砂漿機械化噴涂試驗研究

劉 折

(清遠職業技術學院，廣東 清遠 511510)

0 引言

傳統的現拌砂漿工藝因其勞動強度高、污染嚴重，越來越不受市場歡迎，因此國家頒布了“禁現令”，預拌砂漿應運而生，逐漸成為市場上砂漿供應的主流方式。預拌砂漿發展至今已然成熟，然而由于其成本較高，推廣也遇到了瓶頸，如何降低砂漿施工成本已成為突破此瓶頸的關鍵。李國清等多位學者認為預拌砂漿行業的機械化施工，是建筑施工領域發展的必然選擇，也是預拌砂漿進一步廣泛推廣的關鍵所在[1-2]。近年來，國內外學者從機噴砂漿配方、施工工藝等方面開展了相應研究，取得了一些成果[3-5]。然而，目前我國在機噴砂漿的研究方面并不成熟，也并未在市場上得到廣泛推廣。

本文在自行改進的砂漿噴涂機上，從泥砂比、噴頭結構、噴射速度、稠度等參數對噴涂壓力及噴涂效果的影響方面進行了試驗研究，以期對機噴砂漿的推廣應用有所幫助。

1 試驗條件

1.1 試驗設備

本實驗所采用的砂漿噴涂機以河北邢臺九眾機械制造有限公司生產的砂漿噴涂機為基礎，加裝了噴管壓力檢測反饋裝置，主電機電壓220 V，功率4 kW，氣泵功率2.2 kW。由于砂漿為黏稠狀流體，故采用平面型壓力變送器，生產廠家為上海隆旅電子科技有限公司，具體型號為PTL703-10M-3-A1-F1-W1-G-DIN3，輸出：4～20 mA，量程：0～10 MPA，連接方式為螺紋連接M20×1.5。噴涂機及傳感器如圖1所示。

圖1 試驗用噴涂機及壓力傳感器

試制了3種不同結構的噴頭，以觀察不同的噴頭結構對噴涂過程的影響。由于在噴涂的過程中噴頭端部磨損較快，為了提高噴頭端部的耐磨性，在噴頭端部安裝金屬襯里，以提高噴頭壽命。3種噴頭的尺寸及實物如圖2所示。

(a)1號噴頭

(b)2號噴頭

(c)3號噴頭

1.2 試驗用砂漿及添加劑技術參數

本次試驗所用水泥選用海螺牌P42.5硅酸鹽水泥，具體參數如表1所示，所用河砂的技術指標如表2所示，河砂使用前在烘干箱(設備型號：101-2A型電熱鼓風干燥箱)內烘24 h，烘箱溫度為105℃±5℃，以充分干燥。

表1 硅酸鹽水泥P42.5技術指標

表2 河砂技術指標

2 試驗結果

2.1 泥砂比對噴管壓力的影響

選定砂漿稠度100的條件下，配制泥砂比為1:1.5、1:2、1:3、1:5、1:7的5種砂漿分別進行噴涂試驗，測量噴管中的壓力。不同泥砂比下噴管中的壓力如圖3所示。試驗表明，隨著泥砂比的增大，噴管中的壓力也相應增大。當泥砂比為1:7時發生了堵管現象，噴管中的壓力值超過了預定閾值3 000 kPa，蜂鳴器報警，噴漿電機和氣泵電機停止工作，避免了噴管進一步被堵死。此時將螺旋加壓裝置拆除，進行清洗，如圖4所示。

圖3 不同泥砂比對噴管壓力的影響

圖4 螺旋加壓裝置拆除清洗

2.2 噴頭結構對噴管壓力的影響

采用3種不同結構的噴頭對泥砂比1:5、稠度100左右的砂漿進行噴涂試驗。從試驗結果可以看出，采用1號和3號噴頭時，噴管中的壓力值在2 000 kPa左右波動。采用2號噴頭時，噴管中的壓力值在1 800 kPa左右波動，壓力值稍低于1號和3號噴頭。

2.3 噴射速度(氣泵壓力)對噴射距離及噴管壓力值的影響

采用0.4 MPa、0.6 MPa、0.8 MPa三種不同的氣泵壓力針對泥砂比1：5、稠度100左右的砂漿進行噴涂試驗。結果表明，噴射速度(氣泵壓力)的大小對噴管中的壓力影響不明顯，均在2 MPa左右波動。而不同的噴射速度(氣泵壓力)對噴射距離有一定影響，合適的噴射距離如表3所示。噴射過程中，如果噴射距離太近會導致砂漿迸濺嚴重，造成資源浪費，而且會使掛墻砂漿呈明顯的蜂窩狀；噴射距離太遠會使部分砂漿在重力作用下掉落而不能順利掛墻。

圖5 噴頭結構對噴管壓力的影響

表3 不同噴射速度下的壓力值及噴射距離

2.4 稠度對噴涂效果的影響

選定泥砂比1：5，砂漿稠度選為150、135、110、100四個參數進行噴涂試驗。稠度為150和135的砂漿在噴射過程中流漿嚴重，砂漿不能順利掛墻；稠度為110和100的砂漿可以順利掛墻，噴涂效果較好。不同稠度下的噴涂效果如圖6所示。

(c)稠度110 (d)稠度100

3 結語

本文基于自行改進的砂漿噴涂機，從泥砂比對噴管壓力的影響、噴頭結構對噴管壓力的影響、噴射速度對噴射距離及噴管壓力值的影響、稠度對噴涂效果的影響幾個方面進行了試驗研究，取得了一定的成果，對砂漿噴涂設備進一步推廣應用有一定的促進作用。