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水泥发泡搅拌机是如何工作的
不论何种发泡机,能够发泡的基本原理,就是将空气引入发泡剂溶液中。各种机型的变化在于引入气体的方式不同,因而效果也不同。
水泥发泡的形成有两个必须的因素,一是发泡剂溶液,二是空气,二者缺一不可。没有发泡剂溶液,包围气体的液膜就不会形成,也就没有气泡。而没有气体,单有发泡剂溶液,泡也不能形成。在气泡的形成体系中,发泡剂溶液是分散介质,气体是分散相,气体分散于液体中,才能形成气泡,再由无数气泡组成泡沫。除了发泡剂性能这个重要因素外,气体引入发泡剂溶液是另外一个重要的因素。而气体引入液体,必须靠发泡机来完成,即发泡机采用一定的方法将气体引入液体中。不同的发泡机,引入气体的方法不同。总的来说,发泡机引入气体的方法有以下几种:
(1)慢速旋转叶片引入气体
这是一种将气体直接引入掺有发泡剂的砂浆(或混凝土浆)中的方法。搅拌机叶片在推动浆体时,空气随搅拌机叶片进入浆内,另外,大量空气在浆体翻转时被裹入浆内,还有一部分空气是由水泥、集料带入浆内的。三者相加,就是进入浆内的空气总量。其中,由搅拌叶片带入浆内的空气及叶片翻动浆体裹入的空气占主体。在空气进入浆体后,含有发泡剂表面活性物的液体将空气包围,在空气与液体的界面形成双电子层液膜,最终以液包气的方式形成浆体内的气泡。由于这种方式叶片的旋转速度慢、引入的气体少,所以气泡生成量小,发泡效果欠佳、效率较低。
(2)高速旋转叶片引入气体
这是一种依靠高速旋转叶片向发泡剂溶液中引入气体的方式。其气体的引入主要靠旋转叶片的作用力。这种机型的叶片一般要求高速旋转,转速应>700 转/min,一般在 700~1400r/min 之间,叶轮端部的圆周速度应>20m/s,才能获得较满意的效果。一定的高速才能使叶轮在液体中暴露,和空气接触,引入空气。若转速太低,叶轮在液体中不暴露, 引气量就很低。其合适的转速应以下叶轮在液体旋转时暴露为宜。
叶轮引气的基本原理如下:
当叶轮高速旋转时, 带动发泡筒内的发泡剂溶液随之旋转, 形成一个滚动的环流,并产生一个很大的旋涡。这时,位于发泡剂溶液顶部气液界面的气液两相粒子,就会相伴而下,呈快速螺旋状下降到旋涡的底部,在叶轮边缘 2.5~5 ㎝处,形成一个湍流区。在这个区域内,气液两相粒子受到叶轮较强的剪切和冲击作用,分散成细小的分散体,很快地实现了气液的混合,使气体均匀分散于液体中,实现了气体的引入。其引入效率由转速、叶轮直径、叶轮距发泡筒的距离,叶轮叶片的形状等各种技术因素均有关,不是单一转速决定的。高速叶轮都有引气作用,只是效率、效果、能耗不同而已。
(3)利用压力引入气体
这是目前国内外最普遍使用的先进引气发泡方式,也是比较科学的一种引气方式,是泡沫混凝土高压、中压发泡机技术核心。前述两种技术向液体引气的方式都较慢、且不均匀,泡径大,特别是泡径无法控制,完全是依赖发泡机的随机性,无法保证泡径微小和水泥发泡搅拌机均匀这两个最关键的技术指标。同时,其发泡量也是很难控制的。为了有效解决上述这些问题,压力引气发泡的的方式应运而生。无论从发泡量、发泡速度,还是泡径及泡沫均匀度等,都跨上了一个新台阶,有了很大的技术进步。它的主要原理就是利用各种可以产生空气压力的设备,把空气压入液相中,实现两相的均匀混合。在常压下, 空气进入液体是较难的, 而在一定压力下, 则变得比较容易。这个空气压力不单是把气体压向液体中,同时也把液体压向气体中,实际是双相同时施压。这样,两相的混合就会速度快、效率高、均匀、气泡细小,达到了泡沫较理想的技术要求。
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