干混砂漿離析問題研究分析

張飛 李鑫杰

摘?要：干混砂漿以其節(jié)能環(huán)保和施工性能良好的優(yōu)點逐步取代傳統(tǒng)砂漿成為主要的建筑材料。但是干混砂漿離析問題成為制約其全面推廣的一大障礙。因此對離析問題機(jī)理與解決方案的研究成為全面推廣干混砂漿應(yīng)用的迫切要求。本文分析了干混砂漿防離析問題國內(nèi)專利技術(shù)研究方向與成果。

關(guān)鍵詞：干混砂漿;離析

一、概述

干混砂漿最早源于芬蘭，它是繼混泥土商品化之后，建筑材料和建筑施工工藝的一次革命。目前，發(fā)達(dá)國家已經(jīng)基本上用干混砂漿替代傳統(tǒng)砂漿，使干混砂漿得到全面推廣。近年來，隨著國內(nèi)的三一重工、中聯(lián)重科等企業(yè)的大力發(fā)展，我國干混設(shè)備生產(chǎn)技術(shù)也取得了迅速發(fā)展。而干混砂漿在生產(chǎn)應(yīng)用中還面臨一個難題——離析問題。干混砂漿的離析是指其在粉狀和顆粒狀材料混合后，由于其各自的屬性不同，在儲存、運(yùn)輸、使用過程中發(fā)生粉體和顆粒物的二次分離的問題;并且離析問題能否得到有效的控制又會直接影響干混砂漿的成品質(zhì)量以及建筑施工質(zhì)量。因此對離析問題機(jī)理的研究以及探究解決離析問題的方案已經(jīng)成為全面推廣干混砂漿應(yīng)用的迫切要求。

自1893年奧地利的特里諾瓦首次針對礦物質(zhì)紋理外觀的飾面干混砂漿申請了生產(chǎn)專利以來，國外從20世紀(jì)60年代開始就在持續(xù)研究干混砂漿的離析問題。而國內(nèi)在該領(lǐng)域的研究起步較晚，國內(nèi)有關(guān)干混砂漿防離析專利申請是1992年由同濟(jì)大學(xué)的吳科如等人首次提出的，2007年以后，國內(nèi)干混砂漿防離析專利申請進(jìn)入一個快速增長期。

本文通過梳理國內(nèi)干混砂漿防離析專利技術(shù)，分析我國干混砂漿防離析問題的研究熱點和技術(shù)成果。

二、干混砂漿防離析關(guān)鍵技術(shù)手段

由于干混砂漿自身組成的特點，從理論上講干混砂漿在運(yùn)動過程中都可能產(chǎn)生離析現(xiàn)象。針對干混砂漿離析問題研究主要集中在三個方面：

（一）基于物質(zhì)顆粒理論，涉及組分、添加劑和工藝的專利技術(shù)

通過國內(nèi)研究現(xiàn)狀的分析可以看出，基于物質(zhì)顆粒理論，通過組分、添加劑和工藝方面的專利技術(shù)取得了一定的進(jìn)展。1992年，同濟(jì)大學(xué)的吳科如等人的提出了一種大流動度微膨脹水泥灌漿材料，其以普通硅酸鹽水泥為主要膠結(jié)材料，配以符合一定粒徑和級配的普通建筑用砂以及摻加少量膨脹劑，減水劑組成混合料，實現(xiàn)了罐漿料的大流動度和砂漿的離析問題。2006年柳州歐維姆機(jī)械股份有限公司提出了一種板式無碴軌道用CA砂漿及其生產(chǎn)方法，其在CA砂漿干粉中添加了粉煤灰，提高了CA砂漿的流動性減少砂漿的泌水和離析，且CA砂漿干粉中添加的再分散乳膠粉具有良好的可再分散性，也增強(qiáng)了CA砂漿的抗析強(qiáng)度。2014年同濟(jì)大學(xué)的張國防等人提出了一種干混砂漿用保水增稠材料及其應(yīng)用，該干混砂漿用保水增稠材料利用超細(xì)礦渣微粉為主要原材料，主要由超細(xì)礦渣微粉、坡縷石、脫硫石膏和羥丙基淀粉醚組成，羥丙基淀粉醚溶解后能形成一定粘度的溶液，提高水泥砂漿的粘度，改善水泥漿體對砂漿中砂顆粒的包裹性，減少砂漿的分層離析。

（二）干混砂漿的儲料罐結(jié)構(gòu)設(shè)計專利技術(shù)

無論成品儲料罐還是工地儲料罐，儲料罐的結(jié)構(gòu)不合理是導(dǎo)致干混砂漿離析問題的主要因素之一。2008年無錫江加機(jī)械有限公司提出一種散裝物料高位卸料系統(tǒng)，通過在卸料管上橫向開設(shè)的若干個卸料孔，有效減小和消除了離析。三一重工股份有限公司于2009年提出一種料倉裝置及包括該裝置的干粉砂漿攪拌站，通過在料倉中設(shè)有與進(jìn)料口連通的伸縮軟管裝置，驅(qū)動伸縮軟管裝置在豎直方向伸縮，減少干混砂漿在料倉下落過程中的離析現(xiàn)象，改善了干混砂漿的品質(zhì)。2010年該公司還提出一種防離析裝置以及具有該裝置的混合料存儲系統(tǒng)，其在料倉中設(shè)置的防離析裝置包括多個節(jié)段，在每個節(jié)段設(shè)置導(dǎo)料管和與導(dǎo)料管連接的環(huán)形卸料器并使環(huán)形卸料器的直徑大于導(dǎo)料管的直徑，解決了干混砂漿離析問題。2016年紹興益森工程機(jī)械有限公司提出在移動筒倉內(nèi)增加錐形裝置，改變傳統(tǒng)抽芯卸料方式，極大降低了物料卸料過程中的離析。2017年岳陽科環(huán)建材有限責(zé)任公司提出通過設(shè)置弧形外圈刮料板和內(nèi)圈刮料板，對料倉內(nèi)的干混砂漿進(jìn)行外圈犁鏟式翻動、內(nèi)圈三角斜向刮削，以及設(shè)置的磁性擾動式下料裝置極大的減少了干混砂漿的離析程度。

（三）干混砂漿運(yùn)輸出料過程防離析專利技術(shù)

干混砂漿的離析發(fā)生在多個部位，其中一個重要的部位就是在運(yùn)輸和干混砂漿下料過程。2006年湖北航天雙龍專用汽車有限公司提出一種舉升式小氣室破拱輸送干混砂漿裝置，其回避了流太化的輸送原理，將干混砂漿的離析度降低到允許的范圍之內(nèi)。2008年洛陽中集凌宇汽車有限公司提出一種新型干混砂漿散裝運(yùn)輸罐車車罐，其在罐體倉室錐體底部的局部范圍，通過吹入壓縮空氣在卸料口產(chǎn)生均勻分布的氣流形成氣墊，使得流化后的物料經(jīng)管道均勻輸出，保證物料平穩(wěn)、快速卸料減小了離析幾率。2017年湖北東正新型建材有限公司提出一種干混砂漿運(yùn)輸車裝料防離析裝置，通過多堆排料和自動升降使干混砂漿平穩(wěn)裝入到運(yùn)輸車內(nèi)，減小落料差，防止離析現(xiàn)象產(chǎn)生。

三、總結(jié)

本文對干混砂漿離析問題進(jìn)行梳理，重點分析該領(lǐng)域?qū)＠夹g(shù)研發(fā)方向與技術(shù)成果。干混砂漿防離析技術(shù)在經(jīng)歷一段時期的發(fā)展階段后，很多技術(shù)手段已經(jīng)趨于成熟，在我國干混砂漿使用的巨大的市場情況下，掌握解決干混砂漿離析問題的相關(guān)技術(shù)，探究新的技術(shù)研究方向，搶占高端專利技術(shù)市場顯得尤為重要。

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