| ［摘 要］隨著我國建筑業的發展，用戶對建筑質量要求的逐步提高，干混砂漿的應用逐漸變得廣泛。雖然干混砂漿在國內發展時間已有二十余年，但大規模生產設備仍處于研究、探索階段。本文主要論述了干混砂漿生產設備的選型等相關問題，包括國內干粉砂漿的發展情況、生產設備的類型及性能等方面內容，分析了目前國內干混砂漿生產設備的優點及不足，并對如何做到最優選型提出了一些建議。
［關鍵詞］干混砂漿；生產設備；選型
 0 引言
由于社會分工和專業化，在混凝土實現商品化后，預拌砂漿的應用在國內悄然興起。但由于干混砂漿在國內依然是新生事物，其生產設備選型及應用技術均處于探索、實踐階段。干混砂漿分為普通和特種兩個大類，普通型需求量大，對設備計量精度要求相對較低，但要求大規模、自動化生產；特種型需求量小，對設備計量精度要求較高。本文主要研究不同投資情況下，普通干混砂漿大規模生產設備的選型。
1 干混砂漿目前在國內的應用情況
我國推廣干混砂漿始于上個世紀九十年代，蓬勃發展則始于本世紀初。為了控制大氣污染，降低粉塵排放，減少霧霾天氣，全國各地市級城市大部分已出臺相關措施，鼓勵發展干混砂漿，禁止城區內的施工現場攪拌砂漿。此舉推動了我國干混砂漿應用技術水平和生產設備規模的快速提升。以天津市為例，截止到2013 年 9 月，已備案的干混砂漿生產企業 29 家、生產線 34 條，年實際生產能力約 400 萬噸。
2 干混砂漿生產設備的選型
國內目前有眾多干混砂漿生產線制造商，生產線實際建成數量較多的有南方路機、三一重工、天地重工、新鄉北海等。不同廠家的生產線設計各具特點，可總結為以下三類：
（1）塔式生產線
其特點是投資高、產能大、占地小。設備垂直式、緊湊式布置。塔式生產線適用于大規模生產袋裝和散裝砂漿。設備的垂直式布置，可大量使用溜管而非螺旋機作為物料輸送管道，最大限度地減少了生產和維護成本，同時提高生產效率，設備的生產能力最高可達200 噸/小時。但是由于設備高度在 40～50 米，導致物料下落高度過大，容易導致離析；其次，設備的檢修難度、風險加大。
（2）水平階梯式生產線
其特點為投資少、產能較低、占地較大。設備為階梯式布置，高度較低。當規劃部門對建筑高度有限制時，該生產線可以滿足要求。該生產線的生產能力可達50 噸/小時。由于高度限制，大多物料需要水平螺旋輸送，干砂計量完畢后需要二次提升。設備的增多導致維修量加大，輸送、計量較慢，導致生產效率降低。
（3）塔式、階梯結合式生產線
該類生產線集合塔式、階梯式的優點，將階梯式生產線的部分干砂倉設置在計量層之上，用溜管替代輸送螺旋，縮短配料時間、提高了生產效率，最大生產能力可達100 噸/每小時。其投資、產能、占地、高度介于塔式及階梯式之間。
3 干混砂漿各主要生產設備的性能
干混砂漿的生產涉及烘干、篩選、提升、計量、攪拌、倉儲、運輸等過程，下面分工序介紹各種關鍵生產設備。
3.1 烘干
由于混合機的生產能力大于烘干系統的生產能力，因此烘干系統產能應較基準指標提高25%～30%。烘干設備目前主要是沸騰爐和機械滾筒式干燥機。
沸騰爐的燃料為熱量為 4000～5000 大卡的燃煤。沸騰爐燃燒效率較高、維修率低。除沸騰爐外設備商一般還會提供煤粉爐、燃氣爐。煤粉爐燃燒率高，但維修量大，不適合大型生產線。燃氣爐成本低、維修量小，但燃料貴，一般建在化工區的企業可考慮采用。
機械滾筒式干燥機分為雙滾筒分開干燥冷卻式、單滾筒干燥強制風冷卻式。單滾筒干燥強制風冷卻式又分為兩回程、三回程干燥冷卻式等兩種類型。目前國內應用較多的是單滾筒兩回程式，烘干能力每小時20～100 噸。
3.2 篩選
干砂篩分機有圓形篩、投影式篩分機和傳統的水平式篩分機等。圓形篩及水平式篩分機篩余率高、廢料排放不方便、產量較低，不適用于大規模工業化生產。目前國內選用的多是投影式篩分機，該型號設備采用概率篩分原理，通過合理選擇篩網孔徑和篩面傾角使物料迅速過篩，篩分效率高。
3.3 提升
物料提升過程主要使用斗式提升機，包括環鏈式、板鏈式兩種。環鏈式拋射角大，適合煤、濕砂等物料的提升，但其提升效率較低、維修量大；板鏈式適用于成品砂漿、干砂等干燥物料的提升，提升效率高、維修量小。
3.4 計量
干粉砂漿的計量裝置一般使用梅特勒·托利多公司的 S 型拉式數字重量傳感器，能夠保證計量精度。
3.5 攪拌
混合攪拌是干混砂漿生產工藝過程中極為重要的一道工序。高質量的砂漿是將膠凝材料、功能外加劑均勻地分布在骨料的表面。要達到此要求，必須將各組分攪拌均勻。主要混合設備有無重力雙軸槳葉混合機、臥式螺帶混合機、犁刀式混合機三種機型。
目前國內廠商配備的大多是單軸犁刀式混合機，品牌有意大利WAM、德國羅帝格等。在保證分散率的前提下選用較大的混合機有利于提高產能。由于下料高度低，可有效降低砂漿在下落過程的離析問題。
3.6 倉儲
干混砂漿可以根據實際需求選擇筒倉數量，一般配備四個儲存倉，單倉容量為90m³ 左右。
3.7 運輸
目前國內使用的運輸車是在散裝水泥運輸車的基礎上改造而來。一般車載罐體體積為25m³。
3.8 施工現場存儲
干混砂漿企業會在施工現場配備一定數量的儲存罐，每個專用儲存罐體積為23m³，約儲存干混砂漿 35 噸。由于干混砂漿使用期一般為 3 至 6 個月，導致儲存罐有不可避免的閑置情況，因此儲存罐的數量大于實際使用量。根據天津生產企業的統計分析，平均年銷售1 萬噸干混砂漿建議配備 10 個儲存罐。
4 影響干混砂漿生產設備選型的技術問題
干混砂漿是由多組分構成，且各組分比重相差很大，各組分間通過表面吸附作用混合在一起，容易發生相對運動，導致離析，影響產品質量，且高溫對產品質量亦有明顯影響。因此在設備選型時，應注意以下幾個方面：
4.1 倉儲過程中的離析問題
干混砂漿由混合機混合均勻后經斗提機提升至成品倉頂。物料在入倉過程中，膠凝材料等粉料由于顆粒細小、比表面積大，受到的空氣阻力大，所以下落緩慢；而作為骨料的砂等材料，顆粒較大、比表面積較小，受到的空氣阻力小，下落較快。大量物料的下落導致筒倉內氣流向上運動，加劇了粉料的漂浮，導致粉料、骨料分離，砂漿離析。
一般采用的儲存倉容量 90m³、倉體直徑 3.0m、倉體高13m。以物料中各組分所占比例超出配合比±2% 為離析標準。以倉體出料口為基點，在倉體內沒有物料的情況下生產至滿倉。基點 5m 以內，產品均有不同程度的離析。
目前解決該問題的最有效措施是取消成品儲存。物料由混合機混合均勻后直接進入運輸車輛，因此在管理規范、維修保障率高的企業，可以不設置成品儲存倉，減少離析的發生。
4.2 高溫對砂漿性能的影響
干混砂漿的主要特征是采用烘干后的砂子作為骨料，而目前的熱源主要采用天然氣、煤燃燒產生的熱氣將滾筒內的濕砂烘干。根據實際生產中得到的數據，為保證砂烘干后的含水率在0.5% 以下，其出滾筒溫度一般控制在 65℃ 以上。砂入干砂倉后溫度降低較慢，很難在使用前降溫到 50℃ 以下。由于干混砂漿的主要外加劑——纖維素醚，隨著溫度的升高粘度降低，失去增稠作用，嚴重影響砂漿性能，因此，采用多回程滾筒及入倉前通風強制降溫有助于保證產品質量。
5 目前干混砂漿設備選型中存在的誤區
通常設備商所稱的年生產能力，是按照式(1) 計算而來：
年生產能力= (烘干系統小時生產能力×16小時× 300 個有效工作日)/0.80* (1)
注：*0.80 為砂子在干混砂漿中所占比例的平均值。
如果砂漿生產企業根據式 (1) 來選定生產設備，將進入嚴重的誤區，影響投資回收。以設備商所稱20 萬噸生產線為例，配套的烘干系統生產能力為 30t/h。根據式 (1) 可得到烘干系統的生產能力約為 33t/h，兩者相當，理論上可行。問題是占據干混砂漿用量80% 以上的住宅建筑，砌筑、抹灰工作通常集中在春季和秋季集中進行，因此砂漿生產企業應能夠保證在 200 個工作日，生產全年產量 80% 的產品。
通過“三班”24小時生產的方案，能夠解決產能問題，但考慮到倉儲、運輸設備的投資、設備的維護及非施工季節時人工成本的增加，此方案并不可行。因此在設備選型時，應仔細調查本地區的建筑業施工情況，以保證產品供應。
6 干混砂漿生產設備的選用組合及選用原則
6.1 生產設備的選用組合
針對設備的關鍵指數，根據企業投資情況、產能要求的不同，可參考表1 選擇相應設備。
表 1 設備選用組合表
*按照下列公式計算：年生產能力＝烘干系統小時生產能力×16 小時×200 個有效工作日/1.25。 6.2 生產設備的選型原則
（1）準確定位。
設備選型前應充分考察當地建筑市場，對當地建筑業的發展前景及問題要有充分的認識，當地政府部門是否有“禁止現場攪拌砂漿”的規定，以此確定產品類型及所需產能。
（2）按需配置。
在根據市場考察的情況確定生產類型及所需產能后，應按產能需求確定各個系統的生產能力。以混合機生產能力為基準指標，烘干系統等上游工序具備倉儲功能，產能應較基準指標提高25%～30%；提升系統等下游工序產能與基準指標等同即可。
（3）類型兼顧。
設備應保證普通砂漿與特種砂漿均可生產；散裝產品與袋裝產品均能夠保證供應。
7 結語
干混砂漿目前在國的應用逐漸興起，作為一種新型、環保、節能的建筑材料，干混砂漿的發展面臨著各種機遇與挑戰。由于起步階段的推廣困難，及砂漿產品本身的技術問題，導致大多數砂漿廠設備運轉率較低，而干混砂漿設備的選型工作決定了干混砂漿生產企業的生產能力、未來的發展空間等一系列問題。因此，企業在投資前應仔細研究該行業在當地的發展形勢，充分做好可行性研究，本著準確定位、按需配置、類型兼顧的原則進行設備選型及市場開發，從企業優化管理方面入手，提高效益，不可盲目追求規模，以免影響投資回收。
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