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如何解決發泡水泥分離沉淀的問題

  來源:www.woodsyend.com
發泡水泥再施工過程中發生沉淀分離一直是影響產品質量關鍵因素,早些時期人民把發泡水泥的質量問題歸咎于發泡劑,認為有一個好的發泡劑就可做出理想的發泡水泥,(這里所說的理想的發泡水泥是指一般的能夠把水泥漿發泡后能夠做出不分離、不沉淀、有強度、有較均勻的泡孔而已,并不是真正的低容重、高強度、均勻的閉孔、泡孔清晰密實、孔徑適度保溫好、可滿足厚度超過 1000 毫米的一次澆注施工。)實際上近幾年市場上已有多種可滿足當前施工要求的新型發泡劑,但是目前市場上仍然存在大量的分離沉淀問題,為此筆者在近兩年的現場施工中也通過用不同的工藝配方來解決該問題,但是仍然不能徹底解決分離沉淀問題,在探討改進中發現現有的設備滿足不了產品深化研究的要求,我們制定的工藝流程和配方調整在舊設備上無法實現,由此我們發現,發泡水泥的質量主要受三大因素影響,一是工藝技術,二是材料配比(包括發泡劑),三是設備的技術條件,另外還有施工中的操作水平和責任心造成的質量變化,我們知道即使在前幾年設備技術相對落后的情況下仍然有做的較好的產品,只是好產品的穩定性難以控制,另外如果有一個好的發泡劑也可做出好一點的產品,但是其穩定性也難控制,這一切問題都說明發泡水泥的質量穩定性是受多因素影響的,因此我公司在致力工藝配方的研究外還重點進行了設備的深度開發,使設備的性能能滿足產品研發的要求;一、設備要具備發泡水泥所有的工藝流程,每個流程要簡單可靠。二、要適合配料的可變性和準確性。三、具備先進的控制技術以實現可操作性。四、制定一套工藝標準和操作規程。五、確定發泡水泥、發泡劑、發泡機的技術目標。下面就新型發泡機、發泡劑作一些探討。
一 、水泥發泡機是當前發泡水泥產品的關鍵設備。目前市場銷售的水泥發泡機是從南韓引進和國內仿制品,盡管不同的廠家,不同的型號都存在技術的差異,但其基本性能并未發生大的變化,糾其原因主要是發泡水泥起初的應用主要是限于地面采暖保溫施工,而地暖保溫施工又以“自流平”泵送現澆工藝為主,所以設備的性能一直圍繞地暖保溫開發,由于發泡水泥其優越的性能,近幾年一些企業除地暖保溫施工外,已向屋面、墻體、保溫磚等領域開拓市場,用原來的設備試探做出更多要求的產品,而原有的設備在產品各功能的開發能力上已遠不適應,新型設備的研發已被列為開發目標,近幾年有的企業開發的小型、輕型非泵送發泡機就是為屋面施工、零星保溫施工、產品開發而設計的,其重量和結構發生很大變化,體積小、重量輕的設備為小型施工提供了保證,目前市場銷售的馳龍小型機,重量不足 100kg,而產泡量和大型機相近似。隨著零星工地的不斷增加和應用范圍的擴大,大產量輕型機也已上市,這種機型在產量和性能不變的前提下,對制品的質量控制又做了許多的優化改進。
1、重量從 1 噸以上降至 500kg 左右即產量還有所增加,有的每小時可達 30m2
2、體積由幾米縮至長 1.6 米,寬 0.9 米,高 1.4 米,安裝占地空間不到兩平米,其配套攪拌機、上料機亦小型化,能滿足各種工地施工要求,有的甚至可將所有設備搬進十幾平米的房間施工,極大的方便了施工單位的環境要求。
3、控制系統的改進,提高了產品生產過程中的調控能力,適應產品調整的快速、簡單化,電子噴射技術的應用使發泡劑的精確調整和隨機應變變為現實,避免了藥液的浪費,保證產品的穩定性,多因素變量的控制計量基本使產品質量已上升一個數量等級。
4、水泥漿的加工及泡沫的加工混合較老機型發生質的變化,為加工高質量的發泡水泥提供技術支持,發泡不僅優良均勻,而且可極大限度的節省發泡劑,并可隨時更換不同類型的發泡劑,無需對其進行發泡倍數測定和試驗,幾分鐘即可調整準確。
5、優選后的泵送技術,不僅為輕便高效,低耗能提供保證,更使泵送機的使用壽命和維修方便達到理想狀態,新型泵送技術采用氣動推送原理,和擠壓輸送原理,最大限度的減少泵送高壓脈沖,有效地保護了泡沫的完整性,這量種泵送過程泡沫破碎幾乎為零,其輸送壓力、由輸送高度和輸送阻力決定,泵送機能自動調整適應這種壓力,達到“軟”泵送目的,保證產品質量和穩定性。
6、單片機程序控制變頻器的應用,給發泡機提供了操作和功能上的便利。使控制簡化,功能增加,為專用高性能智能化自動化設備提供了硬、軟件支持,有些老機型通過變頻器的選裝也提高了可操作性。
 總之,新型發泡機其突出了個“新”字,它是新技術、新工藝、新產品、新材料的創新體現,
二、其主要裝備技術指標:
1、攪拌機:要能制出良好的水泥漿。制好漿的條件是:在最短的時間和有限的 空間內將水 和水泥充分攪和,無顆粒結塊,條件是:轉速高,破碎率高,無外濺的裝置。
2、上料機:滿足連續作業,單位時間內上料均勻,可控。
3、泵送機:輸出量可調,壓力夠用而脈沖越少越好,泵送穩定,大顆粒雜物通過能力越大越好,一般要超過 10mm 為宜。
4、發泡機:發泡機計量準確。
a、空氣量選最大泵送量、最低容重和氣量為空壓機排量,每立方水泥漿配五立方的空氣排量,(一般以每分鐘流量計算每分鐘氣量)
b、發泡水量是根據每分鐘的加工發泡水泥量,也可根據每分鐘水泥用量,標準是,每 100kg 水泥,8-10kg 發泡水。
c、發泡劑根據發泡水量確定發泡劑(1:40)0.2-0.3kg(該量應考慮每分鐘供應量)
d、發泡機的空氣:水、藥要限定該型號機的最大量和最小量,在最小和最大之間要可調。
5、水泥漿的配比:按稠度要求控制在水泥與水的比例在 100kg:46-55kg 之間,立式攪拌機水的調整范圍大一些,臥式攪拌不能太稠,(如果是隔膜泵要稍稀一些,液壓泵和擠壓泵水泥漿可稠一些)
6、混合器:混合器是發泡水泥制作過程的關鍵工藝器件:
a、其總流量要與泵送匹配
b、混合力度要達到將水泥漿均勻的噴鍍到每個泡沫外壁上,通過強化鍍膜,可解決植物泡之間掛漿不足造成的連孔現象,另外,植物泡表面活化性能強,易造成連泡,可加稠一些水泥漿解決
c、解決混合器的混合力,是通過在泡與水泥漿混合前,提高其霧化粉碎能力,一是首先將泡沫分散均勻進入混合室,二是在水泥漿進入混合室前提高原流速 2-5 倍,以產生一個加速動力,方法是用強霧化式在不影響流量的前提下提高流速,提高流速的水泥漿在混合室攪龍片的作用下合流高速旋轉,再與后方迎角翅發生碰撞粉碎達到混合目的。
d、關于混合器流速控制原則,一般大流量發泡機其通過流量較大易產生渦流,其厄流倍數可取小倍數,而小型泵送機由于流量過小,不易形成混合動力,因此其厄流孔徑應盡量做小一些,如果再不理想可采用其它輔助霧化混合手段幫助混合均勻。
7、操作控制:所有機型的操作控制都可分為:a、水泥加工 b、發泡 c、輸送三個操作單元,而每個控制單元越簡化越好,水泥加工是兩鍵一閥,發泡是一鍵兩鈕,輸送是一鍵一鈕,只有簡化控制的設備才能普及應用。
三、目前發泡水泥對發泡劑的性能要求:
水泥發泡劑是制作發泡水泥的主要材料,現在無論是現澆發泡水泥還是預制產品生產,都是以高壓空氣發泡再與水泥漿混合成泡沫水泥成品,目前市場上常見的發泡劑有幾種,但按其分類不外乎一下幾類:
(1)、植物蛋白型發泡劑(2)、動物蛋白型發泡劑 (3)、化學合成型 (4)、
復合型 
1、植物蛋白型發泡劑是目前應用最多的一種發泡劑,因為植物型發泡劑發泡量大、成本低、使用方便,用于勾兌時其兌水倍數約為 1:60,產量高,用于自吸式發泡機因其藥液流動性好,液體無雜質,對發泡設備無污染、腐蝕堵塞問題,因此是最受歡迎的一種發泡劑,然而用植物發泡劑制成的發泡水泥其泡孔偏小,一般在 0.3mm 以下,有部分大泡孔,多數泡孔呈連通狀,設備工藝難掌握。做出的產品實際上達不到保溫和強度的理想要求,有的人強調使用植物泡要把水泥用量加大至 400kg 以上。按此計算和動物次性發泡劑比較,動物型水泥用量 280kg-300kg 即可達到植物型 450kg 的效果,用犧牲水泥用量換來節省發泡劑的成本是不合算的,兩者相差水泥用量 30%,人們在選擇發泡劑的成本和特性,單算發泡劑成本是不夠的。應該從實際生產中從各項指標綜合分析其優劣性。
2、動物蛋白型發泡劑,由于其原料的獨特性能,制出的發泡水泥是目前市場最理想的產品,無論孔徑的大小,容重控制下的強度和保溫性能都是植物發泡劑無法達到的,用動物發泡劑制成的發泡水泥泡孔獨立均勻、密實、塌陷很輕,應該說若給發泡水泥制定標準,參照動物型發泡劑制成的產品標準是對發泡水泥優化指標的推動。國外市場多以動物型為主導。然而,國內市場由于加工工藝尚不完善,和原材料的短缺,用真正動物蛋白制出的發泡劑存在酸堿度不穩定,存放過程中發生沉淀分離,雜質較多,即是經過過濾也免不了重新發生結晶、氧化、沉淀等問題,使用過程易發生堵塞設備系統的故障,不被用戶所接受,另外其發泡倍數也低于植物型,由此種種原因,目前市場的生產量、應用量均低于植物型發泡劑。
3、化學合成型發泡劑,是近幾年第三代發泡劑,它是以起泡性能良好的幾種化學物質化合而成,其添加成份主要是滿足發泡劑的幾個物理特性,如起泡量、穩泡性、泡沫的堅固性等,既滿足了發泡量也滿足了其它要求,是目前發泡劑市場值得開發的產品。
4、復合型發泡劑:是目前第四代發泡劑的代表,它是綜合各種不同發泡劑的優缺點,實施互補措施,通過復合加工,保留其優良性能去掉單一產品的不足之處,而開發的一種新型發泡劑,該發泡劑具有以上各種發泡劑的優點,是未來發泡劑的主流,目前市場已有雛形產品,但只是其名稱不同而已。
 那么什么樣的發泡劑是好發泡劑呢?根據施工要求和對發泡水泥的質量要求,我們認為對發泡劑提出以下幾點要求:
a. 起泡量,實際起泡量不僅是一個物理指標,同時也是一個成本指標,如果起泡量小一些,但價格低一些也是可接受的。
b. 泡沫強度,是發泡水泥制成產品的塌陷度、縮體程度和穩泡時間的綜合指標。
c. 泡沫孔徑和均勻度:泡沫孔徑和均勻度是制成產品的強度指標和保溫指標的可靠保證,只有做出理想孔徑的制品才算得上好產品。
d. 發泡劑的純潔度,發泡劑的清潔度,對越來越精密的設備起到適用和保護作用,大型連續作業的設備在作業中應盡量減少其作業中的故障率,否則,會嚴重影響工程質量和工程進度,同時過多的雜質會影響水泥本身的水化反應,造成質量下降。
e. 無腐蝕性,要求發泡劑,對設備環境無腐蝕物污染作用,具有環保性能。
f. 泡沫的持久性:這個指標以往被人們要求的過高,有的追求泡沫持續時間越長越好,實際上追求過長的穩泡時間沒有必要,我們認為發泡劑發出的泡沫,在適用范圍內,其持續時間只要超過最長水泥制品的初凝期即可,因為當制品進入初凝期后泡沫的存在已無意義,較理想的穩定時間超過 24 小時,已可滿足各種施工要求。
以上對發泡劑的要求只是為滿足目前發泡水泥的市場要求和設備現狀的適應要求,其實做好發泡水泥,不僅是發泡劑的問題,當發泡劑滿足基本條件后,更重要的還有設備性能、工藝配方、操作技術等問題。
 解決發泡水泥分離沉淀問題不是一個單一問題,只有把設備、技術、材料、配方、工藝、標準、操作等都搞清楚才能有效的防止,筆者將和廣大同仁繼續探討相關技術問題,但是選擇一臺好設備無疑會同時獲得一套先進的工藝流程和配方,認真考察是減少失誤的最好辦法。

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