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單元設(shè)備全部合為一體,形成組合式多功能發(fā)泡機組,上述發(fā)泡機只是其中的一部分。這種發(fā)泡機組也稱為“發(fā)泡機”,但它是一種廣義的發(fā)泡機,已和一般的發(fā)泡機有很大的區(qū)別。它實際上是發(fā)泡、水泥制漿混泡、泡沫水泥漿輸送和布料一體機。這種組合式多功能機組的優(yōu)點是配置完全而緊湊,占地小,功能齊全、使用方便。缺點是設(shè)備寵大笨重,移動不便(配有機動泵車的除外),價格高昂(一般在15萬元/臺以上)。
市場上出售的發(fā)泡機多是發(fā)泡機與攪拌機、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,是在引進(jìn)國外機型的基礎(chǔ)上國產(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、泵車等組合在一起,分別供應(yīng),運輸較為方便。
②中低壓鼓風(fēng)發(fā)泡機型
稱這種發(fā)泡機為“中低壓”,是因為它和高壓空氣發(fā)泡機相比,不采用空壓機,而采用壓力較低的鼓風(fēng)機作氣源。鼓風(fēng)機壓力大的,稱為“中壓”,壓力小的,則稱之為“低壓”。中壓鼓風(fēng)機的壓力<50KPa,低壓鼓風(fēng)機的壓力<5KPa,它們遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于空壓機的壓力。
鼓風(fēng)發(fā)泡機由于風(fēng)機遠(yuǎn)比空壓機的體積及重量小,所以整體重量小,十分輕便,一般重量在100㎏以下,較大機型也不超過150㎏。大多數(shù)機型都安裝有萬向輪,可使發(fā)泡機由1個人推著十分方便地任意行走移動,是屬于一處輕便移動機型,特別適合于施工規(guī)模不大的現(xiàn)場澆筑。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,因此發(fā)泡效果比高壓空氣型要遜色的多。這種發(fā)泡機在我國有一定的應(yīng)用,但不是很廣。