干混砂浆离析问题研究分析
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摘 要：干混砂浆以其节能环保和施工性能良好的优点逐步取代传统砂浆成为主要的建筑材料。但是干混砂浆离析问题成为制约其全面推广的一大障碍。因此对离析问题机理与解决方案的研究成为全面推广干混砂浆应用的迫切要求。本文分析了干混砂浆防离析问题国内专利技术研究方向与成果。
关键词：干混砂浆;离析
一、概述
干混砂浆最早源于芬兰，它是继混泥土商品化之后，建筑材料和建筑施工工艺的一次革命。目前，发达国家已经基本上用干混砂浆替代传统砂浆，使干混砂浆得到全面推广。近年来，随着国内的三一重工、中联重科等企业的大力发展，我国干混设备生产技术也取得了迅速发展。而干混砂浆在生产应用中还面临一个难题——离析问题。干混砂浆的离析是指其在粉状和颗粒状材料混合后，由于其各自的属性不同，在储存、运输、使用过程中发生粉体和颗粒物的二次分离的问题;并且离析问题能否得到有效的控制又会直接影响干混砂浆的成品质量以及建筑施工质量。因此对离析问题机理的研究以及探究解决离析问题的方案已经成为全面推广干混砂浆应用的迫切要求。
自1893年奥地利的特里诺瓦首次针对矿物质纹理外观的饰面干混砂浆申请了生产专利以来，国外从20世纪60年代开始就在持续研究干混砂浆的离析问题。而国内在该领域的研究起步较晚，国内有关干混砂浆防离析专利申请是1992年由同济大学的吴科如等人首次提出的，2007年以后，国内干混砂浆防离析专利申请进入一个快速增长期。
本文通过梳理国内干混砂浆防离析专利技术，分析我国干混砂浆防离析问题的研究热点和技术成果。
二、干混砂浆防离析关键技术手段
由于干混砂浆自身组成的特点，从理论上讲干混砂浆在运动过程中都可能产生离析现象。针对干混砂浆离析问题研究主要集中在三个方面：
（一）基于物质颗粒理论，涉及组分、添加剂和工艺的专利技术
通过国内研究现状的分析可以看出，基于物质颗粒理论，通过组分、添加剂和工艺方面的专利技术取得了一定的进展。1992年，同济大学的吴科如等人的提出了一种大流动度微膨胀水泥灌浆材料，其以普通硅酸盐水泥为主要胶结材料，配以符合一定粒径和级配的普通建筑用砂以及掺加少量膨胀剂，减水剂组成混合料，实现了罐浆料的大流动度和砂浆的离析问题。2006年柳州欧维姆机械股份有限公司提出了一种板式无碴轨道用CA砂浆及其生产方法，其在CA砂浆干粉中添加了粉煤灰，提高了CA砂浆的流动性减少砂浆的泌水和离析，且CA砂浆干粉中添加的再分散乳胶粉具有良好的可再分散性，也增强了CA砂浆的抗析强度。2014年同济大学的张国防等人提出了一种干混砂浆用保水增稠材料及其应用，该干混砂浆用保水增稠材料利用超细矿渣微粉为主要原材料，主要由超细矿渣微粉、坡缕石、脱硫石膏和羟丙基淀粉醚组成，羟丙基淀粉醚溶解后能形成一定粘度的溶液，提高水泥砂浆的粘度，改善水泥浆体对砂浆中砂颗粒的包裹性，减少砂浆的分层离析。
（二）干混砂浆的储料罐结构设计专利技术
无论成品储料罐还是工地储料罐，储料罐的结构不合理是导致干混砂浆离析问题的主要因素之一。2008年无锡江加机械有限公司提出一种散装物料高位卸料系统，通过在卸料管上横向开设的若干个卸料孔，有效减小和消除了离析。三一重工股份有限公司于2009年提出一种料仓装置及包括该装置的干粉砂浆搅拌站，通过在料仓中设有与进料口连通的伸缩软管装置，驱动伸缩软管装置在竖直方向伸缩，减少干混砂浆在料仓下落过程中的离析现象，改善了干混砂浆的品质。2010年该公司还提出一种防离析装置以及具有该装置的混合料存储系统，其在料仓中设置的防离析装置包括多个节段，在每个节段设置导料管和与导料管连接的环形卸料器并使环形卸料器的直径大于导料管的直径，解决了干混砂浆离析问题。2016年绍兴益森工程机械有限公司提出在移动筒仓内增加锥形装置，改变传统抽芯卸料方式，极大降低了物料卸料过程中的离析。2017年岳阳科环建材有限责任公司提出通过设置弧形外圈刮料板和内圈刮料板，对料仓内的干混砂浆进行外圈犁铲式翻动、内圈三角斜向刮削，以及设置的磁性扰动式下料装置极大的减少了干混砂浆的离析程度。
（三）干混砂浆运输出料过程防离析专利技术
干混砂浆的离析发生在多个部位，其中一个重要的部位就是在运输和干混砂浆下料过程。2006年湖北航天双龙专用汽车有限公司提出一种举升式小气室破拱输送干混砂浆装置，其回避了流太化的输送原理，将干混砂浆的离析度降低到允许的范围之内。2008年洛阳中集凌宇汽车有限公司提出一种新型干混砂浆散装运输罐车车罐，其在罐体仓室锥体底部的局部范围，通过吹入压缩空气在卸料口产生均匀分布的气流形成气垫，使得流化后的物料经管道均匀输出，保证物料平稳、快速卸料减小了离析几率。2017年湖北东正新型建材有限公司提出一种干混砂浆运输车装料防离析装置，通過多堆排料和自动升降使干混砂浆平稳装入到运输车内，减小落料差，防止离析现象产生。
三、总结
本文对干混砂浆离析问题进行梳理，重点分析该领域专利技术研发方向与技术成果。干混砂浆防离析技术在经历一段时期的发展阶段后，很多技术手段已经趋于成熟，在我国干混砂浆使用的巨大的市场情况下，掌握解决干混砂浆离析问题的相关技术，探究新的技术研究方向，抢占高端专利技术市场显得尤为重要。
参考文献：
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[3]郑镭，纪宏超，郭力娜，李耀刚.干混砂浆运输车的防离析设计[J].中国粉体技术，2012，18（06）：22-24.
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