CN1003426B

CN1003426B - 建筑材料的混合喷射成型法

Info

Publication number: CN1003426B
Application number: CN87100274.4A
Authority: CN
Inventors: 谢孝存
Original assignee: SHANGHAI BUILDING MATERIAL INDUSTRY COLLEGE
Current assignee: SHANGHAI BUILDING MATERIAL INDUSTRY COLLEGE
Priority date: 1987-01-13
Filing date: 1987-01-13
Publication date: 1989-03-01
Also published as: CN87100274A

Abstract

本发明尤其涉及含纤维增强的建筑材料混合喷射成型，和传统的采用双喷枪的混合喷射方法相比，由于本方法是借助一混合喷射本体，使参予混合喷射的诸物料用气体或流体输入本体，并使其中射入一股压缩空气，通过本体结构设计及分别调节诸料流的流体压力，使诸料流在本体内会交于一点，并利用空气射流的作用形成混合料流的喷射能力，从本体的出口喷射，尤其能使各种纤维在复合材料中得到均匀混合，提高成型制品质量。

Description

建筑材料的混合喷射成型法

本发明是有关物料混合和喷射方法，但特别涉及含增强纤维的建筑材料混合喷射成型方法，该方法尤其适用于轻质建筑材料和钢纤维增强混凝土的混合喷射施工。

目前在建筑业上业已应用各种纤维增强水泥的复合材料，和钢纤维增强混凝土以及在建筑业上业已采用喷射成型施工方法，但传统的建筑材料喷射成型大多是采用单喷枪或双喷枪的喷射施工方法，即大多是将不同性状的参予喷射的材料预先搅拌混合成干料或浆料，以及参予混合喷射的各种增强纤维经纤维分散，并分别通过流体输送至各自的喷口，然后分别通过各自的喷口一面进行喷射一面使其在喷射过程进行相互混合的方式进行现场喷射施工，这种喷射施工的缺点在于混合不充份，从而造成其制品质量不高，或给施工现场带来麻烦（例如纤维飞扬）等，特别是近年来发展了各种新型轻质建筑材料，例如需要在浆料或泡沫浆料中除了添加各种增强纤维外，有时还要添加诸如膨润性填料，或快凝剂等，以及在树脂类胶结料中添加固化剂等，这不仅要求必需充份混合，而且对混合的时间也需要进行较严格的控制。而使纤维在复合材料中能得到充份均匀的混合尤为重要。上面提到的钢纤维增强混凝土，是一种用途很广的结构材料，但若采用传统的单喷枪或双喷枪的喷射成型施工方法，很难使钢纤维在混凝土中得到均匀的混合，而如果这样的话，也就很难发挥钢纤维增强混凝土在结构上的作用，因而将阻碍钢纤维增强混凝土的推广使用。

因此，本发明就是针对上述问题，而提出一种主要用于建筑材料混合喷射成型施工的物料混合和喷射方法，通过应用此方法能使参予混合喷射的各物料，尤其是使用于材料增强的纤维能在复合材料中得到均匀混合，从而使成型材料的性能得到提高，同时使混合喷射施工能方便进行。本发明方法主要适用于轻质建筑材料和钢纤维增强混凝土的混合喷射成型施工。

本发明方法需具备一混合喷射本体，该本体具有多个料流进口和一混合物料喷射出口，各料流进口供分别用流体输入本体参予混合喷射的诸物料流，各料流进口管口轴线分别与本体纵轴线间形成一锐角，该本体内表面依次具有一渐扩，继而平直和渐缩的部份，混合物料喷射出口管口轴线和本体纵轴线大致重合，本发明方法包括以下步骤：

ⅰ）从上述一料流进口射入压缩空气，同时从另一料流进口用气体输入用于复合材料增强的纤维，从其余料流进口分别用流体输入为混合喷射成型特定建筑材料所需的其它各组份物料。

ⅱ）通过分别对上述向本体输入的各料流的流体压力的调节，使上述同时输入本体的各料流在本体内大体会交于一点，致使进入本体内的诸物料流中颗粒相互碰撞和造成加速扰动，形成混合料高速紊流，并依次流经本体的平直和渐缩部分。

ⅲ）使上述混合料高速紊流从本体的喷射出口进行喷射成型施工。

以下结合实施例，并参照附图对本发明方法作进一步叙述。

图1为示意表示本发明方法需具备的混合喷射本体的一实施例的结构简图。

图2为示意表示本发明方法另一实施例需具备的混合喷射本体的结构简图。

图3为示意表示图2所示实施例的系统结构简图。

现参看图1，（5）为混合喷射本体，适用于轻质建筑材料的混合喷射成型施工，1，2，3，4分别为本体（5）上具有的四个料流进口，喷射出口管口轴线大致位于本体（5）的纵轴线上，料流进口1，2，3的管口轴线分别与本体（5）的纵轴线成一锐角，进口4的管口位于相对其余进口管口的对称中间位置。在本实施例中，从进口4射入压缩空气，从其余进口中任一进口用气体输入经分散的用以增强的天然或人造纤维，从余下的进口用流体输入为成型轻质建筑材料分别所需的其余组份物料，可以是浆料，例如树脂类胶结料或水泥浆料，以及配制的干料，例如包含填料和添加剂等。由于是用气体或流体从上述各进口向混合喷射本体输入参予混合喷射的各物料，因此可以通过分别对向本体输入的各料流流体压力的调节，容易使进入本体内的各料流大体会交于一点，并根据经验得知，使各进口1，2，3，4各相互间的夹角α或2α应在30°～130°范围内，这样使同时输入本体（5）内的各物料流中的颗粒经相互间复杂的多次弹性或非弹性碰撞，并夹带着纤维，同时依靠从进口4射入的压缩空气流的喷射效果，形成大体沿图中箭头方向向前运动的混合料高速紊流，并依次流经本体的平直区段5和渐缩区段6，从而形成从本体喷射出口喷射的能力，该渐缩区段6也可以是由多段类似依次排列的渐缩区段组成（图中未表示），用来使混合物高速紊流加剧骚动，从而使物料混合进行更充份，同时也将加强最后进行喷射的能力。本体（5）的平直区段和渐缩区段6也可按喷射施工需要进行安排，例如对粘稠状或粘度较高的胶结料，或在对喷射料滴要求较细的场合，可设置较长的平直区段5和渐缩区段6，否则，甚至可以不设渐缩区段6，或仅设较短的平直区段5。使所述的角度α或2α大致在30°～130°范围内的理由主要是尽可能避免或减少射入混合本体（5）内后的料流粒子和容器壁碰撞而削弱混合物料紊流沿图示箭头方向前进的能力，这完全是通过实验得到的经验数据，同样的理由也应使所述各物料流的会交点距离所述各物料流的入口一定的距离;流经所述的区段5和渐缩区段6以后的混合物料紊流即可进行喷射施工。

图2为示意表示为实施本发明方法的另一结构方案，主要是用来为适应钢纤维增强混凝土的喷射施工，它和图1中所示方案不同之处主要在于图中1、2、3、4所分别代表的物质内容的不同，图2中（5-1）为混合喷射本体，4-1表示为向本体（5-1）输入经配制的混凝土混合料的进口，并位于相对其它各物料流进口的对称中间位置，2-1、3-1分别表示为向本体（5-1）输入混凝土增强用的钢纤维，以及向本体（5-1）射入压缩空气的进口，同时参看图3，10为通常的混凝土干料搅拌混合装置，经配制的混凝土混合干料用气力输送至本体（5-1）的进口4-1的前端，向此混凝土混合干料中加水后形成浆料，用通常的混凝土喷头4-2向本体（5-1）内喷入，在本实施例中，压缩空气从进口3-1射入本体（5-1），钢纤维用气体从进口2-1输入本体（5-1），在本实施例情况下，由于从进口4-1经喷口4-2喷射入本体（5-1）的混凝土混合料的动量较大，因此从进口2-1输入本体（5-1）内的钢纤维需借助从进口3-1射入的压缩空气使钢纤维裹入主流混凝土混合料内，在其内发生转向、碰撞等并与混凝土混合料笼在一起，且由于进入本体（5-1）内的混凝土混合料的动量较大，以及加上从进口3-1射入压缩空气而带入的能量，使裹有钢纤维的混凝土混合料具备从本体喷射出口喷射的能力。当使这样的混合料从本体（5-1）的出口进行喷射成型施工时，能使钢纤维在混凝土混合料中形成均匀分布，并和混凝土混合料结合成一体。若将本发明的方法和通常采用的双喷枪的喷射成型方法相比较，因用后者方法所形成的钢纤维增强混凝土制成品将不可避免地要形成钢纤维在混凝土结构中的二维排列，因而造成制品结构的分层现象，将阻碍钢纤维增强凝土的推广使用，而若采用本发明的方法，由于是在所述的本体（5-1）内使混凝土和钢纤维进行较充份的混合后再进行喷射，因此能达到使钢纤维在混凝土结构中的均匀排列，而不会造成所述的分层现象，因而能提高成型制品的质量，而且为喷射成型操作带来方便。

此外，在本实施例中，混合喷射本体（5-1）一般需设置平直区段5-1，和渐缩区6-1，但也可以根据参予混合喷射各组成物料的性状及喷射施工上的不同使用要求进行具体安排。

此外，在图3中，9为钢纤维分散设备，用气体将分散的钢纤维经本体（5-1）的相应进口输送入本体（5-1）内，4-2为通常的混凝土混合料喷头。本发明方法尤其能适用于上述轻质建筑材料和钢纤维增强混凝土，以及各种纤维增强水泥复合材料的成型制造或喷射成型施工。

在上述各图中相同的号码表示相同或同类的部份或部件。

Claims

1、一种建筑材料混合喷射成型方法，尤其是指含增强纤维的建筑材料混合喷射成型方法，它需借助于一混合喷射本体，该本体具有多个料流进口，和一混合料流喷射出口，各料口进口供分别用流体输入本体，参予混合喷射的诸物料流，各料流进口管口轴线分别与本体纵轴线成一锐角，该本体内表面依次具有一渐扩，继而平直和渐缩的部份，其特征在于该混合喷射成型方法包括以下步骤：

ⅰ）从上述一料流进口射入压缩空气，同时从另一料流进口用气体输入增强纤维，从其余料流进口分别用流体输入为混合喷射成型特定建筑材料所需的其它各组份物料，

ⅱ）通过分别对上述向本体输入的各料流的流体压力的调节，使上述同时输入本体的各料流在本体内会交于一点，致使进入本体内的诸物料流中颗粒相互碰撞和造成加速扰动，形成混合料高速紊流，依次流经本体的平直和渐缩部份，

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述用气体输入混合喷射本体的增强纤维是天然或人造纤维，上述用流体输入的为混合喷射成型特定建筑材料所需的其它各组份材料是为混合喷射成型轻质建筑材料分别所需的胶结料和填料，上述射入压缩空气的进口位于相对其它料流进口的对称中间位置。

3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于上述用气体输入混合喷射本体的增强纤维是钢纤维，上述用流体输入为混合喷射成型特定建筑材料所需的其它各组份材料是混凝土混合料，该混凝土混合料是使在用气体将混凝土混合干料输送至上述混合喷射本体的进料口附近加水后形成浆料，然后喷射入混合喷射本体，该混凝土混合料进口位于相对其它料流进口的对称中间位置。