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干粉砂漿、干混砂漿、干拌砂漿的定義及分析

發布時間:2014/8/8 14:58:57 點擊量:

一、干粉砂漿簡介

干粉砂漿是指經干燥篩分處理的骨料(如石英砂)、無機膠凝材料(如水泥)和添加劑(如聚合物)等按一定比例進行物理混合而成的一種顆粒狀或粉狀,以袋裝或散裝的形式運至工地,加水拌和后即可直接使用的物料。又稱作砂漿干粉料、干混料、干拌粉,有些建筑黏合劑也屬于此類。干粉砂漿在建筑業中以薄層發揮粘結、襯墊、防護和裝飾作用,建筑和裝修工程應用極為廣泛。在干粉砂漿出現之前,所使用的砂漿大都在施工現場拌制,現場拌制的因材料來源不固定、儲存過程變質、配合比例變化大、拌和均勻性差等原因,造成現場拌制砂漿強度不穩定、抗滲抗裂性差、收縮率大,是粉刷開裂、起殼、剝落、滲漏等建筑質量問題發生的薄弱環節。同時,現場配制砂漿不可避免的造成資源浪費和環境污染。相對于傳統工藝現場拌制的砂漿,干粉砂漿具有產品質量高、生產效率高、對環境污染小、便于文明施工等眾多優點。

干粉砂漿依據用途的不同,在建筑工程中的主要有:砌筑砂漿、抹灰砂漿、界面劑、磁磚粘合劑、填縫劑、內外墻膩子、防水砂漿、地坪砂漿、自流平砂漿、修補砂漿、早強砂漿、粉沫涂料、彩色裝飾砂漿、保溫砂漿、無收縮灌漿、干拌混凝土等等。

二、干粉砂漿的應用的必然性

砂漿作為一種建筑材料,已有上千年的歷史。但砂漿的生產方式卻一直沿用上千年的施工現場拌制方式。伴隨著建筑技術的發展,對施工工效和建筑質量的要求不斷提高,現場拌制砂漿的缺點也逐步顯露出來。現場拌制砂漿存在的個問題主要有以下幾個方面: 

1. 配比設計的隨意性較大,嚴重影響材料的內在質量。由于施工隊伍眾多,施工單位的技術水平良莠不齊,往往憑經驗或從別處借鑒配方,對自己選用的原材料的個性分析不足,又缺乏系統的材料性能檢驗,造成砂漿性能低下,給工程帶來隱患。

2. 現場計量控制不準造成質量波動。大多數現場仍停留在人工計量的階段,這樣稱量誤差很大。其后果是膠結料少了,會造成強度下降;膠結料多了,一方面會增加成本,同時又會因為水泥的收縮問題而產生裂縫。

3. 混合均勻性難以保證。現場攪拌一般采用小型砂漿攪拌機,對于微摻量的添加劑分散能力差,常會出現拌和不均勻的現象。

4. 生產效率低。勞動強度大,勞動時間長,用于單位工程的人工費用增大。 

5. 原材料對砂漿性能的影響增大。不同用途的砂漿, 對集料、膠結料有著不同的要求。在施工現場生產,限于條件和工期的限制,不可能一一滿足。 

6. 對環境污染大。原料的存放和在生產時會形成粉塵、噪音等污染源,對周圍環境造成污染。 

7. 影響建筑功能,造成事故隱患。由于沒有科學的經驗數學模型的指引,砂漿質量的控制只能采用同期制作試件,到養護齡期后進行后期驗證的辦法。即使有問題,也難以彌補。由此而造成的墻體開裂、滲水、色差及抹灰層空鼓、脫落的現象時有發生。

為此,砂漿的生產方式的改革成為必然。砂漿進行工廠化生產,在依據砂漿用途的選材和配比設計方面,由更具專業化的工程師進行,在設施全面的實驗室進行系統的檢驗,采用電子化計量,專業化生產管理和專門的混合設備進行集中生產,就能夠有效地解決上述存在的幾個問題。 

三、干粉砂漿的發展

干粉砂漿在歐洲應用很普遍。德國、奧地利、芬蘭等國家早已在工程施工中大量采用干粉砂漿。在德國,平均每50 萬人口就有一個干粉砂漿的生產廠。在東南亞的發展也很快,新加坡從1984 年建設了第一個干粉砂漿生產廠,迄今產量超過30t/h 的廠已有5 家。在韓國、日本、臺灣、泰國、香港等許多亞洲國家和地區,都有大規模專業干粉砂漿生產廠。

我國在這方面的研究,最近幾年有較大的發展。隨著對商品混凝土的研究和推廣帶動了商品砂漿的研究和使用。不少大專院校和相應的研究機構,在吸取國外成功經驗的基礎上,結合我國施工實際情況,在防水砂漿、保溫砂漿、修補砂漿、自流平砂漿方面進行了許多研究開發,推出了數十種不同用途的專用砂漿品種,受到施工單位的歡迎。干粉砂漿生產廠在部分大中城市已有出現,有的年產量已經達到數萬噸。其中發展較快的有干混瓷磚粘結劑、界面處理劑、保溫砂漿、自流平地面砂漿、防水砂漿等,個別廠的產量已達數萬噸。但砌筑砂漿和抹面砂漿,雖然應用量很大,但由于推廣和政策貫徹落實力度有些滯后,目前只要少數大型工程上使用,應用面還不夠普及。

四、市場分析

從政策方面來看,推廣的工作已經啟動。國家建材局在《新型建材及制品發展導向目錄》中新型墻體材料中的第15 項就列出了“聚合物干粉砂漿”這種產品。2000年2 月,上海市建筑業管理辦公室發布了《關于上海市建設工程推行試用商品砂漿的通知》。要求“從2000年7 月1 日起,在本市內環線范圍內的新開工建設工程推行使用商品砂漿”,并發布了《預拌砂漿生產與運用技術規程》和《干粉砂漿生產和與運用技術規程》兩個規范性的文件作為依據。北京市政府也在干粉砂漿商品化方面進行了大量的推廣工作。接著,深圳市也發布了相關的政策和標準規程。不難預見,在我國形成新的干粉砂漿市場勢在必行。 

干粉砂漿的出現填補了建筑材料的一項空白,完成了對建筑工業的一項重大革新。許多房地產開發商和建材生產企業對該項目表示出很大的興趣。從國內京,滬,粵等地的推廣使用狀況來看,各級政府都非常重視,再加上近年來建筑工程質量問題屢屢出現,使得干粉砂漿的政策面環境很好。同時,干粉砂漿在現階段產量依然很小,比如以一個中小城市已年總建筑量100萬平方米對砂漿的使用量進行簡單估算,抹面砂漿和砌筑砂漿總使用量在50萬噸以上。假如我們建一條年產5 萬噸(2. 5萬立方米) 的干粉砂漿生產線,全部產量僅為市場需求量的6% ,因此市場需求不成問題。 

干粉砂漿是作為一項綠色建材得到政府和社會的認同, 同時,作為其設備來講,一直是從歐洲等地進口的,本項目的實施,可以實現進口替代,符合國家的宏觀經濟政策,因此不存在政策風險。 目前,這項技術已經比較成熟,作為其主要外加劑的材料經過充分實驗和多項工程的應用,各項指標比較穩定。通過在生產過程中的進一步探索,各項性能指標仍會有較大幅度的提高,而成本會進一步降低。

五、干粉砂漿的主要構成

干粉砂漿的是由組成原料在工廠經準確配料和均勻混合而制成的砂漿半成品,到施工現場只需加水攪拌即可使用。由于干粉砂漿的種類多,應用十分廣泛。其最大特點之一是以其薄層發揮粘結,裝飾,防護和襯墊等作用。如以粘結功能為主的砂漿主要有砌筑砂漿,墻地磚粘貼砂漿,勾縫砂漿,錨固砂漿等;以裝飾修效果為主的砂漿主要有各種抹面砂漿,內外墻膩子,彩色裝飾砂漿等;起防護作用的有防水砂漿,各種耐蝕砂漿,地面自流平砂漿,耐磨砂漿,絕熱保溫砂漿,吸聲砂漿,修復砂漿,防霉砂漿,屏蔽砂漿等。因而其成分也比較復雜,概括起來是由膠結料,填料,礦物摻合料,顏料,外加劑等材料組成。 

1. 膠結料。干粉砂漿常用的膠結料有:硅酸鹽水泥,普通硅酸鹽水泥,高鋁水泥,硅酸鈣水泥,天然石膏,石灰,硅灰以及由這些材料的混合體。硅酸鹽水泥(通常是I型)或硅酸鹽白水泥都是主要的膠結料。地坪砂漿中通常還需要用一些特殊的水泥。膠結料的用量占干混料產品質量的20%~40%%. 

2. 填料。干粉砂漿的主要填料有:黃砂、石英砂、石灰石、白云石、膨脹珍珠巖等。這些填料經過破碎、烘干,再篩分成粗、中、細三類,顆粒尺寸為:粗填料4mm~2mm,中填料2mm~0.1mm,細填料在0.1mm以下。粒度很小的產品,需用細石粉和經分選過的石灰石作骨料。普通的干粉砂漿既可用粉碎過的石灰石,也可用經干燥、篩選過的砂子作骨料。如果砂子質量足可用于高級的結構混凝土,則其一定符合生產干混料的要求。生產質量可靠的干粉砂漿,關鍵在于原料粒度的掌握以及投料配比的準確,而這是在干粉砂漿自動生產線中實現的。 

3. 礦物摻合料。干粉砂漿的礦物摻合料主要是:工業副產品、工業廢料及部分天然礦石等,如:礦渣,粉煤灰,火山灰,細硅石粉等,這些摻合料的化學成分主要是含氧化鈣的硅鋁鹽酸,有很高的活性和水硬性。

4. 外加劑。外加劑是干粉砂漿的關鍵環節,外加劑的種類和數量以及外加劑之間的適應性關系到干粉砂漿的質量和性能。為了增加干粉砂漿的和易性和粘結力,提高砂漿的抗裂性,降低滲透性,使砂漿不易泌水分離,從而提高干粉砂漿的施工性能,降低生產成本。如聚合物膠粉、木質纖維、羥甲基纖維素醚、羥丙基甲基纖維素、改性聚丙烯纖維、PVA纖維以及各種減水劑等

六、生產線工藝布置 

干粉砂漿生產線依據要生產的產品和場地的位置地形采用不同的工藝設計方案。常用的有塔式工藝布置和階段式工藝布置。

1. 塔式工藝布置

塔式工藝布置通常是自上而下配置相應的設備,依次是砂篩分機、儲存倉、喂料機、計量斗、混合機、包裝機和堆放輸送機等。將所有預處理好的原料提升到原料倉頂部,原材料依靠自身的重力從料倉中流出,經電腦配料,螺旋輸送計量,混合機拌和再到包裝機包裝入成品倉儲存,或散裝入散裝車等工序后成為最終產品,全部生產由中央電腦控制系統操作,配料精度高、使用靈活,采用密閉的生產系統設備使得現場清潔,無粉塵污染。工藝布置見圖1。


圖1. 塔式干粉砂漿生產線

2. 階段式布置

階段式布置是將主原料儲倉與混合機平行布置,原料通過二次提升進入混合機,混合機的上部只保留用量相對較小的原料和添加劑儲倉,由此降低儲料倉的高度,大幅度減少工程投資。通過增加收塵裝置減少粉塵污染。工藝布置見圖2。


圖2. 階段式干粉砂漿生產線

七、主要生產設備

1. 干燥設備

干燥設備主要有回轉干燥機和流化干燥機兩種形式。回轉干燥機安裝在地面,可選用煤,油,氣等多種加熱原料,操作維護更為方便。振動流化床干燥機熱效率較高,機械磨損小,應用較為經濟。

2. 篩分機

篩分機設置在原料頂部,經過篩分級后的不同粒徑的砂子直接送入響應的儲存倉。選用質量可靠,投資低,體積小,運行可靠的投影式篩分機,即使在過載的情況下,篩網由于傾斜設置不會被撕裂;穩定的系統誤差保證配方修正,從而保證產品質量。

3.物料輸送

粉狀物料(如水泥,粉煤灰等)一般采用氣力輸送設備送入原料倉。化學外加劑等袋裝物料,采用提升機提升到相應高度,用人工倒料的方式進入小原料倉。所有物料都由改進的螺旋輸送機輸送到計量斗。筒倉的材料使用狀況由筒料位計來監視,同時控制上料。筒倉錐部裝有流化裝置,在原料板結時通入壓縮空氣幫助卸料。

4. 配料計量系統

所有的物料都由電腦控制的配料系統進行計量配料。控制系統采用進口工控機和專用電子稱配料控制儀表,計算機控制系統實現上料、下料、計量、卸料、輸送、攪拌、出料包裝全過程的自動控制及完全手動支持;具有統計、打印生產日報表月報表功能和原始數據的查詢功,能根據用戶要求設計送貨單,能儲存999個配方及計劃號,可隨時調整和修改動態模擬整個生產過程,具有計算機自我診斷,報警功能和落差自動修正和補償功能。

5. 混合系統

混合機是干粉砂漿材料生產中最關鍵的一環,配置高效混合機是產品質量和產量的保證。為干粉砂漿生產專門設計的高效混合機,混合時間縮短,對粒度、密度差異大的物料混合適應性更強,它由傳動機構、臥式筒體、犁刀、飛刀四部分組成,物料在犁刀作用下沿筒壁作周向湍,當物料流經飛刀時被高速旋轉的飛刀拋灑,即使是彩色沙漿,也可以在較短時間內達到均勻混合。卸料口采用無殘余卸料設計,借助于兩個卸料閥門,混合料被卸入與攪拌機等長的底斗倉中。混合機中的殘余料可以忽略不計。并有效減少卸料過程中可能出現的再次分離。

6. 包裝機

粗細干粉材料的包裝應注意包裝機的選型,細的粉狀料可以用水泥包裝機包裝,粗產品選用氣吹式包裝機比較可靠。近年來研制的干粉砂漿專用包裝機,經過不斷地改進,已經完全能夠適應各種不同類型的材料的包裝。

現在,國內建筑干粉砂漿的生產和推廣應用已經形成了一個新產業,為住宅產業化創造新的增長點。干粉砂漿一般采用粉煤灰等工業廢棄物作原料,廢棄物再生利用給社會帶來巨大利益。由于干粉砂漿是對傳統砂漿的革命,不可避免地受到習慣勢力阻礙,因此,政府決策和支持是十分重要的,在科研、生產、施工各方面協作努力下,相信干粉砂漿生產這一新產業必將很快生根、開花、結果。

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