混砂质量

混砂质量（共7篇）

混砂质量 篇1

1 前言

砂浆在现代建设工程中用量极大, 其用量仅次于混凝土。干混砂浆是指经干燥筛分处理的细集料与水泥以及根据性能确定的各种组分, 按一定比例在专业生产厂混合而成, 在使用地点按规定比例加水或配套液体拌合使用的干混拌合物。干混砂浆特别是砌筑砂浆和抹面砂浆的使用解决了现场拌制砂浆所经常产生的强度低, 裂纹多, 厚度不均等质量通病, 而且降低了噪音和环境污染, 为环境保护及提高建筑质量起到了积极作用。

目前, 全国各地都在积极推广应用干混砂浆, 但干混砂浆在生产及使用过程中也暴露出一些问题。本文总结出干混砂浆在生产使用过程中出现的质量问题, 并提出解决措施, 为今后干混砂浆的生产、工程应用及推广提供一定的参考。

2 干混砂浆产生的离析问题及解决措施

⑴在散装移动筒仓中, 散装移动筒仓刚开始放料和最后放料的那部分砂浆容易离析。

解决措施:保持施工现场散装移动筒仓中的干混砂浆量不得少于3吨, 以免干混砂浆在打入散装移动筒仓过程中, 下料高度差过大, 造成离析严重。

⑵仓储罐及运输车内干混砂浆容易离析。

解决措施:仓储罐和运输车内的干混砂浆尽量满罐储存、匀速、平稳运输。

⑶装、下料速度过慢使干混砂浆容易离析。

不论是装车、泵料、还是储罐下料。装、下料量要大, 速度要快。实验表明, 料量小、下料速度慢比料量大、下料速度快的干混砂浆“离析”现象要严重。

解决措施:筒仓下料口孔径加大, 加大下料速度。

⑷散装移动筒仓下方的搅拌机容量较小, 搅拌料量少, 也是造成出料速度慢和砂浆质量差的原因。

解决措施:考虑改装散装移动筒仓下方的搅拌机容量或者安装大容量搅拌机。

2 干混砂浆生产单位产生的质量问题及解决措施

⑴砂子含泥量过大或砂子太细造成干混砂浆开裂。

解决措施:控制原料砂子的含泥量和细度, 尽量用中砂。

⑵预拌砂浆生产单位没有依据不同材料墙体、温度, 进行砂浆配方调整, 造成砂浆开裂。

解决措施:根据不同温度、不同材料墙体等条件进行生产配方调整。如夏天气温高达30℃, 在轻骨料砌块的墙体上抹面时, 需要砂浆的保水率大一些, 需调整砂浆配方使砂浆保水率达到92%～94%, 红砖和多孔砖保水率达到88%～92%。

3 施工单位不规范施工操作导致的干混砂浆质量问题及解决措施

⑴施工时一次性抹灰太厚, 造成砂浆开裂。

解决措施:按规范施工操作, 一次抹灰不要太厚。如外墙抹灰厚度规范要求每层每次厚度宜为5～7mm, 抹灰总厚度大于35mm, 应采取加强措施。

⑵砂浆涂抹在比其强度等级低的基体或基层上, 造成干混砂浆开裂。

解决措施:不应该涂抹在比其强度等级低的基体或基层上。

⑶不同材质的交界处不采取措施, 造成干混抹灰砂浆开裂。

解决措施:不同材质交界处应采取加强网进行处理。

⑷混凝土剪力墙不做处理直接抹灰, 造成干混砂浆剥落。

解决措施:混凝土剪力墙必须用界面剂进行处理, 抹灰之前保持湿润。

⑸墙体抹灰的基层未清除表面杂物、尘土等, 造成砂浆剥落。

解决措施:清除墙体表面杂物、尘土。

⑹砌体不洒水或洒水过多造成干混抹面砂浆产生裂纹、裂缝。

解决措施:按规范施工操作, 如对于烧结砖、蒸压粉煤灰砖抹灰前浇水润湿。

⑺蒸压砖等砌体未达到规定龄期即进行砌筑、抹灰施工, 造成干混抹面砂浆开裂。

解决措施:各种块体材料需达到规定龄期方可使用, 如蒸压砖龄期使用前龄期不宜小于28天。

⑻在高温、多风、空气干燥的季节进行抹面施工时, 不采取相应防裂措施, 造成干混抹面砂浆开裂。

解决措施:在高温、多风、空气干燥的季节进行室内抹灰时, 宜对门窗进行封闭, 室外抹灰采取遮阳防风措施。

⑼干混抹灰砂浆及干混地面砂浆凝结后没有及时保湿养护, 造成砂浆开裂。

解决措施:砂浆凝结后及时保湿养护。

⑽施工现场掺入其它材料, 如砂浆王、砂、石灰等, 导致砂浆强度降低, 甚至剥落及开裂。

解决措施:施工现场砂浆中禁止掺入其它材料。

4 结论

干混砂浆的质量问题的出现, 直接影响建筑物的安全性及使用寿命。因此, 应针对干混砂浆质量问题应针对成因, 预防为主, 完善设计、生产及加强施工等方面的管理, 使质量问题尽量不出现, 以确保建设工程安全及提高使用寿命。

混砂质量 篇2

博邦公司全程参与了天津市的禁现工作, 2007年7月组建干混砂浆物流部, 陆续购入干混砂浆储料罐及运输车辆, 为天津市的多个干混砂浆生产企业提供专业化的砂浆物流服务, 现已拥有干混砂浆运输车6辆, 干混砂浆储料罐100余个。同时, 正在建立一条年产35万吨的干混砂浆生产线, 将于今年九月投产, 届时博邦公司将形成集干混砂浆生产、专业物流运输和高科技研发为一体的运营体系。

通过近两年的时间在干混砂浆行业内的摸爬滚打, 我们深刻感受到干混砂浆行业必须是一个规模化发展的行业, 同时也是一个管理出效益的行业。因为普通干混砂浆相对于特种砂浆而言单位售价较低, 对成本非常敏感, 管理到位, 成本降低, 企业才会产生效益。干混砂浆的生产成本比较容易控制, 但如何有效降低由砂浆运输所产生的物流成本, 以及由储料罐的使用、维修和维护所产生的使用成本, 一直是生产企业难以解决的问题。干混砂浆的运输过程比较复杂, 装料、运输、现场卸料等各个环节均存在不确定因素, 储料罐分布范围较为分散, 施工现场使用人员经常出现不规范操作, 导致管理难度较大, 管理成本较高。在砂浆使用过程中有时出现要货不及时导致工地“断料”停工的现象, 有时出现提前要货导致车辆“剩料”的现象, 有时出现使用单位对砂浆计量存在争议的现象, 同时, 干混砂浆运输车辆调度效率低下, 运输过程难以管理, 这些问题不仅增加了企业的总成本, 甚至影响了生产企业与使用单位之间的关系, 制约了干混砂浆行业的发展速度。

针对上述问题, 我们整合各方面的科技力量, 研发出了具有定位、传感、报警和远程控制功能的智能型干混砂浆储料罐, 可实现储料罐自动定位、自动计量、缺料报警、远程监控等功能, 随时知道每一个储料罐的位置及使用情况, 随时监控每一个储料罐里的砂浆余量数据, 砂浆余量不足时自动报警, 及时组织生产和运输, 大大提高了储料罐的使用效率, 降低了使用成本。同时, 通过为运输车辆安装专门的GPS设备, 可以随时知道车辆所处位置及状态, 对车辆的运输过程进行全程监控, 提高运输车辆的管理效率和使用效率。

目前, 天津市的干混砂浆储料罐已经完全改进成智能型储料罐, “断料”、“剩料”等现象基本杜绝, 每辆运输车的运输次数也由以前的每天最多2～3趟提高到5～6趟, 设备的使用效率大幅提高, 物流成本和使用成本降低。

智能型干混砂浆储料罐切实解决了砂浆使用过程中出现的问题, 能够保证砂浆的正常供应和使用, 目前已申请了相关专利。在今年3月18日由商务部及住房和城乡建设部组织的全国散装水泥工作会暨城市禁现工作现场会上得到商务部、中国散协及相关省、市散办的好评, 拟在全国推广。商务部、中国散协、北京市散办、上海市散办、浙江省散办、河南省散办、湖北省散办等相继对智能型干混砂浆储料罐进行了现场参观及考察, 对智能型干混砂浆储料罐加快干混砂浆推广使用给予了充分肯定。年产40万吨的天津裕川砂浆、年产60万吨的上海何氏干粉等干混砂浆生产企业已经开始使用智能型干混砂浆储料罐, 国内主要的储料罐生产企业南京天印已经开始生产智能型干混砂浆储料罐。

干混砂浆机械化施工案例 篇3

一、干混砂浆机械化施工实验情况

干混砂浆机械化施工不同于以往人工抹灰是以个人为单位进行施工, 而是以成套设备为主进行分组施工, 一般配备2名喷工、1名机械操作手、3名抹灰工、1名力工, 并根据实际施工作业面不同对上述人员进行调整。

(一) 实验调试情况

实验是以红砖墙体和混凝土墙体分别作基体实施的。

红砖墙体为基体实验

1. 红砖墙人工抹灰情况。

红砖墙体人工抹灰分为红砖墙体未喷水进行人工抹灰施工和红砖墙体喷水进行人工抹灰施工。施工情况见图1, 施工后的墙面见图2、图3。

2.红砖墙机喷抹灰情况。

红砖墙机喷抹灰分为红砖墙体未喷水, 进行机械化抹灰喷涂;红砖墙体喷水, 进行机械化抹灰喷涂。

⑴喷涂准备。a.试机:按照设备说明书的要求, 各部位组装完成, 接好水、电并试机, 确定马达在正转的相位, 水管连接完成后, 进行排气。

b.试料:将机喷抹灰砂浆倒入搅拌进料口, 启动设备, 通过测试材料的稠度, 调整好加水比例。

c.搅拌:启动设备, 将机械喷涂抹灰砂浆连续倒入搅拌进料口, 开始连续搅拌。

d.试喷:试喷要视喷涂设备、墙体基层、砂浆材料性能和设计要求等综合因素, 适当调整喷嘴的压力、喷嘴与基层的距离、喷射的角度等工作参数, 以达到最佳的施工效果。

⑵底层喷涂。根据墙面实际情况, 控制喷涂厚度, 统一距离, 标筋顶部约10mm, 按S形路线巡回喷涂, 及时用铝合金靠尺刮除标筋表面残留的砂浆即可。

⑶面层喷涂。待底层喷涂砂浆初凝后 (约2小时) , 按S形路线巡回喷涂面层砂浆, 并应略高于标筋。

⑷墙面喷涂顺序和路线。按先室内后过道楼、梯间进行喷涂;室内宜从门口一侧开始, 另一侧退出;同一房间喷涂, 当墙体材料不同时应先喷涂吸水性小的墙面, 后喷涂吸水性大的墙面;阴阳角所在的两个交接面, 须连续喷涂, 与墙面同步完成。

⑸墙面抹平。a.面层喷涂完成后, 立即用铝合金靠尺紧贴标筋上下左右刮平, 把多余砂浆刮掉, 保证墙面的基本平整;

b.如发现喷灰量不足时应及时补灰, 并搓揉压实;

c.根据设计要求, 对墙面的阳角按照图纸的设计要求进行处理。

⑹成品养护。室内外机喷抹灰工程无需淋水养护。所用的砂浆喷射泵见图4。

施工情况见图5, 施工后的墙面见图6、图7

现场结果表明:现场机喷的砂浆垂挂性能良好, 在红砖墙上均未出现裂纹;喷涂抹灰与基层之间, 粘结牢固没有空鼓裂缝缺陷;灰层表面接搓平整、线角顺直;发现保水增稠剂及砂浆性能优良, 能满足机械化施工要求。

混凝土墙体为基体实验

混凝土墙未喷水, 进行机械化抹灰喷涂。施工情况见图8, 施工后的墙面见图9、图10。

现场机喷施工后对喷涂质量进行了检测, 严格按《机械喷涂抹灰施工规程》JGJ/T105、《预拌砂浆应用技术规程》JGJ/T223-2010和黑龙江省地方标准《预拌砂浆生产应用技术规程》DB23/T1357的规定喷涂施工的砂浆表面抹灰厚度适宜, 未出现裂纹。

未按上述《规程》规定喷涂施工, 一次性抹灰厚度过大的, 砂浆表面出现了一定数量的裂纹;预拌干混砂浆中加入保水增稠剂后, 砂浆能满足在混凝土墙面的机械化施工要求。

(二) 试验调试结果

⒈施工质量更有保证。基于喷浆上墙的抹灰砂浆, 一是能充分渗透到基层表面的孔隙内部, 使到浆料与基层的接触面积增大, 从而有效提高抹灰层与基层的粘结强度;二是以压缩空气喷浆上墙的砂浆层其密实度较以手工操作提高2倍以上, 且密实度的均质性能保持一致, 再加上砂浆料高速喷射上墙, 其流离水份被挤出, 从而能大大降低砂浆层的塑性与干燥收缩, 进而显著提高墙面抹灰层的整体性、稳定性、耐久性与可靠性。

⒉优化构造与构筑方法, 便于施工操作。具体表现为, 既取代了甩浆层这道工序, 又能使墙面抹灰施工一次成形。

⒊墙面抹灰采用机械施工较传统方法施工每平方米人工成本节省1.5元。

⒋墙面实施以机械喷浆施工能提升墙体施工质量, 大大提高工效, 有效解决劳动力短缺与熟练技工贫乏的难题, 对建筑施工与管理带来深远的影响。

二、存在的问题

(一) 干混砂浆产品方面

1. 通过实验表明, 用于机械化施工的干混砂浆品质较高, 对砂的颗粒级配要求严格, 特别是进口设备要求更为苛刻, 在使用天然砂时浪费极为严重, 提高了干混砂浆生产成本 (目前干混砂浆生产先进行烘干, 后进行筛分) 。在大量生产时, 砂浆生产企业必须对整体生产流程进行调整。一是将大量剩余砂回收应用于其他砂浆;二是将天然砂进行粗筛后进行烘干, 然后根据产品需要进行生产筛分;三是在条件具备的情况下使用机制砂, 最大限度减少砂的浪费。

2. 为防止砂浆在机械喷涂时不易发生堵泵现象, 必须添加许多外加剂, 如:保水增稠剂、膨润土、减水剂、防冻剂等。特别是在提高砂浆流动性方面, 砂浆生产时添加适当引气剂。但是, 该外加剂添加后在使流动性大大提高和满足机喷的同时也降低了砂浆强度, 为了保证强度需增加水泥用量, 从而使生产成本增加, 不利于干混砂浆推广应用。因此, 在推广干混砂浆生产中应加大对外加剂的研制、调配, 以降低成本。

(二) 机械化施工设备方面

1. 在机械化施工时喷浆机尤为关键, 在实际施工中会有很多原因导致喷浆机无法正常工作, 此时必须及时清洗输送胶管, 耗时要短而且要彻底清除管内砂浆残余, 否则会导致胶管使用寿命缩短。另外, 在抢工期时施工人员较多, 一旦停工损失较大, 所以, 即使一个作业面仍需配备两台机器, 一旦出现问题可及时更换, 保证现场施工的连续。

2. 目前喷浆机大多使用螺杆泵输送喷浆, 螺杆泵内部橡胶极易磨损使得螺杆泵使用寿命较短, 一般情况下每输送喷浆100吨～150吨就需更换, 费用较高, 此时如不及时更换, 喷浆时发生堵塞易造成螺杆泵直接损毁。

3. 移动筒仓所配连续搅拌器普遍存在搅拌时间短 (此次施工选用4种型号, 效果基本相同) , 干混砂浆搅拌不充分, 性能无法全部发挥的问题。另外, 为保证干混砂浆性能, 需添加大量价格昂贵外加剂, 需提升连续搅拌器性能, 以降低干混砂浆成本。

4. 连续搅拌器水阀不易控制, 需熟练工人方能操作;现场使用水仓的水位高低都会影响砂浆稠度, 即使安装水压表也仍需人工手动调节。

5. 目前喷浆机大多用水清洗且用水量较大, 清洗污水无法直接排入下水管道, 在施工现场需铺垫一层细砂进行过滤, 但仍对工地环境会造成一定影响。设备生产企业对砂浆泵进行清洗应将目前的水洗改为气洗或其他方式。

(三) 机械化施工工艺方面

1、干混砂浆机械化施工受场地施工作业空间的限制。喷浆泵输送能力有限, 干混砂浆移动筒仓安置位置不能太远。

2. 机械化施工时, 作业面需配1人与喷浆机操作人员进行时时联络, 指挥连续搅拌器启动关闭, 喷浆机与连续搅拌器分体无法做到自动运行, 造成人员及砂浆浪费。设备企业应研发一体机或同时遥控两部机器, 减少操作人员。

3. 喷浆机在实际施工中不能满负荷运行, 实现高效率的机械化施工。以螺杆式喷浆机P30 (排量为30L/min) 为例, 抹灰厚度20mm, 每分钟喷涂面积1.5m2, 8小时喷涂面积720m2, 每台设备实际喷涂面积400m2, 机械设备未能高效工作, 喷浆机施工效率仅55%。

问题成因:在实际施工中, 喷浆工将砂浆喷涂到施工墙面后, 此时砂浆稠度较大, 抹灰工进行刮杠找平易造成砂浆脱落。需砂浆与墙体接触一段时间, 待墙体与砂浆紧密结合后抹灰工才能工作, 一般此过程需10～15分钟。如果砂浆上墙超过10～15分钟不能及时进行抹灰, 砂浆将会凝结, 影响抹灰质量。在实际施工中一般住宅开间较小, 每面墙一般由1名工人操作。工人抹灰速度为6.5m/小时, 单面墙需2小时完成, 喷浆机喷浆速度为90m/小时, 此时喷浆机已喷涂180m, 每台机器满负荷运转需配备14名抹灰工才能完成一个循环。如配置14人, 第二名工人需等待25分钟左右方能开始工作, 以此类推, 当2小时后第一名工人完成时最后一名工人才刚刚开始工作, 此期间大多的工人无墙可抹造成人员浪费, 使机械化施工效率大打折扣。

三、经验及建议

尽管干混砂浆相对传统砂浆在价格上并不占优势, 却在施工质量、施工效率、文明施工、保证工期等方面获得巨大收益, 还可以减少建筑物砂浆空鼓、脱落等带来的维护成本的支出。从建筑的全寿命加以综合评价, 散装干混砂浆移动筒仓、喷浆机这种高效的机械化施工, 提升了建筑业的现代化施工技术水平, 使推广预拌砂浆具有了明显的优势。通过现场示范施工, 为今后全面推广应用砂浆奠定了基础。

一是为本市五家干混砂浆企业开辟了市场。机械化施工对干混砂浆的配合比要求极其严格, 目前, 本市干混砂浆企业都能提供适合机械化施工的砂浆, 大大提高了砂浆生产企业生产水平。

二是为施工单位提供了干混砂浆机械化施工实践应用经验, 使施工单位有了全面、深刻认识, 也锻炼出一大批掌握正确施工技能的技术工人。

浅论干混砂浆的应用问题 篇4

针对建筑砂浆的性能不足的问题, 目前国际和国内多采用干混砂浆取代传统砂浆进行施工, 本项目通过网上资料收集与实地考察, 对我国粘结砂浆生产、施工、应用中存在的主要问题, 以大幅度提高粘结砂浆施工性、粘结性、抗裂性等, 促进高性能干拌粘结砂浆发展为目标, 研究了干拌特细砂粘结砂浆在国内的推广使用状况, 配制原理和几种重要的添加剂对干混砂浆性能的影响。

MC是干拌砂浆的高效保水剂, 它使砂浆泌水率、分层度降低, 粘聚性、抗流挂性提高。MC保水性随粘度增加而提高, 粘度超过40000后, 保水性不再明显增加。MC在干拌砂浆中的适宜掺量为0.2~0.3%。掺用胶粉是提高干拌砂浆粘结强度的有效途径, 聚合物粘结剂中, VAE综合改性效果最好。VAE可提高砂浆施工性、粘结性、韧性和变形能力, 使砂浆粘结强度显著提高, 抗折强度/抗压强度提高, 断裂能和最大变形量增大。

工程应用表明, 干混砂浆技术经济性大大优于传统砂浆, 是传统砂浆的升级换代产品, 其指导工程实践具有极大的实际意义。本项目通过对不同VAE浓度的干混砂浆的主要力学性能指标的测定与比较研究VAE乳胶对干拌砂浆性能的影响及其最佳含量。

二、传统砂浆的不足, 干混砂浆的优势

干混砂浆, 是建材领域新兴的干混材料之一, 据广东省地方标准「干混砂浆应用技术规程DBJ/T 15-36-2004」的定义为:干混砂浆系指由专业生产厂家生产的, 以水泥为主要胶结料与干燥筛分处理的细集料、矿物掺合料、加强材料和外加剂按一定比例混合而成的混合物。它将砂浆同施工单位分开, 形成单独的砂浆工业。随着工程质量、环保要求及文明施工要求的不断提高, 施工现场拌制砂浆的缺点及局限性越来越突出, 而干混砂浆因在技术性能、社会效益等方面的优势得到越来越多人的青睐。

传统砂浆自身的缺点和局限性很难满足文明施工和环保要求。首先是各种原材料 (包括水泥、砂子、石灰膏、粉煤灰等) 的存放场地, 会对周围的环境造成影响。其次在砂浆拌制过程中会形成较多的扬尘, 再者现场拌合砂浆的搅拌设备噪音大多超标, 噪音扰民亦成城市一大环境问题。同时传统砂浆也难以保证施工质量、无法满足各种新型建材对砂浆的不同要求, 如国家鼓励使用的新型墙体材料混凝土空心砌块、加气混凝土砌块、灰砂砖、陶粒混凝土空心砌块、粉煤灰砖等, 而现拌砂浆长期以来就是水泥砂浆、水泥石灰砂浆等有限几个配合比, 远远不能适应新型墙体材料的使用要求。

而干混砂浆可以很好的解决这些问题。第一, 生产质量有保证。干混砂浆有专业厂家生产, 有固定的场所, 有成套的设备, 有精确的计量, 有完善的质量控制体系, 充分保证了产品质量。第二, 干混砂浆根据产品种类及性能要求, 特定设计配合比并添加多种外加剂进行改性, 如常用的外加剂有纤维素醚、可再分散乳胶粉、触变润滑剂、消泡剂、引气剂、促凝剂、憎水剂等。改性的砂浆具有优异的施工性能和品质, 良好的和易性方便砌筑、抹灰和泵送, 提高施工效率。由于其优异的施工性能和品质使施工质量提高, 施工层厚度降低, 节约材料。施工质量的提高使得维修返工的机会大大减少, 同时也可以降低建筑物的长期维护费用。第三, 产品种类齐全满足各种不同工程要求。干混砂浆生产企业可以根据不同的基体材料和功能要求设计配方, 如针对各种吸水率较大的加气混凝土砌块、灰砂砖、陶粒混凝土空心砌块、粉煤灰砖等墙体材料设计的高保水性砌筑与抹灰砂浆;用于地面要求高平整度的自流平地台砂浆等。亦可满足多种功能性要求, 如保温、抗渗、灌浆、修补、装饰等。据不完全统计干粉砂浆的种类已有50多种。第四, 高质量环保的材料具有明显的社会效益。其一干混砂浆是工厂预拌的材料, 只须在工地加水搅拌均匀即可使用, 且扬尘极少, 更环保。其二因其施工质量优异, 将极大增加承建商和广大业主的信心。其三因其优异的操作性能, 施工速度快, 工人劳动强度低, 现场扬尘少, 有利工人身体健康, 更符合我国“以人为本”的宗旨。其四符合我国发展散装水泥的需要, 干混砂浆的推广与普及将有利于散装水泥的进一步提高。

三、干混砂浆必将取代传统砂浆

针对传统砂浆的种种缺点, 干混砂浆由于自身的优点异军突起。首先在北京、上海这样的发达城市形成雏形。但是由于我国之前很长的一段时间采用现场搅拌作业, 因此我国的预拌砂浆使用率远远落后于发达国家。据统计, 欧洲建筑市场上的干混砂浆使用率已经超过80%, 现场搅拌产品不足20%。而我国的干混砂浆的使用率非常低。干混砂浆必然取代传统砂浆, 所以在我国市场发展潜力巨大, 同时也面临着本土化的问题, 解决这些问题没有国外经验可以借鉴, 只能我们自己攻关。本项目就是对干混砂浆的性能做简要了解, 并研究其主要添加剂对干混砂浆性能的影响。

摘要：随着社会经济的快速发展, 人们逐渐开始意识到环境保护与文明施工等的重要性, 为发展经济, 以破坏环境为代价的时代已一去不复返, 现代建筑也需要优质的材料。本文通过干混砂浆与传统砂浆的比较, 得出干混砂浆必将取代传统砂浆的结论。

关键词：干混砂浆,建筑砂浆,MC

参考文献

[1]苑金生:《建筑干混砂浆的开发》, 《建材工业信息》, 2005年。

混砂设备中液位控制系统算法研究 篇5

通过详细调研, 对国内、外的混砂控制系统进行了分析对比, 发现国内混砂控制系统和国外部分混砂系统存在的问题主要体现在:液位不能精确控制, 当施工排量发生变化时容易发生抽空和漫罐, 操作人员需要时刻观察和调整液位;砂比响应速度不能满足复杂施工响应速度的需要;无法满足压裂作业工艺要求, 控制系统覆盖不全面。

基于以上问题, 笔者研制的混砂自动控制系统需要完成:系统建模分析, 采用先进控制算法提高控制响应速度和精确性;分析压裂工艺要求, 完善控制范围;参与压裂机组整体网络通信和控制。在此, 笔者将重点进行混砂设备液位自动控制算法的研究。

1 混砂设备液位自动控制系统结构设计①

混砂车的结构主要由传动、供液和输砂系统3部分组成[2]。其工作流程为:吸入泵 (离心泵) 向混砂罐提供清水, 输砂器向混砂罐提供干砂, 液添泵向混砂罐提供胶联剂 (支撑剂) 及干粉等, 经混砂罐内搅拌器充分搅拌后, 由砂泵 (离心泵) 从罐内吸出排入压裂车的柱塞泵吸入端。此过程为连续动态过程, 所有执行均为液压驱动, 并可无级变速, 在手动控制或自动控制方式下实现各种介质按比例、排量的混合液排出。

在进行液位自动控制前, 操作员需要频繁调节吸入流量以维持液位的稳定 (使吸入流量与排出流量保持一致) 。本液位自动控制系统使压裂混砂作业的操作更为简单, 根据系统的工作特点, 要求系统能够自动采集吸入流量、吸入阀阀位和混砂罐内液体的实际液位。根据实际液位、设定液位得出达到当前设定液位的吸入流量;根据计算值控制吸入泵转速、吸入阀开启度;通过控制吸入流量来控制混砂罐液位。

液位控制系统由流量计、超声波液位计、计算机、吸入泵驱动板和手动控制组成, 其组成框图如图1所示。工作时, 通过液位计将实时检测到的液面信号反馈给PLC, PLC将检测的液位与施工作业设定数据进行比较, 输出控制信号给吸入泵驱动电路板, 从而调节吸入泵转速, 维持液面高度的稳定, 实现液面自动调节。

检测信号的精度决定了整个控制系统的精度。因此基于混砂工艺特点的信号采集和测量方式的确定非常重要, 对传感器的检测精度及抗干扰性等要求也相应地提高。混砂车液位计的液位检测传感器一般采用超声波液位计, 根据控制系统的要求, 选用雷达液位计, 相比较于超声波液位计, 抗干扰性好, 适用于含有泡沫的介质液位测量。雷达液位计对液位的检测主要是依靠一定频率的电磁脉冲以光速v沿着钢缆传播, 当电磁波遇到被测介质的表面发生反射, 在电磁波发射处接收所形成的回波。记录在电磁波发射到接收的时间t, 电磁脉冲发射点与介质表面的距离d与该时间成正比, 依据d=vt/2这一关系, 在微处理器中自动计算得到液位的高度。

根据需要, 混砂液吸入流量计选用涡轮流量计。将设定的混合液液位作为设定值并转换为数字量, 采集的实际液位经过数据采集系统, 用PID指令进行控制, 根据控制量输出模拟量, 经微处理器的控制输出模块输出给外围电路, 再经过外围电路放大及滤波等处理, 输出给执行机构———泵, 来调整基液的流量。为使响应迅速, 在人机界面上设定最低液位上、下限值和最高液位上、下限值。当测量液位达到最低液位下限时, 基液流量控制直接为最大值, 直到测量液位恢复到设定最低液位上限, 再采用PID控制;当测量液位达到最高液位上限时, 基液流量控制为最小, 直到测量液位恢复到设定最大液位下限, 再采用PID控制。

2 混砂作业液位控制算法研究

2.1 液位对象特性分析

液位控制是工业中常见的过程控制, 其中单容液位控制系统具有非线性、滞后及耦合等特征, 能够很好地模拟工业过程特征。对于液位控制系统, 常规的PID控制一般采用固定的调整参数, 不能保证控制系统的自适应性, 当系统的参数发生变化或者工作条件发生变化时, 均得不到理想的控制效果。而模糊控制对系统的具体模型要求不高, 并且具有对参数变化不敏感及鲁棒性强等特点, 但控制精度不太理想。如果将模糊控制和传统的PID控制有效结合, 用模糊控制理论来整定PID控制器的比例、积分、微分参数, 能更好地适应控制系统的参数变化和工作条件的变化。

2.2 控制算法的研究

使用液位自动控制系统, 开始时液位控制处于手动控制状态, 实际液位接近设定液位后再将其设置为自动控制状态, 液位能很快被控制在设定的范围内。混砂作业过程中, 操作员可根据需要将液位设置为手动控制或自动控制, 通常应该设置为自动控制状态。控制框图如图2所示。操作员在作业开始前设置一个设定液位[3] (通常该液位设定后就不需要更改) , 与混砂罐出口液位进行比对, 利用控制器调整泵的流量。在系统控制中, 采用双闭环反馈控制, 分别为液位反馈和流量反馈, 达到快速调整液位的目的。

2.3 控制系统仿真与结论分析

图3给出了液位控制系统仿真结构图, 在Matlab/Simulink中进行了动态仿真, 图4是仿真结果。表明液位控制算法跟踪快, 超调量小。

3 系统测试

为了验证算法的可行性, 对系统分别进行了室内测试和工业测试, 选用Logix5550控制器, 采集来自现场的各类工艺过程数据, 经处理、运算后, 将检测信号送至操作站进行监视, 将控制信号送至现场。

室内测试流程如图5所示, 主要通过调节吸入泵转速和吸入阀开启度控制吸入流量从而控制液位。测试数据如图6所示, 控制系统能较快地控制液位平稳。工业测试的控制程序梯形图如图7所示。

通过室内测试和工业测试, 表明混砂控制系统运行稳定, 控制算法运行正确, 精度高, 保证了压裂系统的正常运行。

4 结束语

混砂车的液位控制能够按设定配比将基液、液态和干粉状添加剂、支撑剂混合成混合液并送入井下, 能够设定混合液液位, 根据超声波液位计采集到的实时液位信号调节基液流量, 并在作业过程中使混合罐的液位保持在设定高度。根据设定的添加剂配比和采集的基液实时流量计算出设定的添加剂流量, 并根据采集的实时添加剂流量, 以模糊PID控制方式自动调节各种添加剂的流量。液位控制系统最大的特点是:能根据液位实时地调整基液流量, 控制液位在设定的液位, 保证不抽空、不漫罐。经过现场的应用情况反馈, 表明笔者设计的控制算法能够满足系统要求。

参考文献

[1]张保弟, 张晓东.自动控制混砂车液压系统设计[J].石油机械, 2005, (5) :36~39, 84, 85.

[2]孟庆珍, 李红.浅谈混砂车管路自动控制系统[J].江汉石油科技, 2009, (4) :48~50.

外保温粘结干混砂浆的试验研究 篇6

1 原材料及试验方法

1.1 试验原材料

水泥:采用太原狮头牌P.O42.5水泥, 化学成分如表1所示。

%

砂:采用2 mm以下烘干后的天然河砂, 也可以用石英砂。

粉煤灰:采用陕西德源府谷能源有限公司生产的粉煤灰, 化学成分如表2所示。

镁渣粉:采用太原某金属镁厂提供的镁渣粉, 比表面积为305 m2/kg。

纤维素醚:采用山东省邹平安澜化工有限公司生产的10万粘度HPMC。

可分散乳胶粉:采用北京天维宝辰化学产品有限公司生产的纯丙烯酸可分散乳胶粉。

纤维:采用市售的聚丙烯纤维, 长度小于6 mm。

1.2 试验方法

采用JGJ/T 70—2009建筑砂浆基本性能试验方法和DB J04—234—2005建筑外墙外保温系统用产品 (材料) 。

2 试验结果与分析

2.1 纤维素醚掺量对粘结砂浆性能的影响

为了便于研究, 采用的优化配方如下:水泥掺量为350 kg/t, 总掺合料掺量为150 kg/t, 粉煤灰与镁渣粉掺杂比例为5∶4, 聚丙烯纤维掺量为1.0 kg/t, 可再分散型乳胶粉掺量为3.0 kg/t, 砂450 kg/t, 用水量以砂浆稠度控制在80 mm±10 mm为准。纤维素醚掺量对粘结砂浆性能的影响结果如表3, 表4和图1, 图2所示。

由表3, 表4及图1, 图2可以看出, 随着纤维素醚掺量的降低, 干混砂浆的粘结强度、抗折强度和抗压强度均有一定幅度的提高, 这是因为随着纤维素醚掺量的降低, 干混砂浆体系的保水率降低, 体系中多余的自由水含量减少, 砂浆凝结体中因多余自由水形成的毛细孔道减少, 使得干混砂浆凝结体的密实度提高, 抵抗外力变形能力提高;干缩率降低, 这是由于体系中多余的自由水含量减少, 体系的孔隙率降低, 膨胀组分填充的空隙减少而引起体系膨胀, 因此干缩率降低。当纤维素醚掺量为0.6 kg/t时, 砂浆凝结体的7 d压折比为2.18, 28 d压折比为3.7, 柔韧性较好。

2.2 聚丙烯纤维掺量对粘结砂浆性能的影响

采用2.1的配方, 纤维素醚掺量确定为0.6 kg/t, 聚丙烯纤维作为变量。聚丙烯纤维对粘结砂浆性能的影响结果如表5, 表6和图3, 图4所示。

由表5, 表6及图3, 图4可以看出, 随着聚丙烯纤维掺量的降低, 干混砂浆的粘结强度、抗折强度均有一定幅度的降低, 这是因为聚丙烯纤维掺量降低后, 体系中由聚丙烯纤维均匀分布形成的网络织构减少, 受外力后抵抗剪切应力能力降低;抗压强度升高, 这是因为聚丙烯纤维掺量降低后, 体系中的孔隙率降低, 聚丙烯纤维与水泥掺合料等胶凝材料之间的缺陷界面减少, 因此抗压强度随着聚丙烯纤维掺量的降低而增大;干缩率降低, 这是因为聚丙烯纤维掺量降低后, 约束体系中因胶凝材料水化以及自由水蒸发引起体积变化应力的聚丙烯纤维网络织构相应减少, 体系胶凝材料中膨胀组分含量较高, 随着水化反应的进行, 体积呈现一定幅度的膨胀, 因此干缩率降低。纤维掺量为0.5 kg/t时, 7 d压折比为2.04, 28 d压折比为3.05, 略高于3.0, 柔韧性较好。

2.3 可再分散性胶粉掺量对粘结砂浆性能的影响

采用2.1的配方, 纤维素醚掺量确定为0.6 kg/t, 聚丙烯纤维确定为0.5 kg/t, 可再分散性胶粉作为变量。聚丙烯纤维对粘结砂浆性能的影响结果如表7, 表8和图5, 图6所示。

由表7, 表8及图5, 图6可以看出, 随着可再分散性乳胶粉掺量的增大, 14 d粘结强度先提高后小幅度降低, 压折比降低, 干缩率逐渐降低。这是因为可再分散性乳胶粉在加水搅拌过程中形成乳液, 均匀地分散在水泥浆体中, 乳液中的聚合物颗粒会在水泥水化过程中逐步沉积到浆体固相颗粒表面。随着砂浆内自由水的减少聚合物颗粒会相互融合连接在一起形成聚合物膜, 最终聚合物膜形成连续网络结构并与水泥水化物相互交织, 聚合物膜增加了水泥石内部不同粒子之间的接触面积, 在砂浆受到拉应力时起到架桥作用, 有效吸收和传递能量, 从而大幅度提高砂浆的抗折强度;胶粉中含有的表面活性剂成分具有一定引气作用, 改善了砂浆的和易性, 但由于引气量较高, 导致砂浆抗压强度下降。胶粉改性砂浆后可以有效提高砂浆的粘结强度。干缩率降低是因为胶粉的掺入一定程度提高了体系的保水能力, 体系中自由水蒸发留下的空隙减弱了膨胀组分水化产生的体积膨胀效应。

3 结论与建议

1) 随着纤维素醚掺量的降低, 干混砂浆的粘结强度、抗折强度和抗压强度均有一定幅度的提高;随着聚丙烯纤维掺量的降低, 干混砂浆的粘结强度、抗折强度均有一定幅度的降低;随着可再分散性乳胶粉掺量的增大, 14 d粘结强度先提高后小幅度降低, 压折比降低, 干缩率逐渐降低。2) 纤维素醚、聚丙烯纤维和可再分散性乳胶粉三者具有一定交互作用, 在掺量合理和质量可靠的条件下会对砂浆的粘结、抗裂性能有很大提高。3) 在配制粘结干混砂浆过程中, 要严格控制纤维素醚、聚丙烯纤维和可再分散性乳胶粉复合比例, 以保证粘结干混砂浆的质量。

摘要：介绍了外保温粘结干混砂浆试验所用的原材料, 并论述了具体的试验方法, 研究了纤维素醚掺量、聚丙烯纤维掺量、可再分散性胶粉掺量对粘结砂浆性能的影响, 得出了一些有价值的结论。

关键词：粘结砂浆,试验,掺量,影响

参考文献

[1]李宪军.工业废弃物配制砂浆稠化粉的应用研究[J].新型建筑材料, 2012 (3) :13-19.

[2]邓军平, 陈新年, 郭一萍.镁渣和矿渣对复合水泥性能的影响[J].西安科技大学学报, 2008 (4) :735-739.

武汉中都干混砂浆生产项目投产 篇7

涂勇指出, 该项目的正式投产, 是湖北省“两型”社会建设的新举措, 要充分发挥鄂州交通区位优势、与武汉产业对接优势, 努力建成一流的新型建筑材料干混砂浆专业化企业。

该项目投资2亿元, 年生产干混砂浆可达50万吨 (40万吨普通砂浆及10万吨特种砂浆) , 生产的主要产品有:普通砂浆系列 (砌筑砂浆、抹灰砂浆、地坪砂浆) 。特种砂浆系列 (瓷砖粘结砂浆、勾缝砂浆、防水砂浆、耐酸砂浆、高强度耐磨砂浆、自流平砂浆、高速铁路专用砂浆、墙体饰面、无机集料保温界面砂浆等) , 同时还可根据用户要求生产各种砂浆, 产品将辐射华中地区以及国内高速铁路、桥梁、隧道及高层建筑。