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关于发泡水泥分离沉淀的问题探讨

浏览次数: 日期:2014年12月23日 14:40
    发泡水泥再施工过程中发生沉淀分离一直是影响产品质量关键因素,早些时期人民把发泡水泥的质量问题归咎于发泡剂,认为有一个好的发泡剂就可做出理想的发泡水泥,(这里所说的理想的发泡水泥是指一般的能够把水泥浆发泡后能够做出不分离、不沉淀、有强度、有较均匀的泡孔而已,并不是真正的低容重、高强度、均匀的闭孔、泡孔清晰密实、孔径适度保温好、可满足厚度超过1000 毫米的一次浇注施工。)实际上近几年市场上已有多种可满足当前施工要求的新型发泡剂,但是目前市场上仍然存在大量的分离沉淀问题,为此笔者在近两年的现场施工中也通过用不同的工艺配方来解决问题,但是仍然不能彻底解决分离沉淀问题,在探讨改进中发现现有的设备满足不了产品深化研究的要求,我们制定的工艺流程和配方调整在旧设备上法实现,由此我们发现,发泡水泥的质量主要受三大因素影响,一是工艺技术,二是材料配比(包括发泡剂),三是设备的技术条件,另外还有施工中的操作水平和责任心造成的质量变化,我们知道即使在前几年设备技术相对落后的情况下仍然有做的较好的产品,只是好产品的稳定性难以控制,另外如果有一个好的发泡剂也可做出好一点的产品,但是其稳定性也难控制,这一切问题都说明发泡水泥的质量稳定性是受多因素影响的,因此我公司在致力工艺配方的研外还重点进行了设备的深度开发,使设备的性能能满足产品研发的要求;一、设备要具备发泡水泥所有的工艺流程,每个流程要简单可靠。二、要适合配料的可变性和准确性。三、具备先进的控制技术以实现可操作性。四、制定一套工艺标准和操作规程。五、确定发泡水泥、发泡剂、发泡机的技术目标。下面就新型发泡机、发泡剂作一些探讨。
     一 、水泥发泡机是当前发泡水泥产品的关键设备。目前市场销售的水泥发泡机是从南韩引进和国内仿制品,尽管不同的厂家,不同的型号都存在技术的差异,但其基本性能并未发生大的变化,纠其原因主要是发泡水泥起初的应用主要是限于地面采暖保温施工,而地暖保温施工又以“自流平”泵送现浇工艺为主,所以设备的性能一直围绕地暖保温开发,由于发泡水泥其优越的性能,近几年一些企业除地暖保温施工外,已向屋面、墙体、保温砖等领域开拓市场,用原来的设备试探做出更多要求的产品,而原有的设备在产品各功能的开发能力上已远不适应,新型设备的研发已被列为开发目标,近几年有的企业开发的小型、轻型非泵送发泡机就是为屋面施工、零星保温施工、产品开发而设计的,其重量和结构发生很大变化,体积小、重量轻的设备为小型施工提供了保证,目前市场销售的驰龙小型机,重量不足100kg,而产泡量和大型机相近似。随着零星工地的不断增加和应用范围的扩大,大产量轻型机也已上市,这种机型在产量和性能不变的前提下,对制品的质量控制又做了许多的优化改进。
1、重量从1 吨以上降至500kg 左右即产量还有所增加,有的每小时可达30m2
2、体积由几米缩至长1.6 米,宽0.9 米,高1.4 米,安装占地空间不到两平米,其配套搅拌机、上料机亦小型化,能满足各种工地施工要求,有的甚至可将所有设备搬进十几平米的房间施工,极大的方便了施工单位的环境要求。
3、控制系统的改进,提高了产品生产过程中的调控能力,适应产品调整的快速、简单化,电子喷射技术的应用使发泡剂的精确调整和随机应变变为现实,避免了药液的浪费,保证产品的稳定性,多因素变量的控制计量基本使产品质量已上升一个数量等级。
4、水泥浆的加工及泡沫的加工混合较老机型发生质的变化,为加工高质量的发泡水泥提供技术支持,发泡不仅优良均匀,而且可极大限度的节省发泡剂,并可随时更换不同类型的发泡剂,无需对其进行发泡倍数测定和试验,几分钟即可调整准确。
5、优选后的泵送技术,不仅为轻便高效,低耗能提供保证,更使泵送机的使用寿命和维修方便达到理想状态,新型泵送技术采用气动推送原理,和挤压输送原理,最大限度的减少泵送高压脉冲,有效地保护了泡沫的完整性,这量种泵送过程泡沫破碎几乎为零,其输送压力、由输送高度和输送阻力定,泵送机能自动调整适应这种压力,达到“软”泵送目的,保证产品质量和稳定性。
6、单片机程序控制变频器的应用,给发泡机提供了操作和功能上的便利。使控制简化,功能增加,为专用高性能智能化自动化设备提供了硬、软件支持,有些老机型通过变频器的选装也提高了可操作性。总之,新型发泡机其突出了个“新”字,它是新技术、新工艺、新产品、新材料的创新体现,
二、其主要装备技术指标:
1、搅拌机:要能制出良好的水泥浆。制好浆的条件是:在最短的时间和有限的 空间内将水 和水泥充分搅和,无颗粒结块,条件是:转速高,破碎率高,无外溅的装置。
2、上料机:满足连续作业,单位时间内上料均匀,可控。
3、泵送机:输出量可调,压力够用而脉冲越少越好,泵送稳定,大颗粒杂物通过能力越大越好,一般要超过10mm 为宜。
4、发泡机:发泡机计量准确。
   a、 空气量选最大泵送量、最低容重和气量为空压机排量,每立方水泥浆配五立方的空气排量,(一般以每分钟流量计算每分钟气量)
   b、发泡水量是根据每分钟的加工发泡水泥量,也可根据每分钟水泥用量,标准是,每100kg 水泥,8-10kg 发泡水。
   c、 发泡剂根据发泡水量确定发泡剂(1:40)0.2-0.3kg(该量应考虑每分钟供应量)
   d、发泡机的空气:水、药要限定该型号机的最大量和最小量,在最小和最大之间要可调。
5、水泥浆的配比:按稠度要求控制在水泥与水的比例在100kg:46-55kg 之间,立式搅拌机水的调整范围大一些,卧式搅拌不能太稠,(如果是隔膜泵要稍稀一些,液压泵和挤压泵水泥浆可稠一些)
6、混合器:混合器是发泡水泥制作过程的关键工艺器件:
   a、 其总流量要与泵送匹配
   b、混合力度要达到将水泥浆均匀的喷镀到每个泡沫外壁上,通过强化镀膜,可解决植物泡之间挂浆不足造成的连孔现象,另外,植物泡表面活化性
能强,易造成连泡,可加稠一些水泥浆解决
   c、 解决混合器的混合力,是通过在泡与水泥浆混合前,提高其雾化粉碎能力,一是首先将泡沫分散均匀进入混合室,二是在水泥浆进入混合室前
提高原流速2-5 倍,以产生一个加速动力,方法是用强雾化式在不影响流量的前提下提高流速,提高流速的水泥浆在混合室搅龙片的作用下合流高速旋转,再与后方迎角翅发生碰撞粉碎达到混合目的。
   d、关于混合器流速控制原则,一般大流量发泡机其通过流量较大易产生涡流,其厄流倍数可取小倍数,而小型泵送机由于流量过小,不易形成混
合动力,因此其厄流孔径应尽量做小一些,如果再不理想可采用其它辅
助雾化混合手段帮助混合均匀。
7、操作控制:所有机型的操作控制都可分为:a、水泥加工 b、发泡 c、输送三个操作单元,而每个控制单元越简化越好,水泥加工是两键一阀,发泡
是一键两钮,输送是一键一钮,只有简化控制的设备才能普及应用。
三、目前发泡水泥对发泡剂的性能要求:
水泥发泡剂是制作发泡水泥的主要材料,现在无论是现浇发泡水泥还是预制产品生产,都是以高压空气发泡再与水泥浆混合成泡沫水泥成品,目前市场上常见的发泡剂有几种,但按其分类不外乎一下几类:
      (1)、植物蛋白型发泡剂 (2)、动物蛋白型发泡剂 (3)、化学合成型 (4)、复合型
1、植物蛋白型发泡剂是目前应用最多的一种发泡剂,因为植物型发泡剂发泡量大、成本低、使用方便,用于勾兑时其兑水倍数约为1:60,产量高,用于自吸式发泡机因其药液流动性好,液体无杂质,对发泡设备无污染、腐蚀堵塞问题,因此是最受欢迎的一种发泡剂,然而用植物发泡剂制成的发泡水泥其泡孔偏小,一般在0.3mm 以下,有部分大泡孔,多数泡孔呈连通状,设备工艺难掌握。做出的产品实际上达不到保温和强度的理想要求,有的人强调使用植物泡要把水泥用量加大至400kg 以上。按此计算和动物次性发泡剂比较,动物型水泥用量280kg-300kg 即可达到植物型450kg 的效果,用牺牲水泥用量换来节省发泡剂的成本是不合算的,两者相差水泥用量30%,人们在选择发泡剂的成本和特性,单算发泡剂成本是不够的。应该从实际生产中从各项指标综合分析其优劣性。
2、动物蛋白型发泡剂,由于其原料的独特性能,制出的发泡水泥是目前市场最理想的产品,无论孔径的大小,容重控制下的强度和保温性能都是植物发泡剂无法达到的,用动物发泡剂制成的发泡水泥泡孔独立均匀、密实、塌陷很轻,应该说若给发泡水泥制定标准,参照动物型发泡剂制成的产品标准是对发泡水泥优化指标的推动。国外市场多以动物型为主导。然而,国内市场由于加工工艺尚不完善,和原材料的短缺,用真正动物蛋白制出的发泡剂存在酸碱度不稳定,存放过程中发生沉淀分离,杂质较多,即是经过过滤也免不了重新发生结晶、氧化、沉淀等问题,使用过程易发生堵塞设备系统的故障,不被用户所接受,另外其发泡倍数也低于植物型,由此种种原因,目前市场的生产量、应用量均低于植物型发泡剂。
3、化学合成型发泡剂,是近几年第三代发泡剂,它是以起泡性能良好的几种化学物质化合而成,其添加成份主要是满足发泡剂的几个物理特性,如起泡量、稳泡性、泡沫的坚固性等,既满足了发泡量也满足了其它要求,是目前发泡剂市场值得开发的产品。
4、复合型发泡剂:是目前第四代发泡剂的代表,它是综合各种不同发泡剂的优缺点,实施互补措施,通过复合加工,保留其优良性能去掉单一产品的不足之处,而是一种新型发泡剂,该发泡剂具有以上各种发泡剂的优点,是未来发泡剂的主流,目前市场已有雏形产品,但只是其名称不同而已。那么什么样的发泡剂是好发泡剂呢?根据施工要求和对发泡水泥的质量要求,我们认为对发泡剂提出以下几点要求:
   a. 起泡量,实际起泡量不仅是一个物理指标,同时也是一个成本指标,如果起
泡量小一些,但价格低一些也是可接受的。
   b. 泡沫强度,是发泡水泥制成产品的塌陷度、缩体程度和稳泡时间的综合指标。
   c. 泡沫孔径和均匀度:泡沫孔径和均匀度是制成产品的强度指标和保温指标的可靠保证,只有做出理想孔径的制品才算得上好产品。
   d. 发泡剂的纯洁度,发泡剂的清洁度,对越来越精密的设备起到适用和保护作用,大型连续作业的设备在作业中应尽量减少其作业中的故障率,否则,会严重影响工程质量和工程进度,同时过多的杂质会影响水泥本身的水化反应,造成质量下降。
   e. 无腐蚀性,要求发泡剂,对设备环境无腐蚀物污染作用,具有环保性能。
   f. 泡沫的持久性:这个指标以往被人们要求的过高,有的追求泡沫持续时间越长越好,实际上追求过长的稳泡时间没有必要,我们认为发泡剂发出的泡沫,在适用范围内,其持续时间只要超过最长水泥制品的初凝期即可,因为当制品进入初凝期后泡沫的存在已无意义,较理想的稳定时间超过24 小时,已可满足各种施工要求。
   以上对发泡剂的要求只是为满足目前发泡水泥的市场要求和设备现状的适应要求,其实做好发泡水泥,不仅是发泡剂的问题,当发泡剂满足基本条件后,更重要的还有设备性能、工艺配方、操作技术等问题。解决发泡水泥分离沉淀问题不是一个单一问题,只有把设备、技术、材料、配方、工艺、标准、操作等都搞清楚才能有效的防止,笔者将和广大同仁继续探讨相关技术问题,但是选择一台好设备无疑会同时获得一套先进的工艺流程和配方,认真考察是减少失误的最好办法。
                                                                                                                         牟世友
                                                                                                   烟台汇福节能保温技术有限公司
                                                                                                                     2008.5.6
 
 

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