砂漿機(jī)械化噴涂試驗(yàn)研究

劉 折

(清遠(yuǎn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 清遠(yuǎn) 511510)

0 引言

傳統(tǒng)的現(xiàn)拌砂漿工藝因其勞動強(qiáng)度高、污染嚴(yán)重，越來越不受市場歡迎，因此國家頒布了“禁現(xiàn)令”，預(yù)拌砂漿應(yīng)運(yùn)而生，逐漸成為市場上砂漿供應(yīng)的主流方式。預(yù)拌砂漿發(fā)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(guān)鍵。李國清等多位學(xué)者認(rèn)為預(yù)拌砂漿行業(yè)的機(jī)械化施工，是建筑施工領(lǐng)域發(fā)展的必然選擇，也是預(yù)拌砂漿進(jìn)一步廣泛推廣的關(guān)鍵所在[1-2]。近年來，國內(nèi)外學(xué)者從機(jī)噴砂漿配方、施工工藝等方面開展了相應(yīng)研究，取得了一些成果[3-5]。然而，目前我國在機(jī)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(jìn)的砂漿噴涂機(jī)上，從泥砂比、噴頭結(jié)構(gòu)、噴射速度、稠度等參數(shù)對噴涂壓力及噴涂效果的影響方面進(jìn)行了試驗(yàn)研究，以期對機(jī)噴砂漿的推廣應(yīng)用有所幫助。

1 試驗(yàn)條件

1.1 試驗(yàn)設(shè)備

本實(shí)驗(yàn)所采用的砂漿噴涂機(jī)以河北邢臺九眾機(jī)械制造有限公司生產(chǎn)的砂漿噴涂機(jī)為基礎(chǔ)，加裝了噴管壓力檢測反饋裝置，主電機(jī)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(chǎn)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(jī)及傳感器如圖1所示。

圖1 試驗(yàn)用噴涂機(jī)及壓力傳感器

試制了3種不同結(jié)構(gòu)的噴頭，以觀察不同的噴頭結(jié)構(gòu)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(shí)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(yàn)用砂漿及添加劑技術(shù)參數(shù)

本次試驗(yàn)所用水泥選用海螺牌P42.5硅酸鹽水泥，具體參數(shù)如表1所示，所用河砂的技術(shù)指標(biāo)如表2所示，河砂使用前在烘干箱(設(shè)備型號：101-2A型電熱鼓風(fēng)干燥箱)內(nèi)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(shù)指標(biāo)

表2 河砂技術(shù)指標(biāo)

2 試驗(yàn)結(jié)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(jìn)行噴涂試驗(yàn)，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(yàn)表明，隨著泥砂比的增大，噴管中的壓力也相應(yīng)增大。當(dāng)泥砂比為1:7時(shí)發(fā)生了堵管現(xiàn)象，噴管中的壓力值超過了預(yù)定閾值3 000 kPa，蜂鳴器報(bào)警，噴漿電機(jī)和氣泵電機(jī)停止工作，避免了噴管進(jìn)一步被堵死。此時(shí)將螺旋加壓裝置拆除，進(jìn)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(jié)構(gòu)對噴管壓力的影響

采用3種不同結(jié)構(gòu)的噴頭對泥砂比1:5、稠度100左右的砂漿進(jìn)行噴涂試驗(yàn)。從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，采用1號和3號噴頭時(shí)，噴管中的壓力值在2 000 kPa左右波動。采用2號噴頭時(shí)，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(jìn)行噴涂試驗(yàn)。結(jié)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(dǎo)致砂漿迸濺嚴(yán)重，造成資源浪費(fèi)，而且會使掛墻砂漿呈明顯的蜂窩狀；噴射距離太遠(yuǎn)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(jié)構(gòu)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(gè)參數(shù)進(jìn)行噴涂試驗(yàn)。稠度為150和135的砂漿在噴射過程中流漿嚴(yán)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(jié)語

本文基于自行改進(jìn)的砂漿噴涂機(jī)，從泥砂比對噴管壓力的影響、噴頭結(jié)構(gòu)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(gè)方面進(jìn)行了試驗(yàn)研究，取得了一定的成果，對砂漿噴涂設(shè)備進(jìn)一步推廣應(yīng)用有一定的促進(jìn)作用。