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          水泥發泡機的原理
          時間: 2018-10-25 14:38 瀏覽次數:
          發泡機就是能將發泡劑一定濃度的水溶液制成泡沫的設備。發泡劑本身是不能自動成為泡沫的,它必須通過發泡機的機械作用才能成為泡沫。發泡機和發泡劑是相互配合的一個技術體系

          發泡機就是能將發泡劑一定濃度的水溶液制成泡沫的設備。發泡劑本身是不能自動成為泡沫的,它必須通過發泡機的機械作用才能成為泡沫。發泡機和發泡劑是相互配合的一個技術體系,不能單獨發揮作用,誰也離不開誰。二者之間,不能說誰主要,誰不主要,其作用是相當的。沒有發泡劑,發泡機就出不來泡沫,失去了存在的價值。同樣,沒有發泡機,發泡劑再好,也不能成為泡沫,其用途也就失去。

            不論何種發泡機,能夠發泡的基本原理,就是將空氣引入發泡劑溶液中。各種機型的變化在于引入氣體的方式不同,因而效果也不同。 泡沫的形成有兩個必須的因素,一是發泡劑溶液,二是空氣,二者缺一不可。沒有發泡劑溶液,包圍氣體的液膜就不會形成,也就沒有氣泡。而沒有氣體,單有發泡劑溶液,泡也不能形成。 在氣泡的形成體系中,發泡劑溶液是分散介質,氣體是分散相,氣體分散于液體中,才能形成氣泡,再由無數氣泡組成泡沫。除了發泡劑性能這個重要因素外,氣體引入發泡劑溶液是另外一個重要的因素。而氣體引入液體,必須靠發泡機來完成,即發泡機采用一定的方法將氣體引入液體中。不同的發泡機,引入氣體的方法不同??偟膩碚f,發泡機引入氣體的方法有以下幾種:

            (1)慢速旋轉葉片引入氣體 這是一種將氣體直接引入摻有發泡劑的砂漿(或混凝土漿)中的方法。攪拌機葉片在推動漿體時,空氣隨攪拌機葉片進入漿內,另外,大量空氣在漿體翻轉時被裹入漿內,還有一部分空氣是由水泥、集料帶入漿內的。三者相加,就是進入漿內的空氣總量。其中,由攪拌葉片帶入漿內的空氣及葉片翻動漿體裹入的空氣占主體。 在空氣進入漿體后,含有發泡劑表面活性物的液體將空氣包圍,在空氣與液體的界面形成雙電子層液膜,最終以液包氣的方式形成漿體內的氣泡。 由于這種方式葉片的旋轉速度慢、引入的氣體少,所以氣泡生成量小,發泡效果欠佳、效率較低。

           (2)高速旋轉葉片引入氣體 這是一種依靠高速旋轉葉片向發泡劑溶液中引入氣體的方式。其氣體的引入主要靠旋轉葉片的作用力。這種機型的葉片一般要求高速旋轉,轉速應>700轉/min,一般在700~1400r/min之間,葉輪端部的圓周速度應>20m/s,才能獲得較滿意的效果。一定的高速才能使葉輪在液體中暴露,和空氣接觸,引入空氣。若轉速太低,葉輪在液體中不暴露,引氣量就很低。其合適的轉速應以下葉輪在液體旋轉時暴露為宜。 葉輪引氣的基本原理如下: 當葉輪高速旋轉時,帶動發泡筒內的發泡劑溶液隨之旋轉,形成一個滾動的環流,并產生一個很大的旋渦。這時,位于發泡劑溶液頂部氣液界面的氣液兩相粒子,就會相伴而下,呈快速螺旋狀下降到旋渦的底部,在葉輪邊緣2.5~5㎝處,形成一個湍流區。在這個區域內,氣液兩相粒子受到葉輪較強的剪切和沖擊作用,分散成細小的分散體,很快地實現了氣液的混合,使氣體均勻分散于液體中,實現了氣體的引入。其引入效率由轉速、葉輪直徑、葉輪距發泡筒的距離,葉輪葉片的形狀等各種技術因素均有關,不是單一轉速決定的。高速葉輪都有引氣作用,只是效率、效果、能耗不同而已。

            (3)利用壓力引入氣體 這是目前國內外最普遍使用的先進引氣發泡方式,也是比較科學的一種引氣方式,是泡沫混凝土高壓、中壓發泡機技術核心。 前述兩種技術向液體引氣的方式都較慢、且不均勻,泡徑大,特別是泡徑無法控制,完全是依賴發泡機的隨機性,無法保證泡徑微小和泡沫均勻這兩個最關鍵的技術指標。同時,其發泡量也是很難控制的。 為了有效解決上述這些問題,壓力引氣發泡的的方式應運而生。無論從發泡量、發泡速度,還是泡徑及泡沫均勻度等,都跨上了一個新臺階,有了很大的技術進步。它的主要原理就是利用各種可以產生空氣壓力的設備,把空氣壓入液相中,實現兩相的均勻混合。在常壓下,空氣進入液體是較難的,而在一定壓力下,則變得比較容易。這個空氣壓力不單是把氣體壓向液體中,同時也把液體壓向氣體中,實際是雙相同時施壓。這樣,兩相的混合就會速度快、效率高、均勻、氣泡細小,達到了泡沫較理想的技術要求。 我國所采用的壓力設備主要是兩種,一種是空氣壓縮機,另一種是鼓風機??諝鈮嚎s機產生是高壓,鼓風機產生的是中低壓。因此,空氣壓縮機發泡效果更好一些,而鼓風機發泡效果要略差一些。用空氣壓縮機發泡的,稱為高壓發泡機,用鼓風機發泡的,稱為中低壓發泡機??諝鈮嚎s機發泡優劣主要控制其壓力與排氣量,而鼓風機發泡,則主要控制其風壓風量。 由于空氣壓縮機制泡效果好,因而我國大多數發泡機采用的是空氣壓縮機。鼓風機發泡在我國也有不少應用,但相對于高壓發泡,這種發泡方式還是較少的。高壓空氣發泡所制泡沫的沁水率低,氣泡的泡徑小,細密均勻,質量較高,鼓風發泡所制泡沫的泡徑略大,總體質量不如高壓發泡。

            (4)高壓射流引入氣體 這是近幾年正在嘗試而還沒有普遍應用的發泡方式。其基本原理就是利用射流產生的強大分散力,實現氣相和液相的瞬間大的表面接觸,使二者均勻混合,并以液裹氣形成泡沫。這種方式還看不出比高壓空氣發泡更多的優勢,有待進一步的探索和完善。

            任何一種技術設備都不會停留在原有基礎上,都在發展和不斷地出新。發泡機也是這樣,今天普遍應用的高壓發泡也許明天會過時。這就要靠大家去探索新的發泡原理,并根據新原理創新出更先進的發泡機。我們希望大家都參與探索。事實上,這種探索我們一直進行,并始終沒有停止過。但探索的路是不平坦的,要搞出全新的東西不是一件容易的事。我們已經為此付出了不少代價,然而不會放棄。即使我們永遠不會成功,也要做一個勇于創新的探索者。大家享受某種成果時,可能感到很簡單。而去創造這種成果,那就不簡單了。


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