经济型混砂浆生产工艺及设备配置分析

目前，干混砂浆推广在政策、技术、标准施工中已经逐步配套，发展已进入加速阶段。分析目前的状况，笔者介绍一种适合推广阶段应用的生产工艺，并给出相应的机械配置建议。国内已经建成的干混砂浆砂浆生产线的规模多在年产10万吨～40万吨之间，取其中间，中型应该在20万吨。

    主机选型

    产量的设定，设计以混合机为中心，根据混合机的混合能力选配其他设备。国内关于年产量的说法较乱，如采用2m3产量的无重力混合机，填充系数为40%～60%。假定干混砂浆容重为1.6，选50%填充系数，每次拌和砂浆重量为1.6吨。在外加剂经过预混成为稠化粉后再加入混合机的情况下，混合时间约3分钟，加上进料、出料等时间，约4分钟完成一次循环，每小时循环60/4=15次，小时产量达到24吨。按每年工作300天，每天实际混合机工作7小时计算，共年产量为24×300×7=50400吨，如每天按两班计算，年产量已达到10万吨。要说明的是，现场施工多以白天为主，夜班生产的干砂浆只能储存在工厂内，会加大贮存设备的投资，品种的调节更为复杂。建议的中型规模砂浆生产线按每小时40吨的产量进行设备配置，在需要集中供货的时段，有产量扩充的余地，年产20万吨的生产能力相对保险。

    达到此产量规模建议选用产量为4m3的无重力混合机，混合普通干粉砂浆的量每次约3吨，混合时间为3.5分钟，加上出料时间按4分钟一个循环计算，每小时循环15次，小时产量可以超过40吨。无重力混合机单次混合量大，搅拌转速低，机械磨损小，易维护，初期投资和使用成本都相对较低。但在选用时应注意功率的配置，一般要达到单批次不小于3吨的混合量，电机功率不应小于37KW。在主机和生产规模确定后，其他设备的配套都应围绕这一中心设置。

      原材料储存

      水 泥

      水泥在干混砂浆中所占的比例约为18%，每吨干砂浆水泥的用量为150KG~200KG，以200Kg计算，每天2班生产需水泥的量40*0.2*14约112吨，由于目前散装水泥的供应极为方便，考虑一天的贮量，再考虑到品种变化的需要，选定2只容量为150吨的水泥筒仓，必要时其中一只也可用作其他矿粉料的加入。

     粉煤灰

     粉煤灰的用量每吨砂浆约为50千克～100千克，每天的用量在60吨以内，由于粉煤灰的供应相对于水泥供应距离可能稍远，储备2天，故选定容量为150吨的筒仓1个。

     稠化粉

     以目前应用推广最为成功的上海为例，将砂浆生产所需多种外加剂预先混合加工成稠化粉，其用量范围是砂浆中粉体用量的10%左右，一天的用量约为13吨，其储仓按50吨设计。

     外加剂

     外加剂的种类很多，添加量相对较少，由百分之几到万分之几。外加剂一般以袋装为主，可以室内地面贮存，储仓只作为生产适度使用。由于拆包后长时间与空气接触，易造成吸潮，影响使用性能，以贮存一天生产用量为宜，此仓设计3只，容量分别在100升~1000升之间。

     骨 料

     生产干混砂浆的骨料以河砂为主，部分地方采用机制砂，或其他废渣代替。由于骨料的用量最大，占到成品的近80%，日用量可达500吨。首先要有足够的堆砂场，建议贮量5000吨以上，其优点是可以在堆砂场设置雨棚，采购进的砂选通过自然干燥减少砂含水量，提高烘干系统产能并减少能耗。

    砂源的选择很重要，不但影响材料本身的经济性，对工艺设计和设备选型影响也很大。砂的粒径要求为小于5mm且应满足规定的级配，理想状态是将砂子烘干后，仔细筛分成若干等级，然后再通过配料过程复配成所要求的级配。在实际操作中，分级筛分、贮存、复配计量使生产工艺复杂，运行成本大幅度提高。并且将原砂细筛分级后再进行复配，往往会造成某个级别过剩，而另一些级别缺失，仍需通过配方调整弥补。

    另一种办法是通过砂源的优选，尽量保证原砂级配的稳定性，采取简单的筛分和复配，通过配方试验等技术手段保证砂浆质量。市场的砂源一般分为中、粗砂和细砂，在普通干粉砂浆生产中使用中砂的概率大，而其自然级配中多是细颗粒成分，到厂后对中、粗砂进行要求粒径上限过筛，细砂进行2mm过筛，烘干后分别贮存，生产时用两种砂复配，一般能满足级配要求。此种配置根据用量采购相应品种的砂，可以大幅降低生产运行成本。

    砂子的烘干宜连续作业，减少能源浪费。24小时烘干砂的量约500吨，选择25吨/小时的烘干机即可，因砂烘干和砂浆混合是同时进行，砂的贮量单品种应在300吨为宜，由此设计300筒仓2只。

    物料计量

    砂浆组成材料品种多样，各物料间相差甚大，为了保证物料的计量精度和速度，将物料分为三个称分别称重。根据功能分为骨料称、粉料称和外加剂称。外加剂称建议不要省掉，虽然外加剂添加量少，可以人工添加，但人为疏忽往往会造成无法弥补的重大质量事故。

    骨料最大称量值设定为3吨，粉体称最大称量值设定为1吨，外加剂称最大衡量范围50千克，这样基本上能满足大部分干混砂浆生产中各物料所要求的称重误差。

    成品处理

    预拌砂浆的推广由散装水泥办公室负责管理，这就决定了推广干粉砂浆就是要推广散装。目前实际应用中的砂浆散装，采用的是散装水泥的运输办法，即将混合好的砂浆灌入散装车，运输到工地后，通过气力输送的方式装入预先安放在工地的背罐内。中型砂浆生产线的产量约为每小时40吨，一般背罐的容量为22立方米，可装入约30吨干混砂浆，这就意味着生产装满一车（罐）的时间需40分钟。在工艺布置上，可以考虑在混合机下直接装车，减少中间环节。特别在推广初期，产量相对不大的情况下选用此种方案。当产量进一步增大，可增加两只容量为40吨的过渡散装仓，解决装料等待时间过长的问题，有计划的提高生产效率。

    近年来，随着砂浆配套设备的进步，一种能够背负满装砂浆背罐的重型车已经投入应用，它有效地解决了砂浆转存和工地输送环节造成二次分离的危险。同时也为生产厂内的砂浆贮存提供了方便。

    除散装外，袋装也是必备的工序。就应用最广的上海而言，目前的袋装砂浆用量仍有30%左右。而对于其他处于推广应用阶段的城市，袋的量可能会更大一些，如北京市近几年都以袋装为主。砂浆包装有广口和阀口两种形式。苏州一工机械有限公司专门研制的大螺旋调速型的广口包装机的适应能力最强，可用于目前市场上所有干粉砂浆的包装，且具有扬尘少、精度高的优点，缺点是在物料称重完成后需要缝包操作。阀口包装有自封口的优点，但在物料罐装过程中均需气力助送，对于流动性差的大不规则大颗粒物料有一定的局限性。这一问题的克服，会使其用量逐步增大。