干混砂浆生产工艺流程
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干混砂浆生产工艺流程
干混砂浆生产是各种原材料在干燥, 松散的状态下处理的. 这些原材料统称为散体物料, 具体指的是粉状, 颗粒状松散堆积的材料. 在建筑材料干混砂浆中常用的颗粒直径为0-5毫米.
1.1工艺流程技术
干混砂浆工业技术的基础是力学工艺流程技术(mechanische Verfahrenstechnik/mechanical processing technique). 它是针对不同物料的特性要求相适应的基础处理方法和机器设备. 就散体物料而言, 其基本的处理工艺有
储存
输送, 提升
分级筛分
均匀混合
计量称着
破碎, 碾磨
分离
清洗
烘干(涉及热力学处理工艺)
各种物料的特性研究和描述是散体物料力学(Schuettgutmechanik/Bulk solids mechanics)的范畴, 它是力学工艺流程技术的理论基础. 散体物料和流体, 固体不一样, 有许多特异的性能如砂对筒仓壁面产生的压力和液体不一样. 它不会直线增加. 到目前为止, 散体物料力学还是半经验科学, 主要是采用试验手段, 通过相似力学, 统计学和数学建模来描述其特性和工程. 现代计算机的高速发展也给其研究提供了新的方法, 如散体颗粒采用随机过程力学模型的计算模拟固-气两相管流等.
1.2干混砂浆的散体物料特性
在干混砂浆中用到的许多不同的散体材料, 其中以下的的物理特性对于工艺和设备选型非常主要:
- 流动性
- 流化性
- 固体密度和散装密度
- 颗粒大小和分布
- 颗粒的形状
- 磨损性
这些特性决定着在干混砂浆生产工艺流程及方案的设计, 设备的选型, 比如干砂机,筛分机的选型, 物料的输送, 料仓卸料是否顺利, 结桥如何处理,计量装置中如何考虑解决时压效应给计量精度带来的负作用. 除此之外, 考虑干混砂浆中常常加入纤维如何分散, 包装机的选型等等.
首先我们谈谈原材料中的骨料之一的砂石, 大多数干粉产品其含砂量达60%至80%, 所以它来源和成分以及物理特性不但对最终产品的质量是否符合规定合要求, 同时对生产设备的设计和选型, 以及后续的应用施工比如机械化施工中产生的磨损, 压力损失均有不可低估的影响.
a) 集料
砂石骨料主要是石英砂，河砂，破碎的石灰石等. 在使用前必须检验其杂质含量及颗粒大小分布，含杂质的砂必须冲洗烘干; 其最后的湿度必须小于0.5%. 烘干好的,干燥的河砂粗砂(d>1.0 mm)流动性比较好, 砂的颗粒形状为园角, 堆积角度小. 这些特性除对最终产品本身的影响外, 还对干燥机和筛分机的选型和设计都有重要影响. 此外, 这类砂做成的干混砂浆施工性能好, 在后续的施工机器的水灰均混, 泵送和喷涂时比机制砂要好. 在作配方试验应检验其粒径分布曲线, 而且尽可能使用生产筛分机筛分的砂石, 避免配方误差.
b) 胶结材料和填料
其次是胶结材料和填料. 胶结材料的作用是将砂之内颗粒粘在一起，凝固后产生一定的强度.
如前面所列举的胶结材料主要有水泥，石膏，石灰,等. 使用不同胶结材料会直接影响成品的性能如防水, 收缩, 强度等. 所以, 对其品质必须进行进厂检验, 以保证和在实验室所作配方要求一致. 对白水泥还要求进行色度检验. 石灰石粉, 粉煤灰(有活性)等主要用来作填料. 这些粉状的材料大多数流动性比干燥的砂差, 而且具有时效性, 如在流化状态不同的情况下其散体密度和时间相关, 流动性由于时效性在不同的压力下而不同. 这些特性在筒仓的设计, 计量输送螺旋的设计以及工艺上要求的清洗要特别考虑.
c) 轻质骨料
还有一类轻质骨料如膨胀珍珠岩, 发泡EPS颗粒, 蛭石, 发泡微珠等, 它们的特性主要是容重, 传热系数,颗粒大小, 强度, 吸水性等. 由于这些特性使得其计量方式更复杂一些, 比如通常需要附加体积计量称. 对混合机的要求和动力参数也不一样. 例如膨胀珍珠岩易碎, 在工艺上要尽可能避免多余的环节, 混合时间不易过长. 在使用发泡EPS颗粒时注意其颗粒形状和大小分布, 选用合适的包装, 避免离析.
d) 化学添加剂
干混砂浆中使用的高效化学添加剂如高分子聚合物等均以微量加入. 它极大地提高了最终产品的性能, 还可以增加新的功能, 扩大了应用范围. 市面上化学添加剂有两种形式：固体粉末状的和液体的. 液体添加剂必须以喷雾式加入搅拌. 添加剂是以微量来进行计量的，通常是以一比一千至万的数量级的比例进行混合. 所以计量和搅拌的精确均匀是非常关键的. 除上面提到的特性外, 添加剂的使用要考虑温度. 要在添加剂供货商给定的工作温度范围内使用包括储运等环节. 添加剂的流动性较差, 和工作温度有关.
e) 颜料和纤维
我们所看见的那些绚丽多彩，富有个性建筑物要用到的彩色装饰干粉产品. 在复合配制这些干粉时主要使用对人体无害, 自然的矿物颜料粉末. 质量好的颜料颗粒微小均匀. 所以颜料粉末颗粒吸附在一起, 必须使用特殊的搅拌方法使之均匀分散在其他骨料颗粒上, 形成鲜艳的色彩. 这里人们使用高速刀片混合技术, 还能节省颜料. 高速刀片还可以用来分散纤维. 人们使用耐碱纤维来增强产品的抗裂强度. 在不适当地使用纤维和工艺欠缺时, 会产生如料仓堵塞, 纤维结团等影响生产和质量的严重问题.
1.3干混砂浆生产基本工艺流程
干混砂浆的生产过程主要分三部分：
1)砂预处理包括采石场，破碎，干燥，(碾磨)，筛分，储存. 若有河砂，则只须干燥，筛分. 然
后
a)砂仓储。
b)胶结料,填料以及添加剂的仓储
2)配料计量称重
3)高效均匀混合
4)包装和/或散装.
5)全自动过程电脑控制系统
原材料对干粉产品的质量有至关重要的影响.按使用要求不同, 需要哪些原材料和对这些原材料的要求也有所不同.
图0-1干混砂浆基本工艺流程
干粉料生产厂按要求及市场不同有不同方案. 常用的是塔式工艺布局，将所有预处理好的原料提升到原料筒仓顶部，依靠原料自身的重量自然从料仓中流出，经称量、配料、混合、包装等工序后成为最终产品。全部生产是在现代化的微机控制系统操作下完成的. 操作人员只要指定产品的类型与数量，其余操作全部由控制系统自动完成，无需人工干预。全部采用密闭的生产系统设备，不但现场清洁，无粉尘污染，保证了工人的健康. 设备为模块式结构, 生产容量能和市场的发展相衔接、配料精度高, 使用灵活和便于扩展等优点.
1.4流程工艺要求
工艺方案的设计和众多因素有关, 首先是投资者选择的市场, 通过市场分析导出市场定位和产品纲领, 然后确定前期的主要产品, 综合为商务参数. 接下来是具体的工艺参数. 从而导出相应的具体工艺要求:
-原材料(堆放, 湿度, 温度, 干燥度, 颗粒度, 流动性, 时效性, 磨损性, 腐蚀性)
-仓储要求(体积, 高度, 可靠性(破拱要求), 安全性)
-输送过程(可靠性, 安全性, 密封要求, 除尘要求, 经济性)
-产品质量要求(计量, 混合精度要求, 物料污染许可度)
-机器设备(自动化程度, 实用性, 维护性, 培训要求, 使用可靠性)
-场地条件(劳力, 高度限制, 地质条件, 环保要求, 交通状况)
这些将影响干混砂浆生产线的整体和各环节的工艺过程参数的确定和设备的正确选型. 正确适合的方案工艺设计在保证产品质量可靠安全的生产, 同时可以避免后遗症(如多余的设备, 多余的处理, 错误的工艺顺序造成拆了重建等等), 扩充时对现有生产不影响或较少影响, 节省造价(比如尽可能将钱化在刀刃, 设备部件, 元器件等, 尽可能降低基础建设等). 同样, 正确的设备选型和优化的设计即可以保证工程质量, 还可以节省大量资金.
1.5产品结构和方案
选择产品结构当然首先应考虑市场的需求. 选择国家鼓励提倡的产品. 以下我们考虑其中的
几个典型的产品方案.
(一) 墙体隔热复合系统建筑干粉系列
商品干混砂浆率先在上海市推广使用. 为了使干混砂浆相对现场搅拌砂浆有竞争力, 在满足砂浆标准的前提下, 开发应用了一种称为商品砂浆稠化粉的复合材料. 砂浆在生产中由水泥, 干砂, 粉煤灰或钢渣粉加稠化粉混合而成. 这样的干混砂浆视强度等级不同在上海的销售价格约230-280元/吨.
商品干混砂浆指的是砌筑, 抹灰和地坪砂浆不同的强度等级. 所有的原材料均为散装供应. 普通砂浆的量的比例占整个干混砂浆材料的80%, 所以其商业理性模式是: 大量+散装.
考虑国情以及最简单的管理, 推广商品砂浆的合理方案是专题产品方案, 即设计最适合作普通砂浆的设备, 做单一的, 专业的, 好的产品.
(二) 墙体隔热复合系统建筑干粉系列
墙体隔热复合系统建筑干粉系列是高附加值的技术产品. 不认是在旧房改造, 还是在建筑新房, 其隔热节能效果超过50%. 聚合物改良水泥基保温板粘结干粉尚在推广中, 其市场前景十分看好. 尤其在北方地区迫切需要. 墙体隔热复合系统建筑干粉系列主要包括:
?基体预处理干粉(找平, 改善基体表面吸附性等)
?保温板粘结和加固干粉
?保温板(发泡聚苯乙烯板, 岩棉保温板等)
?加固玻璃纤维网格
?表面防水彩色装饰干粉