牟世友:發(fā)泡水泥的制作工藝及其應用

　　0  前言

　　發(fā)泡水泥及其擴展產品“發(fā)泡混凝土”或泡沫混凝土經過幾十年的發(fā)展，已日趨完善，在某些領域已表現(xiàn)出其優(yōu)越的性能。2008年初，國內有關部門已經組建發(fā)泡水泥產品的研究應用機構，以加速發(fā)泡水泥產品的開發(fā)應用；最近國家出臺的發(fā)泡混凝土磚的技術標準使其應用推廣有了標準依據(jù)。正像大多數(shù)有識之士對發(fā)泡水泥的認識一樣，由于其獨有的特性，其綜合指標是目前其它保溫材料所無法比擬的。

　　當然發(fā)泡水泥多年的發(fā)展并不是剛開始就令人們滿意的，多年來很多人員和企業(yè)都參與了對發(fā)泡水泥的開發(fā)完善工作，從發(fā)泡劑的研究、發(fā)泡設備的改進及發(fā)泡水泥的制作工藝和應用，都付出了巨大的努力，使其由原來只用于地暖保溫發(fā)展到今天的屋面保溫等更多的應用領域，盡管如此，發(fā)泡水泥仍處在產品的開發(fā)階段。多數(shù)領域雖已引入應用發(fā)泡水泥，但是尚達不到理想標準，尤其值得注意的是，整個市場表現(xiàn)的比較混亂，工藝標準眾說紛紜，無一定論。誠然，在產品的開發(fā)階段出現(xiàn)這種現(xiàn)象應該是發(fā)展中的必然過程，也是在所難免的，為此，現(xiàn)將我公司近幾年的一些工藝技術應用實踐提供給大家，或許能起到拋磚引玉的作用，也為發(fā)泡水泥產品發(fā)展作出我們自己的貢獻，并希望該領域的有識之士給予斧正，不勝感謝！

　　1發(fā)泡水泥的制作設備--“水泥發(fā)泡機”

　　水泥發(fā)泡機，是制取發(fā)泡水泥和泡沫混凝土的關鍵設備，古人云：“工欲善其事，必先利其器”，發(fā)泡水泥的發(fā)展過程與制作設備的發(fā)展有著密切的聯(lián)系，早期的發(fā)泡水泥之所以性能差，產量低，無法實施大面積推廣，就因為早期的發(fā)泡技術十分原始，直到現(xiàn)在還有部分企業(yè)仍保留著攪拌發(fā)泡、風扇發(fā)泡、水流攪動發(fā)泡等原始工藝。由于工藝不同，所以人們對發(fā)泡水泥的認識就不同，包括早期對泡沫的檢驗標準和手段，其是針對當時的工藝制定的，這些標準在當時是合理的也是有效的，譬如：對發(fā)泡劑的起泡量檢測，對當時那種發(fā)泡工藝，這種方法是十分有效的，而對現(xiàn)在的發(fā)泡技術則失去了指導意義。

　　我們現(xiàn)在所談的設備與技術是指經過多年發(fā)展的新型設備，關于舊工藝和舊設備不再討論，下面探討一下有關新型水泥發(fā)泡機的有關問題。

　?。?）發(fā)泡機的分類：

　　水泥發(fā)泡機近幾年盡管出現(xiàn)了不少新機型，但是不外乎以下幾類：按發(fā)泡方式分可分為低壓發(fā)泡和高壓發(fā)泡兩種；按產量分可大致分為每小時產量小于2立方米的微型機、每小時產量在4到8立方米之間的小型機、每小時產量在8到15立方米的中型機和每小時產量大于15立方米的大型機四種，現(xiàn)有大型機產量大致在每小時20至30立方米；按輸送方式分為自流式與泵送式，而泵送式按照使用不同的泵送機型還可細分為：螺桿輸送機、液壓柱塞輸送機、氣動隔膜泵輸送機和工業(yè)軟管泵輸送機；按組合方式可分為分體機和組合一體機；按功能分一般可分為起泡機、泡沫水泥制作機、地暖專用機、泡沫混凝土制作機、屋面保溫現(xiàn)澆機及多用途機型等，目前發(fā)泡機的選用多以用途和產量作為選型主要依據(jù)。

　?。?）發(fā)泡機的選型

　　前面提到，發(fā)泡機的選型主要依據(jù)用途和產量，同時因為發(fā)泡水泥應用目前尚處于成長期，需要一定的開發(fā)空間，對設備要求有相當?shù)纳壙臻g，以滿足除現(xiàn)有生產需求外的產品開發(fā)的功能。目前市場上很多機型除了是技術上的差異外，多數(shù)是因為功能上的需求而開發(fā)的，如煙臺匯福節(jié)能保溫技術有限公司開發(fā)的四個系列十一種機型，主要是為目前市場對不同產品不同施工，不同的產量需求而開發(fā)的：如分體機FP－16/18型，適合個體低成本的小工程量，可進行多種作業(yè)，產品標準質量極易掌握，產品穩(wěn)定可靠，是入門本行業(yè)及小量施工的理想機型；另外有適合較小規(guī)模工程的多功能成套機型，自動化程度高，體積小、重量輕，機動靈活，適應多類型低產量施工和流動作業(yè)，該類機型8小時產量在40至60立方米，能滿足中小工地的要求；除此之外，每小時產量大于15立方米的機型為滿足大工程施工的標準機型，其產量是根據(jù)人員最佳配置而設定的，所謂最佳配置是按照人的體能最佳工作量對設備產量和工位的合理分配，并且能滿足施工工藝的人機最佳配置方案，這種配置能夠最大限度的發(fā)揮整體效能。

　　另外每種設備都具備了產品要求的功能，如：專做地暖的發(fā)泡工藝，配備有專用于保溫產品和專用于屋面高強度防裂的兩種配方，可以做出不同要求的產品；也有專用于墻磚、墻板生產的，間歇施工的，預制品專用機型和多用機型，該機型可滿足工廠化產品的流水生產，配置了一套嚴格的制造工藝和多個產品配方，以滿足不同產品的性能要求。

　　總之，設備的選型對于企業(yè)的產品性能和質量有著重要的意義，選型的成功與否可能直接影響到業(yè)務的成敗，這在目前的地暖行業(yè)里該現(xiàn)象比較突出，在企業(yè)不知情的情況下選購設備，較好的方法是：確定企業(yè)的明確目標，根據(jù)目標考察機型，針對所選機型征詢廠家提供的工藝、配方等技術保障措施，而非簡單籠統(tǒng)的質量保證，進行產品制作演示及操作培訓，詳細了解機型的體積重量是否滿足自己的施工需求，及其可操作性、可靠性和可維修性情況。

　　2 發(fā)泡水泥制作工藝

工藝流程圖

　　根據(jù)發(fā)泡水泥的工藝流程圖不難看出，發(fā)泡水泥的制作工藝流程復雜，不可控變量很多，如：水與水泥、水與發(fā)泡劑、空氣與混合液、泡沫與水泥漿，都存在單種材料間的量變控制和對應關系，而這些變量的本身均無法進行精確計量，即使設備已具備可操控功能，由于操作人員的人為差異和其他因素也會造成極大的不穩(wěn)定性，目前市場上的發(fā)泡機其工藝流程基本類似，但其操控差異很大，各自的配方也因企業(yè)的技術深度而有所區(qū)別，這種區(qū)別造成了產品質量的很大差異。正是這些差異使發(fā)泡水泥長期以來無可參照的標準，更使發(fā)泡水泥的應用停留在目前有限的幾個領域內。工藝的雷同和配方的單一，阻礙了發(fā)泡水泥的發(fā)展，為此我公司針對這種狀況，進行發(fā)泡水泥工藝與配方的研究，首先確定目前如下部分產品及工藝的目標。

　　（1）地暖保溫材料

　?。?）平屋面現(xiàn)澆施工

　?。?）斜屋面預制施工

　?。?）斜屋面現(xiàn)澆施工

　?。?）地面墊層施工

　?。?）地暖填充層施工

　　（7）保溫磚制作工藝

　　（8）隔墻板制作工藝

　?。?）工藝品澆模工藝

　　（10）地基填充施工

　?。?1）廢礦井回填施工

　?。?2）路基、地面填充施工

　　（13）耐火磚工藝

　?。?4）保溫箱體內夾層填充

　?。?5）輕質夾層填充

　　以上這15個工藝目標基本包括了目前市場的基本需求范疇，這些需求對產品的性能要求是不同的，由于對性能要求的差異，不僅工藝要有區(qū)別，而且各自的配方也具有較大的區(qū)別正象以往的發(fā)泡水泥及其設備都是從引進地暖工藝而配套的，但是當多數(shù)設備廠家聽說發(fā)泡水泥可用于屋面保溫時，隨即在設備原說明書上增加“可以用于屋面保溫”等內容，而設備本身并未做任何改進，更沒有向用戶提供工藝配方，所以致使發(fā)泡水泥向其他領域擴展的不嚴肅性，當然近幾年我國發(fā)泡水泥技術進步是主流，多數(shù)廠家也在不斷完善，特別是在設備的可靠性方面做出了大量的工作，使目前的設備性能有了明顯的提高。

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　　3  發(fā)泡混凝土的應用

　　發(fā)泡水泥的應用范圍十分廣泛，前面已經講過，發(fā)泡水泥的應用是看發(fā)泡水泥產品的性能，也就是說發(fā)泡水泥成品的性能與性質決定了其應用領域和用途，如保溫性能優(yōu)良的產品適應做保溫，而對其強度要求就低一些，而強度高、重量輕的產品則適合做兼有保溫效果的砌塊，如果對其耐高溫有要求，則其配方就應該是以耐高溫為目標。根據(jù)不同的性能要求進行工藝配方設計才能滿足不同的使用要求，只有不同的工藝和配方，才能生產出不同應用的產品。由于不同的工藝與配方對設備的工藝適配能力就有了不同的要求，所以發(fā)泡混凝土的應用最終不僅要有不同的工藝和配方，更要有能實現(xiàn)這種工藝的設備和技術措施。由于發(fā)泡水泥目前處于發(fā)展推廣階段，因此對設備的完善和開發(fā)存在較大的依賴性，選購設備的施工企業(yè)必須明確提出自己的應用目標與性能要求，才能推動設備生產廠家在現(xiàn)有條件下盡力提供能夠滿足產品開發(fā)應用的設備，同時也能推動發(fā)泡水泥產品的發(fā)展。

　　發(fā)泡混凝土的廣泛應用，不僅是其性能指標問題，還存在應用創(chuàng)新和多項技術改革問題，如果一種新材料的使用以舊材料工藝為依據(jù)參照使用，會阻礙創(chuàng)新的發(fā)展，只有根據(jù)不同新材料的性質在應用于新領域的同時制定出新工藝，才能發(fā)揮出新材料的優(yōu)越性，發(fā)泡水泥尤其如此，它需要使用過程中不斷開發(fā)完善新工藝，創(chuàng)造性的去發(fā)掘應用，相信這種材料必將在節(jié)能環(huán)保建材領域里大放異彩。

　　4  生產泡沫混凝土保溫磚可行性分析

　　4.1  發(fā)泡輕質保溫隔熱建材市場機遇

　　2006年七月一日國家頒布建筑保溫節(jié)能有關技術標準和法規(guī)要求，這是我國建筑保溫節(jié)能產品的一次大整合，對于一些優(yōu)質產品是一個良好機遇，而對于一些劣質產品將是一次考驗。為了達到國家建筑節(jié)能 60% 的目標要求，目前各地均已啟動舊房節(jié)能改造和新房節(jié)能設計工作。這將需要大量的保溫隔熱性能好的輕質材料，如屋面保溫設計用的保溫磚、保溫板、現(xiàn)澆泡沫混凝土屋面；墻面保溫設計用的保溫板、保溫磚、保溫文化石；墻體保溫設計用的輕質砌塊、現(xiàn)澆保溫墻體、泡沫混凝土隔墻板；地面保溫設計用的保溫泡沫混凝土地磚、現(xiàn)澆泡沫混凝土地面等。新的建筑節(jié)能法規(guī)給這些保溫產品均帶來了千載難逢的市場機遇，一個巨大的節(jié)能環(huán)保建材市場正在形成，特別是低密度，低導熱系數(shù)產品十分暢銷，無論是建筑業(yè)內還是業(yè)外人士，建筑環(huán)保節(jié)能創(chuàng)造的這一市場良機不可錯過，盡快地找到切入點，搶占市場先機，必然會獲得成功，2008年3月份北京已成立首家“發(fā)泡混凝土保溫產品研究中心”，主要從事泡沫混凝土保溫材料在建筑領域的產品應用開發(fā)，以適應和滿足市場的需求。

　　這里和大家探討一種新型泡沫混凝土保溫材料，該材料性能優(yōu)越、應用廣泛，是一種能滿足目前和未來環(huán)保節(jié)能保溫的理想材料。我公司在以往的幾年中已成功的在地面、屋面施工幾十萬平米，效果良好，預測在未來將會有更大的市場。最近我國有一項調查表明我國以往的建筑有99%達不到新的建筑節(jié)能要求，這里我們重點對發(fā)泡混凝土的開發(fā)應用進行一些可行性探討。

　　4.2  泡沫混凝土的優(yōu)越性：

　　實現(xiàn)建筑節(jié)能60％的目標，需要對建筑屋面、墻面、墻體、地面全都實行保溫隔熱處理，需采用導熱系數(shù)很低的節(jié)能型保溫隔熱材料。目前，符合建筑節(jié)能技術要求的四大材料為：聚胺脂制品（MDI），發(fā)泡聚苯顆粒(EPS)及其衍生產品、加氣混凝土、泡沫混凝土。其中，聚胺脂成本太高，一立方一千多元，苯板造價也高，每平方墻體外貼苯板加抹面處理總造價約 60-140 元，開發(fā)商難以承受，不能大面積推廣；加氣混凝土墻體價低但由于保溫系數(shù)大，節(jié)能效果一般，只能用于砌筑墻體，不能用于舊房墻面處理，也不能用于新舊房屋的屋面地面處理，還不能現(xiàn)場施工。而且，加氣混凝土投資大難度大。泡沫混凝土性能比加氣混凝土優(yōu)越，（設備簡單，材料普及）投資遠低于加氣磚的投資，很容易生產，規(guī)模不限，可大可小，作業(yè)靈活，而且既可生產泡沫砌塊、墻板、貼面板，屋面板或磚、墻面磚和文化石，又可現(xiàn)澆泡沫墻體、屋面、地面，應用范圍包括屋面、墻體、地面、墻體、公路、護坡、礦井回填等涵蓋了建筑領域的所有工程。它是四大輕質保溫隔熱材料中用途最廣、投資最小、產品最多、市場最大的一種材料。其優(yōu)點如下：

　　（1）輕質，保溫隔熱優(yōu)異 它的密度為200～600㎏，導熱系數(shù)僅0.065～0.125（W/m·K），（加氣混凝土導熱系數(shù)0.15--0.22W/m.K），

　?。?）強度好，可滿足建筑各部分使用的強度要求200～600㎏/m?產品抗壓強度為0.8～6.5MPa,與加氣混凝土相當，完全能滿足使用要求。

　　（3）防火性能優(yōu)異 耐火極限可在4小時以上，達A級防火標準，克服苯板易燃，和其他材料高溫老化的不足,用于建筑更安全。

　?。?）使用成本低 用于墻體保溫，苯板造價140元/m ?，泡沫混凝土僅60元 /m?。用于屋面地面保溫，聚苯顆粒水泥磚總造價25～45元/m?，而本泡沫混凝土僅24～30元/m?。用于墻體加氣混凝土20cm厚總造價（含外粉刷）50～100元，而裝飾泡沫混凝土僅25～35元/m?；

　?。?）隔音好，發(fā)泡水泥墻體、地面屋面均有良好的隔音性能，近幾年已有一些大型商場采用發(fā)泡水泥做地面墊層用于隔音，效果良好。

　?。?）環(huán)?？估匣?，發(fā)泡水泥無毒，是理想的環(huán)保材料，由于其性質是和水泥相同，因此其抗老化性優(yōu)于其他材料。

　　4.3  泡沫混凝土磚的優(yōu)點及應用前景

　　泡沫混凝土磚的應用前景十分可觀，其主要原因是它與目前的加氣磚及其它磚比有以下幾點優(yōu)勢；

　　(1)容重低強度高，其它磚其容重一般高于800公斤，而泡沫混凝土低于600公斤，目前我公司做的泡沫混凝土磚可控制在300-580公斤范圍，其強度500公斤的容重能達到800公斤加氣磚的強度。

　　(2)保溫系數(shù)低，目前市場使用的加氣磚保溫系數(shù)一般在0.15-0.17W,而泡沫混凝土的保溫系數(shù)一般在0.08-0.125W之間，可作為一種保溫材料直接用于墻體施工，而加氣磚和其它磚還需進行內外墻保溫。

　　(3)生產工藝比加氣磚簡單，能耗低，（見流程圖）

　　發(fā)泡混凝土工藝流程：

　　原工藝流程:

　　從圖中可以看出兩種工藝區(qū)別較大。

　　(1)兩種磚的生產周期差別較大，加氣混凝土單班生產周期為18小時，發(fā)泡混凝土磚單班生產周期是11小時，因此發(fā)泡混凝土可組織兩班生產，加氣磚每天只能組織一斑生產，如果以發(fā)泡工藝改造加氣磚工藝其產量可增加50%以上。

　　(2)發(fā)泡混凝土磚生產成本低于加氣磚的生產成本，其主要區(qū)別在于發(fā)泡混凝土的骨料要比加氣磚要求低一些，骨料來源廣一些。

　　(3)發(fā)泡混凝土生產能耗低，單日用電能耗較加氣磚低于50%，斷季生產可轉于半自然養(yǎng)護，能耗更低。

　　(4)加氣磚只作為一種輕質材料用于墻體砌塊，發(fā)泡混凝土不僅具備加氣磚的所有功能，還具有良好的保溫隔音性能，僅保溫性能的價值已遠超出加氣磚的市場價值，是目前國家極力推廣的新型建材，如果用于新建墻體自保溫體系，他將會引起中國建筑墻體的一場革命。

　　4.4發(fā)泡混凝土磚生產可行性

　　發(fā)泡混凝土磚的專業(yè)化生產已成為現(xiàn)實，煙臺匯福節(jié)能保溫技術有限公司用三年的時間，做了大量的研究實驗自2007年11月份完成了成套技術、設備、工藝、材料、配方等全部項目的開發(fā)工作，特別在工藝方面的研究已走在全國的前面，由于工藝的超前也推動了設備的進步，目前公司的發(fā)泡水泥設備已形成系列化，能滿足市場的各種需求，新的工藝設備還可以對市場已有的加氣磚生產線進行更新改造，改造后的生產線能耗下降50%，產量可增加40%---100%，簡化工藝流程節(jié)省勞力，由于成本降低產量翻番經濟效益是顯而易見的。

　　目前發(fā)泡混凝土磚的所有生產設備可分成兩個系列；一是原來已有的成套設備，根據(jù)需要進行選購即可，二是新研發(fā)的專用設備，這部分設備的比例只占全套設備的六分之一或十分之一，所以無論是對舊設備進行改造還是建設一套新的生產線，其投資額都會遠低于加氣磚的設備投入，到目前為止發(fā)泡混凝土磚的生產已完全具備規(guī)?；瘜I(yè)化條件。

　　發(fā)泡混凝土磚的經營可行性：發(fā)泡混凝土磚的市場前景已象前面所講，應該說發(fā)泡混凝土磚的誕生已滯后于市場的需求，特別國家確立的建筑節(jié)能目標對各地來說是一項十分艱巨的任務，目前市場已用的保溫材料基本滿足不了目標的要求，鑒于發(fā)泡混凝土磚各方面優(yōu)越的性能和其生產成本低下及工藝的可行性馬上即可進入建材市場，特別是原加氣磚的成本因漲價因素已超過120元/每立方，而我們開發(fā)的發(fā)泡混凝土磚的生產成本已低于120元/每立方米，但是發(fā)泡混凝土磚保溫系數(shù)低于0.1W/mk,加氣磚的保溫系數(shù)大于0.14W/mk,發(fā)泡混凝土磚的使用價值遠大于加氣磚，另外在不改變兩磚的使用環(huán)境的情況下可以互相代用其輕質建材的功能，而用發(fā)泡混凝土磚砌的墻體再不需進行外墻內外保溫，這就比原來需進行外墻外保溫的墻體成本大幅度降低（約每平米節(jié)省30多元），實質發(fā)泡混凝土磚是加氣磚的換代產品，因此發(fā)泡混凝土磚是已經成熟的產品，而且投資少見效快，完全具備了經營的可行性，并且有著十分良好的市場前景，不久它將成為建筑節(jié)能的主要材料。

　　4.5設備投資：

　　(1)鍋爐；3噸一臺

　　(2)蒸養(yǎng)釜；3臺

　　(3)鋼模；3立方12只

　　(4)切割機；鋼絲鋸一套（包括吊車一套）

　　(5)攪拌機；3-9立方一臺

　　(6)發(fā)泡機；大于60立方/每小時

　　(7)上料機；與上料組分配套（包括皮帶運送機）

　　(8)內料場；夠兩個班時用料

　　(9)養(yǎng)護場；根據(jù)產量而定，一般不小于5000平米

　　(10)生產車間；2000平米

　　(11)附屬廠房；300平米

　　(12)水電設施；水量：每班大于240噸，電量：80千瓦，

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　　4.6工藝組織方案：

　　4.6.1 自然養(yǎng)護生產方案；

　　自然養(yǎng)護是指發(fā)泡水泥磚在生產全過程中是靠水泥自身的水化反映進行初凝、初硬，這種工藝的優(yōu)點是：

　　(1)一次投入成本低，

　　(2)工藝簡單適合創(chuàng)業(yè)初期開發(fā)，

　　(3)自然養(yǎng)護的產品后期強度增長期長，強度高，

　　缺點是；

　　(1)生產養(yǎng)護場地大，

　　(2)生產周期長，

　　(3)質量不穩(wěn)定，破碎率高。

　　4.6.2組合養(yǎng)護生產方案；

　　組合養(yǎng)護生產是指在生產過程中采用兩種以上的養(yǎng)護措施，對影響生產質量、產量的工序進行改進，如對開模前進行促凝措施以縮短開模切割期，而在切割后進行促硬措施（蒸養(yǎng)、溫室養(yǎng)護），待達到可搬運強度時即轉于自然養(yǎng)護場地進行自然養(yǎng)護。這種養(yǎng)護生產方案的優(yōu)點是；

　　(1)綜合投資成本低（設備和場地）。

　　(2)生產周期：車間生產周期比任何方式都短，外養(yǎng)護周期小于自然養(yǎng)護期。

　　(3)班產量高，適合大生產。

　　(4)產品質量穩(wěn)定，強度穩(wěn)定性好。

　　缺點是：

　　(1)外養(yǎng)護場地占地大于蒸養(yǎng)生產。

　　(2)養(yǎng)護期較蒸養(yǎng)、蒸壓期長。

　　4.6.3蒸壓養(yǎng)護生產方案：

　　蒸壓養(yǎng)護生產是指其生產全過程采用蒸養(yǎng)、蒸壓養(yǎng)護措施，工藝流程緊湊，生產能力強，生產周期短，適合組織大生產。

　　其優(yōu)點是：

　　(1)工藝規(guī)范，機械化程度高。

　　(2)生產周期短，產量高。

　　(3)產品質量穩(wěn)定，

　　缺點是：

　　(1)一次投資大，

　　(2)生產成本高，

　　(3)設備管理、維修難度大，故障率高。

　　綜以上幾種方案，用戶可根據(jù)自身的環(huán)境情況選用，比較其綜合性能筆者認為b方案是目前可行性較高的方案，該方案一次性投資較原加氣輕質磚的投資低50%左右，特別是后期養(yǎng)護措施可視投資條件而定，另外該工藝對原料配方的適應性較強，所以具有很高的產品開發(fā)功能，由于不同地區(qū)、不同配方都有一些區(qū)別，因此其設備的配置會有所差異，其價格也有所區(qū)別。每一個項目只有在考察設計后方可提出具體方案。參考；加氣混凝土生產工藝流程

　　4.7  發(fā)泡混凝土現(xiàn)澆工藝介紹

　　發(fā)泡混凝土是近幾年由韓國引進的建筑保溫工藝，最早引進的是韓國地暖保溫產品，在我國推廣后受到市場的青睞，家用地暖系統(tǒng)原起源于歐洲發(fā)達國家，至今已有幾十年的歷史，現(xiàn)在歐洲已有50％以上的住宅采用了地暖系統(tǒng)（包括電暖和水暖），80年代傳入韓國和日本，90年代傳入我國東北和山東，目前國內的地暖系統(tǒng)以低溫熱水輻射地板采暖系統(tǒng)?，F(xiàn)已被國家正式推廣。地暖保溫進入我國后，由于其保溫性能和產品的特點優(yōu)于以往的聚氨酯和聚苯板及珍珠巖等保溫材料，因而逐步向其它保溫領域擴展應用，我公司是最早將其進行屋面保溫開發(fā)和應用的單位，并獲得了良好的效果，由于從韓國引進的設備只能應用于地暖保溫施工，所以設備和施工工藝妨礙了發(fā)泡水泥應用范圍的開發(fā)，近幾年我公司在一邊施工，一邊探索的基礎上，逐漸研發(fā)出適合不同施工要求的系列設備：馳龍牌水泥發(fā)泡機。因此要掌握發(fā)泡水泥的制作技術，首先要學習和掌握兩方面的知識：一是發(fā)泡水泥設備的原理；二是發(fā)泡混凝土的特點和制作工藝。下邊就水泥發(fā)泡機和發(fā)泡水泥混凝土的制作工藝進行簡單的闡述：

　　4.7.1  水泥發(fā)泡機的工作原理

　　水泥發(fā)泡機，是用于水泥發(fā)泡的機械，其工作原理是，利用機械的作用，將含有多種化學成分的發(fā)泡劑，在一定配比下實現(xiàn)泡沫化的一套工藝。其發(fā)泡劑是一種液態(tài)化學劑，將其與水按一定比例配成藥液，通過泵送機和流量壓力控制，按需求量送至專用的發(fā)泡裝置，在高壓空氣的作用下，產生大量的泡沫體，其泡沫直徑一般在0.1－2.5毫米之間，這些泡沫體再與一定比例的水泥漿混合成泡沫水泥漿，即成為所需要的制品原料。

　　水泥發(fā)泡機，其原始機型是利用攪拌擾動原理，使其產生氣泡。這種原始的發(fā)泡方法不能夠形成大生產，近幾年，人們不斷的改進，使其發(fā)泡技術越來越優(yōu)化，所以就形成了多種發(fā)泡方式。從泡沫性質分，可分為常壓泡沫，低壓泡沫和高壓泡沫幾種。從成泡方法看，可分為機械成泡，化學成泡，一次成泡和二次成泡等，從泡沫與水泥混和的工藝分，可分為攪拌混合和泵后發(fā)泡混合兩種工藝。目前比較流行的是壓力發(fā)泡，泵后混合的工藝。這種工藝適合連續(xù)大生產作業(yè)，但是這種工藝目前只適合地暖施工。我公司目前已突破生產范圍，成功的將此工藝應用于屋面施工，現(xiàn)在常用的屋面施工主要是我公司開發(fā)的小型移動式發(fā)泡機?？蓪⒃O備直接吊在屋頂現(xiàn)場作業(yè)，質量穩(wěn)定，作業(yè)方便，中型設備既可做地暖，也可進行屋面和其它保溫施工作業(yè)。FP-Z80/Z160型發(fā)泡機制出的產品其堆放高度已超過一米，而目前市場上的其它產品超過30厘米即出現(xiàn)沉淀分離現(xiàn)象，所以我公司的發(fā)泡機已可用于墻體的直接澆注。

　　4.7.2  發(fā)泡混凝土的制作

　　(1)發(fā)泡混凝土的特性

　　發(fā)泡混凝土是由普通水泥或特種水泥與水按一定比例攪拌成水泥漿，再與已制作的泡沫混合成泡沫水泥，所制成的混凝土制品，其發(fā)泡水泥制品特性與水泥相同，因不同的配比和添加輔料對水泥的強度等性質有所影響，就水泥發(fā)泡來說，其水泥性質不變，一般其強度和凝固特性不變，其硬度增長較普通水泥緩慢，隨著時間的延長，其強度會達到原水泥的強度，但是其整體強度會因其泡沫的直徑和水泥的比重而改變，即水泥比重越低，其強度越低，但保溫性能與其成反比，即容重越低，保溫性能越高。另外由于發(fā)泡水泥的基本性質與水泥相同，因此在保溫材料領域發(fā)泡水泥在各種保溫材料中是最適合目前建筑保溫的材料，其強度和抗老化性是最佳選擇，也符合環(huán)保要求。另外其性價比也是最好的，例如，在地暖施工中其施工方便，價格低，壽命長等特點已很快取代了聚苯板、珍珠巖等材料，由于發(fā)泡水泥的很多優(yōu)點，其開發(fā)領域也十分廣闊，是一種前景十分可觀的項目。（見發(fā)泡水泥性能對比表）

　　(2)發(fā)泡水泥技術性能（見物理性能表一）

　　1??  保溫性能優(yōu)越：導熱系數(shù)為0.06-0.125w(mk),熱阻約為普通混凝土的20-30倍，比目前使用的珍珠巖保溫優(yōu)越。

　　2??隔音效果佳：泡沫混凝土中包含大量的獨立氣泡，分布均勻，吸音能力為0.09-0.19%，是普通混凝土的5 倍，具有良好的隔音功能。

　　3??整體性好：現(xiàn)場澆注施工，與主體工程結合緊密，不需留界隔縫和透氣管，不需做剛性防水。

　　4??密度低：干體積密度為180-800kg/m3，是普通混凝土密度的1/5-1/10，可減輕建筑物整體載荷。

　　5??抗壓強度高：抗壓強度為0.3-5.5Mpa。

　　6??抗?jié)B水性好：由于獨立密集而均勻的氣泡和良好的整體性，使其具有良好的抗?jié)B性，因此具有一定的防水性能。

　　7??抗裂紋：收縮率低，抗膨脹，抗裂性可與普通混凝土相比。

　　8??耐高溫性好：由于其抗膨脹性及保溫性，其在高溫下的性能穩(wěn)定，選材得當其耐溫可達800度以上。

　　9??壽命長：與主體工程壽命相同。

　　10) 環(huán)保防火性好：無毒無污染、抗溫防火。

　　11) 施工簡單：現(xiàn)澆制塊工序簡單易于施工，平屋面不需另找坡（坡度達2%--3%），各施工面均不需找平層和結合層。

物理性能表一

常用保溫材料在不同使用場合下導熱系數(shù)計算值比較

　　(3)發(fā)泡水泥的制作準備和要求

　　生產發(fā)泡水泥制品，首先要根據(jù)產品要求，選擇好加工設備，運用設備，根據(jù)配方進行生產。發(fā)泡水泥的生產，一是操作人員對產品的了解要詳細，二是準備工作要做完善，三是設備要完好（按發(fā)泡水泥機調試要求進行調試運行）。各工作人員要堅守崗位，認真負責，特別是機械操作人員要隨時觀察設備的工作狀態(tài)是否正常良好，發(fā)現(xiàn)異常要及時排除，否則生產的產品將會出現(xiàn)質量不穩(wěn)定的現(xiàn)象。

不同發(fā)泡水泥配比表

　　備注：不同的容重是通過發(fā)泡劑的加量調整好，單攪拌是直接向攪拌機按比例添加各種材料。如：0.35 m3攪拌機制作300kg比重的制品，則一次加2包（100kg）水泥、40kg水，攪拌均勻后再加入一定量的泡沫（發(fā)泡劑與水按1：40的比例混合后的混合物12kg發(fā)出的泡沫加至攪拌筒80％的容量）后攪拌均勻后即可獲得320－350kg/m3容重的制品。

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　　發(fā)泡水泥容重的控制，一般是先按水與水泥的比為46：100混合后，再由不同量的泡沫來控制，其方法是：分體式攪拌機是通過向攪拌機內加入泡沫量來實現(xiàn)不同的容重，當需要增加稠度時，制作水泥漿時可適當減少水的比例，如：40：100或38：100。此比例也因水泥標號不同、質量不同而有所變化，每個施工單位只能根據(jù)其配比原理自己從實踐中試驗獲得當?shù)氐臏蚀_配方。對于自動上料機，容重控制是通過加大或減少單位時間的水泥量，或者通過調整泵送量來調整容重，如果想獲得稠度大的產品，也可通過減少水量加大泡量的方法實現(xiàn)。通過增加發(fā)泡量調整容重，對稠度影響較大，通過調整水和水泥的比例調整容重對稠度影響不大，根據(jù)以上兩種調整方法可以實現(xiàn)不同產品的制作要求，前一種適應屋面的調整，后一種適應地暖產品的要求。但是容重的主要影響因素是泡沫量與水泥漿的比例。

　　4.7.3  發(fā)泡劑的選用

　　(1)發(fā)泡劑的分類：目前市場出售的發(fā)泡劑分為，動物型、植物型和合成型三大類，這些類型又有不同的加工工藝，因此在質量上有較大的區(qū)別對不同的設備，不同的用途應有不同的選擇，無論是選用那一種發(fā)泡劑首先要看其發(fā)泡量，發(fā)泡量越大產量越高成本越低。

　　(2)發(fā)泡劑的質量檢測：發(fā)泡劑的質量檢測目前各地執(zhí)行的不一樣，大部分認為主要通過查看發(fā)泡機發(fā)出的泡沫堆放高度、彈性強度、消泡時間，再通過做試塊的泡孔直徑、均勻度、強度等，甚至長期分出動物型強度高，抗?jié)B水性好，植物型有連孔現(xiàn)象抗?jié)B水性差。這一切認識都是在以往的地暖施工中總結的一些認識，我們認為好的發(fā)泡劑一是看其發(fā)泡量，二是看其穩(wěn)泡時間，發(fā)泡量是測其一定量的發(fā)泡劑原液配一定量的水后能制出多大體積的標準泡沫（或者有效泡沫），穩(wěn)泡時間是指這些泡沫能在多長時間保持原狀態(tài)（破碎率最低），一般認為穩(wěn)泡時間越長越好，其實并非如此，穩(wěn)泡時間只要能夠大于滿足水泥凝固時間的要求即可，穩(wěn)泡時間最好的檢驗方法是通過成品試塊進行確定，我們在做工地時發(fā)現(xiàn)，不同的設備、不同的工藝、不同的配比、不同的操作等都會影響到發(fā)泡水泥的質量，這些質量的變化以往有多數(shù)認為是發(fā)泡劑的問題，所以就出現(xiàn)了某種設備只能用某一種發(fā)泡劑，某一種工地只能用一種發(fā)泡劑，這種錯誤的認識是因為以往的設備性能和傳統(tǒng)工藝造成的，根據(jù)實踐發(fā)泡水泥的最佳容重稠度為300-350Kg，也是應用最廣的產品，是設備的最佳運行狀態(tài)。低于該容重稠度大強度下降，高于該容重則稠度下降流動性好，做坡度難。流動性好的產品易出現(xiàn)碎泡和浮泡，好的產品不出現(xiàn)浮泡，表面油性亮度好。

　　(3)發(fā)泡劑的選用：根據(jù)前面的討論，發(fā)泡劑的選用已經比較明確，發(fā)泡量是首選項目，穩(wěn)泡時間是質量關鍵，但是必須是最新可泵送式發(fā)泡機，這種新型機克服了只用一種發(fā)泡劑的缺點，采用最先進的電子 噴射技術，計量準確，混合徹底，使施工質量大副提高，同時使發(fā)泡劑的性能也 得到了真正的發(fā)揮。到目前為止用新式水泥發(fā)泡機可以滿足國  內多種施工要求。

　　(4)發(fā)泡水泥產品質量的鑒定：發(fā)泡水泥質量的確認以往并未有一個明確的標準，我們認為一是看其泡孔的均勻度，二是看其泡壁泡內面的光潔度，三是看產品表面的光潔度和初硬度（溫度對初硬度有影響），四是成品表面無浮泡光潔度好，以上四點是良好的，那么這個產品會是一個合格的產品，也是最好的產品。

　　4.7.4  施工工藝

　?。?）施工準備  材料要求及主要機具

　　水泥：宜用325號以上的普通硅酸鹽水泥亦可用礦渣硅酸鹽水泥，有侵蝕性介質作用時，應按設計要求選用，低溫施工宜選325R型號水泥，高溫季節(jié)施工宜選凝固慢一些的水泥，對強度要求高的產品應選PO型水泥，一般的可用PC型水泥。

　　粉煤灰：對于已含粉煤灰的水泥不必再加，對高純度的水泥可適當加一些粉煤灰。

　　外加劑：外加劑的選擇及用量應符合設計要求及國標GB50119-2003規(guī)范規(guī)定。

　　主要機具：發(fā)泡機、攪拌機、泵送機、水泵、水容器、鐵抹子、掃帚、木抹子、刮杠等。

　?。?）基層處理

　　把場地雜物清理干凈，干燥時需用水潤濕，在宜淌流的邊沿需用沙料或其他物料堵?lián)醴懒鳌?/FONT>