砂浆机械化喷涂试验研究

刘 折

(清远职业技术学院，广东 清远 511510)

0 引言

传统的现拌砂浆工艺因其劳动强度高、污染严重，越来越不受市场欢迎，因此国家颁布了“禁现令”，预拌砂浆应运而生，逐渐成为市场上砂浆供应的主流方式。预拌砂浆发展至今已然成熟，然而由于其成本较高，推广也遇到了瓶颈，如何降低砂浆施工成本已成为突破此瓶颈的关键。李国清等多位学者认为预拌砂浆行业的机械化施工，是建筑施工领域发展的必然选择，也是预拌砂浆进一步广泛推广的关键所在[1-2]。近年来，国内外学者从机喷砂浆配方、施工工艺等方面开展了相应研究，取得了一些成果[3-5]。然而，目前我国在机喷砂浆的研究方面并不成熟，也并未在市场上得到广泛推广。

本文在自行改进的砂浆喷涂机上，从泥砂比、喷头结构、喷射速度、稠度等参数对喷涂压力及喷涂效果的影响方面进行了试验研究，以期对机喷砂浆的推广应用有所帮助。

1 试验条件

1.1 试验设备

本实验所采用的砂浆喷涂机以河北邢台九众机械制造有限公司生产的砂浆喷涂机为基础，加装了喷管压力检测反馈装置，主电机电压220 V，功率4 kW，气泵功率2.2 kW。由于砂浆为黏稠状流体，故采用平面型压力变送器，生产厂家为上海隆旅电子科技有限公司，具体型号为PTL703-10M-3-A1-F1-W1-G-DIN3，输出：4～20 mA，量程：0～10 MPA，连接方式为螺纹连接M20×1.5。喷涂机及传感器如图1所示。

图1 试验用喷涂机及压力传感器

试制了3种不同结构的喷头，以观察不同的喷头结构对喷涂过程的影响。由于在喷涂的过程中喷头端部磨损较快，为了提高喷头端部的耐磨性，在喷头端部安装金属衬里，以提高喷头寿命。3种喷头的尺寸及实物如图2所示。

(a)1号喷头

(b)2号喷头

(c)3号喷头

1.2 试验用砂浆及添加剂技术参数

本次试验所用水泥选用海螺牌P42.5硅酸盐水泥，具体参数如表1所示，所用河砂的技术指标如表2所示，河砂使用前在烘干箱(设备型号：101-2A型电热鼓风干燥箱)内烘24 h，烘箱温度为105℃±5℃，以充分干燥。

表1 硅酸盐水泥P42.5技术指标

表2 河砂技术指标

2 试验结果

2.1 泥砂比对喷管压力的影响

选定砂浆稠度100的条件下，配制泥砂比为1:1.5、1:2、1:3、1:5、1:7的5种砂浆分别进行喷涂试验，测量喷管中的压力。不同泥砂比下喷管中的压力如图3所示。试验表明，随着泥砂比的增大，喷管中的压力也相应增大。当泥砂比为1:7时发生了堵管现象，喷管中的压力值超过了预定阈值3 000 kPa，蜂鸣器报警，喷浆电机和气泵电机停止工作，避免了喷管进一步被堵死。此时将螺旋加压装置拆除，进行清洗，如图4所示。

图3 不同泥砂比对喷管压力的影响

图4 螺旋加压装置拆除清洗

2.2 喷头结构对喷管压力的影响

采用3种不同结构的喷头对泥砂比1:5、稠度100左右的砂浆进行喷涂试验。从试验结果可以看出，采用1号和3号喷头时，喷管中的压力值在2 000 kPa左右波动。采用2号喷头时，喷管中的压力值在1 800 kPa左右波动，压力值稍低于1号和3号喷头。

2.3 喷射速度(气泵压力)对喷射距离及喷管压力值的影响

采用0.4 MPa、0.6 MPa、0.8 MPa三种不同的气泵压力针对泥砂比1：5、稠度100左右的砂浆进行喷涂试验。结果表明，喷射速度(气泵压力)的大小对喷管中的压力影响不明显，均在2 MPa左右波动。而不同的喷射速度(气泵压力)对喷射距离有一定影响，合适的喷射距离如表3所示。喷射过程中，如果喷射距离太近会导致砂浆迸溅严重，造成资源浪费，而且会使挂墙砂浆呈明显的蜂窝状；喷射距离太远会使部分砂浆在重力作用下掉落而不能顺利挂墙。

图5 喷头结构对喷管压力的影响

表3 不同喷射速度下的压力值及喷射距离

2.4 稠度对喷涂效果的影响

选定泥砂比1：5，砂浆稠度选为150、135、110、100四个参数进行喷涂试验。稠度为150和135的砂浆在喷射过程中流浆严重，砂浆不能顺利挂墙；稠度为110和100的砂浆可以顺利挂墙，喷涂效果较好。不同稠度下的喷涂效果如图6所示。

(c)稠度110 (d)稠度100

3 结语

本文基于自行改进的砂浆喷涂机，从泥砂比对喷管压力的影响、喷头结构对喷管压力的影响、喷射速度对喷射距离及喷管压力值的影响、稠度对喷涂效果的影响几个方面进行了试验研究，取得了一定的成果，对砂浆喷涂设备进一步推广应用有一定的促进作用。