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　　发泡机实际是引气机，它的本质是将空气引入发泡剂水溶液，它的技术核心就是以什么样良好的方式把空气引入水溶液。发泡机本身是不可能凭空产出泡沫来的，它是将空气引入发泡剂水溶液中均匀分散，实现液气尽可能大的接触界面，以使发泡剂中的表面活性物在液膜表面形成双电层并包围空气，形成一个个气泡。 　　因此，发泡机也等于是制泡机。它等于是把发泡剂水溶液与空气混合后制成了气泡。 　　泡沫混凝土的主体是泡沫，因而制泡沫的发泡机就成了泡沫混凝土生产的关键设备和主机。没有它，也就没有泡沫混凝土。

　　发泡机*早出现于国外，其原始机型是采用叶轮高速旋转制泡，故又名“打泡机”。后来随着技术的不断进步，发泡机的技术含量不断提高，新的机型不断出现，形成了不同的技术体系。我国早在上世纪50年代就开始使用发泡机，但不是*的发泡机型，而是采用砂浆搅拌机。即将发泡剂直接加入砂浆搅拌机或混凝土搅拌机，让发泡机和砂浆或混凝土一起搅拌生成泡沫。后来，于上世纪70年代前后，开始出现*的发泡机，即高速叶轮发泡机。以后又不断技术升级和换代，如今已发展为以高压充气为主体的第三代机型，基本可满足泡沫混凝土的需要。但与国外发达国家相比，我国的发泡机自动化程度还较低，发泡性能也还有一定的差距，需要进一步的提高。从发展趋势看，这一差距正逐步拉近和缩小。我国发泡机目前的主要优势是价格较低。进口机型大多10多万元/台，*高15～20万元/台，而国产机型大多几万元/台，简易*小机型甚至几千元/台，从价格上有一定的优势，所以适合国情，受到大多中小企业的欢迎。目前，国产机型也有仿制进口机型的，如仿制韩国的地暖发泡机。不过，这种仿制机型的价格已和进口机型大体相当，要普及性推广应用，还有一些价格上的阻力。随着技术升级和进步，国产机型随成本的提*格上升是必然的，但不可能太高，这是由国情决定的。 　　国内外的发泡机不论有多少牌号，有多少机型，但从发泡原理来划分，目前广泛应用的只有高速叶轮型、高压空气型、鼓风中低压型等三类。它们同一类机型的不同，只是其附属设备与自动化控制方面的差异，发泡部分的结构是大体相同的。

　　不论何种发泡机，能够发泡的基本原理，就是将空气引入发泡剂溶液中。各种机型的变化在于引入气体的方式不同，因而效果也不同。 　　泡沫的形成有两个必须的因素，一是发泡剂溶液，二是空气，二者缺一不可。没有发泡剂溶液，包围气体的液膜就不会形成，也就没有气泡。而没有气体，单有发泡剂溶液，泡也不能形成。 　　在气泡的形成体系中，发泡剂溶液是分散介质，气体是分散相，气体分散于液体中，才能形成气泡，再由无数气泡组成泡沫。除了发泡剂性能这个重要因素外，气体引入发泡剂溶液是另外一个重要的因素。而气体引入液体，必须靠发泡机来完成，即发泡机采用一定的方法将气体引入液体中。不同的发泡机，引入气体的方法不同。总的来说，发泡机引入气体的方法有以下几种：

　　这是一种将气体直接引入掺有发泡剂的砂浆（或混凝土浆）中的方法。搅拌机叶片在推动浆体时，空气随搅拌机叶片进入浆内，另外，大量空气在浆体翻转时被裹入浆内，还有一部分空气是由水泥、集料带入浆内的。三者相加，就是进入浆内的空气总量。其中，由搅拌叶片带入浆内的空气及叶片翻动浆体裹入的空气占主体。 　　在空气进入浆体后，含有发泡剂表面活性物的液体将空气包围，在空气与液体的界面形成双电子层液膜，*终以液包气的方式形成浆体内的气泡。 　　由于这种方式叶片的旋转速度慢、引入的气体少，所以气泡生成量小，发泡效果欠佳、效率较低。

　　这是一种依靠高速旋转叶片向发泡剂溶液中引入气体的方式。其气体的引入主要靠旋转叶片的作用力。这种机型的叶片一般要求高速旋转，转速应＞700转/min，一般在700～1400r/min之间，叶轮端部的圆周速度应＞20m/s，才能获得较满意的效果。一定的高速才能使叶轮在液体中暴露，和空气接触，引入空气。若转速太低，叶轮在液体中不暴露，引气量就很低。其合适的转速应以下叶轮在液体旋转时暴露为宜。 　　叶轮引气的基本原理如下： 　　当叶轮高速旋转时，带动发泡筒内的发泡剂溶液随之旋转，形成一个滚动的环流，并产生一个很大的旋涡。这时，位于发泡剂溶液顶部气液界面的气液两相粒子，就会相伴而下，呈快速螺旋状下降到旋涡的底部，在叶轮边缘2.5～5㎝处，形成一个湍流区。在这个区域内，气液两相粒子受到叶轮较强的剪切和冲击作用，分散成细小的分散体，很快地实现了气液的混合，使气体均匀分散于液体中，实现了气体的引入。其引入效率由转速、叶轮直径、叶轮距发泡筒的距离，叶轮叶片的形状等各种技术因素均有关，不是单一转速决定的。高速叶轮都有引气作用，只是效率、效果、能耗不同而已。

　　这是目前国内外*普遍使用的*引气发泡方式，也是比较科学的一种引气方式，是泡沫混凝土高压、中压发泡机技术核心。 　　前述两种技术向液体引气的方式都较慢、且不均匀，泡径大，特别是泡径无法控制，完全是依赖发泡机的随机性，无法保证泡径微小和泡沫均匀这两个*关键的技术指标。同时，其发泡量也是很难控制的。 　　为了有效解决上述这些问题，压力引气发泡的的方式应运而生。无论从发泡量、发泡速度，还是泡径及泡沫均匀度等，都跨上了一个新台阶，有了很大的技术进步。它的主要原理就是利用各种可以产生空气压力的设备，把空气压入液相中，实现两相的均匀混合。在常压下，空气进入液体是较难的，而在一定压力下，则变得比较容易。这个空气压力不单是把气体压向液体中，同时也把液体压向气体中，实际是双相同时施压。这样，两相的混合就会速度快、*、均匀、气泡细小，达到了泡沫较理想的技术要求。 　　目前，我国所采用的压力设备主要是两种，一种是空气压缩机，另一种是鼓风机。空气压缩机产生是高压，鼓风机产生的是中低压。因此，空气压缩机发泡效果更好一些，而鼓风机发泡效果要略差一些。用空气压缩机发泡的，称为高压发泡机，用鼓风机发泡的，称为中低压发泡机。空气压缩机发泡优劣主要控制其压力与排气量，而鼓风机发泡，则主要控制其风压风量。 　　由于空气压缩机制泡效果好，因而我国目前大多数发泡机采用的是空气压缩机。鼓风机发泡在我国也有不少应用，但相对于高压发泡，这种发泡方式还是较少的。高压空气发泡所制泡沫的沁水率低，气泡的泡径小，细密均匀，质量较高，鼓风发泡所制泡沫的泡径略大，总体质量不如高压发泡。

　　这是近几年正在尝试而还没有普遍应用的发泡方式。其基本原理就是利用射流产生的强大分散力，实现气相和液相的瞬间大的表面接触，使二者均匀混合，并以液裹气形成泡沫。这种方式目前还看不出比高压空气发泡更多的优势，有待进一步的探索和完善。 　　任何一种技术设备都不会停留在原有基础上，都在发展和不断地出新。发泡机也是这样，今天普遍应用的高压发泡也许明天会过时。这就要靠大家去探索新的发泡原理，并根据新原理*出更*的发泡机。我们希望大家都参与探索。事实上，这种探索我们一直进行，并始终没有停止过。但探索的路是不平坦的，要搞出全新的东西不是一件容易的事。我们已经为此付出了不少代价，然而不会放弃。即使我们*不会成功，也要做一个勇于*的探索者。大家享受某种成果时，可能感到很简单。而去创造这种成果，那就不简单了。

　　这是国内外*原始的发泡设备，不能称得上是真正意义上的发泡机。但目前，这种发泡方式在我国仍然有不少企业使用。 　　这种发泡方法是将发泡剂和水泥及集料一同加入搅拌机，在制浆或制砼料的同时，依靠搅拌机叶片引入空气，使发泡剂起泡，并将泡沫混进砂浆或混凝土内。它是将发泡与混泡合为一体的工艺设备。 　　采用这种工艺设备的优点是简便易行，不需购置专门的发泡机，工艺简单，投资小。其主要不足是发泡剂不能充分发挥作用，发泡效率*高50%，气泡产生的很少。更主要的是泡沫大小不均匀，影响泡沫的稳定性和强度。而且其泡沫产生量有很大的随意性，不易控制。采用这种工艺设备，在同等气泡产生量的情况下，发泡剂只少多用2～4倍。 　　一般来说，这种发泡剂适用于引气型砂浆型及混凝土，或者对泡沫掺量要求很低，砂浆及砼密度在1500㎏/m以上的较高密度砂浆或砼，而不适合生产1500㎏/m以下的较低密度砼，特别不适合用于700㎏/m以下的低密度砼，也无法生产出来。目前，国内一些企业用这种原始的工艺设备生产低密度砼及制品，虽然省了设备钱、工艺简单、但却十分不科学，成本是很高的，且砼及制品的性能也无法保证。因此，这种发泡工艺应该淘汰。

　　这种发泡机是上述利用搅拌机发泡和下述高压发泡的嫁接式机型。它是搅拌发泡与高压充气发泡相结合的产物。 　　上述原始的发泡方法由于泡沫生成量少，效率也低，于是人们就想出了一个改进的方法。这个方法就是采用空心轴与空心搅拌叶片，空心叶片上开有气孔，高压气由空心轴进入空心搅拌叶片，然后从叶片的气孔喷入正在搅拌的水泥浆体（或砼浆体）。由于高压空气的充气作用强，大量空气可在极短时间内和浆内发泡剂混合，并在液气界面形成气泡。这种方法以充气发泡为主，叶片带入空气及浆体卷入空气为辅，二者结合，发泡速度快，产泡量大，克服了上述*种机型的不足。 　　这种机型集发泡、混泡、搅拌三位一体，工艺流程短，设备少，可生产较低密度的泡沫砼，有一定的优点。 　　它的缺点是气泡大小不均匀，泡径无法控制，砼密度仍偏高，（800～1500㎏/m）。另重要的，是它空心轴及空心叶片机械强度差，当料浆稠度稍大时易折轴，空心叶片易磨穿，更换频繁。

　　高速叶轮发泡机及相应发泡工艺是继*代工艺设备之后，出现的第二代泡沫混凝土工艺设备，也是真正意义上的发泡机与发泡工艺的起始。这种发泡机现在看似乎已有些落后，但在当时应该说是一个很大的技术进步。这种发泡机在上世纪70年代开始在我国出现并应用，以后几经改型，至今，还有不少企业仍在使用这种发泡机，目前的应用比例约占发泡机总量的20%左右。随着我国泡沫混凝土的密度越来越低，其它技术性能要求越来越高，这种发泡机的数量还会进一步下降，但短期内不会完全淘汰。假若能对其进行技术升级和改造，提高其泡沫的均匀性和起泡率，它还会有一定的应用价值。能不能长期存在，关键就在于如何提高它的技术含量和泡沫质量。 　　它与*代工艺设备的大不同，是发泡与混泡分开，由一段工艺分为两段工艺，以后的发泡机大多都沿袭这种两段工艺。因此，它是先由发泡机制好泡沫，再将发泡机所发泡沫用人工的方法，经计量后加入水泥浆搅拌机，与水泥浆混合成泡沫浆。其水泥浆搅拌机既是制浆机，又是混泡机，两机合一。

　　由于发泡与混泡的工艺设备分开，所以，水泥浆体不再妨碍泡沫的生成，因而这种发泡工艺泡沫的生成量大，发泡剂的效能得到较充分的发挥，绝大多数发泡剂都可以被制成气泡，发泡剂的气泡转化率可以达到70%～85%，利用率还是较高的。从发泡能力来讲，这种设备不是太差，随设计大小不同，每小时生产几立方到十几立方泡沫都是没有问题的。 　　这种设备虽然发泡效率并不太差，但它的制泡质量却较差。严格地讲，制出的泡沫是不合格的。特别是对超低密度泡沫混凝土，其制出的泡沫是不能使用的。这种泡沫质量差主要表现在以下几个方面： 　　① 泡沫大小不均匀，大的太大而小的太小，泡径分布过宽 　　前边我们已经讲过，泡沫*重要的一项技术要求就是要大小一致，尽量均匀，泡径范围一定要尽量小。但这种发泡机却是越往上部越大，越往下部越小，大小特别不均匀。大泡可以达几十毫米，小泡仅几毫米，有些小于1毫米。这是它大的问题和不足； 　　② 泡径偏大，平均泡径大于1㎜以上 　　按泡沫混凝土的技术要求，其良好泡径应为0.5～1㎜，一般应小于1㎜。泡径越大则强度越差。但这种发泡机大多数泡沫的泡径均大于1㎜，平均泡径在1㎜以上，正好与泡沫的技术要求相悖。 　　③ 泌水率偏高，特别是下部泡沫 　　由于设备特点的限制，其下部泡沫的含水率较高，容易有一部分形成乳状液，因而泡沫的总体泌水率仍显偏高。有些改进机型略好一些，仍有待进一步完善。 　　除泡沫质量存在的上述问题之外，这种机型还存在一个泡沫不宜卸出和输送的难题，只能靠人工从发泡机内取出，再加入搅拌机，影响工效和自动化控制。后来，有些单轴卧式机型设计了翻转搅拌筒卸出泡沫，并直接卸入下位搅拌机，但对泡沫的远距离输送仍解决不了问题。

　　经过多年的应用和技术改进，高速搅拌发泡机形成了各种不同结构的机型。主要机型有以下几种。 　　① 立轴叶轮式 　　这种发泡机的发泡筒为立式圆筒，在圆筒内有一根立轴，轴头上安装有固定式可拆卸式叶轮，电机安装在发泡筒的上部，带动立轴高速旋转打泡。其筒口敞开，以便人工从筒内卸泡。这种发泡机的机筒是不可翻转卸泡的，有一定的局限性。图5—1是立式叶轮发泡机的外观。 　　② 立轴轮带式 　　这种发泡机立轴上的叶轮不是常规的叶片式，而是螺旋状带式，在螺旋的*下端安装有叶轮，在螺旋的上部安装有将大型泡沫消去的装置，可以使过大的泡沫得到控制。这种发泡机的泡径范围比*种小一些，有一定的技术进步。 　　③ 立轴壁齿式 　　这种新式叶轮发泡机的主要变化，是在筒壁的下部，加装了一些壁齿（定子），与立轴上的叶片（转子）互相交错，当转子高速（800r/min）旋转时定子可以协助转子打泡，提高了打泡效率。 　　图5—1 叶轮发泡机外观 图5—2 叶轮壁齿式发泡机结构 　　④卧轴叶片式 　　这种发泡机与立式有很大的不同。它采用卧式横轴，类似于卧式砂浆式混凝土搅拌机，以安装在横轴上的高速叶片打泡。因是卧轴，打泡机筒可以倾翻放料，卸出泡沫，将泡沫直接卸入设置在下位的水泥浆搅拌机内，实现泡与浆的混合。这种机型与立轴相比，大的优势就是可以翻转卸出泡沫，不必人工取出泡沫，加快了发泡速度、节省人工。但由于它的上口大，泡与空气的接触界面大，上部更容易产生大泡，因而上部大泡更多，上下泡沫的差别也更大。

　　这种发泡机是继低速及高速叶轮(片)发泡之后的第三代发泡机，也是目前国内外的主流发泡机，在我国已得到十分普及的应用，约占发泡机总量的70%左右。随着泡沫混凝土向*方向的发展，这类发泡机的应用比例还会上升。在国外，大多全是高压空气型发泡机。

　　这类发泡机由于采用压力向发泡溶液中引气，起泡迅速，发泡剂的发泡倍数大，泡沫细小均匀，有较高的泡沫质量和较低的发泡成本。 　　世界上没有*的设备。此类发泡机也存在一些不足。如需配备自动控制装置，若靠目前的人工调节，有时会影响泡沫质量。目前，国外设备都有自控装置，而国产设备大多为人控。人控的人为因素较大。但若自动控制，发泡机的成本及价格又上去的太高，不利于推广应用，且维护也不方便。这种发泡机的另一不足是有一定噪声（空气压力装置）。但总的来看，它的缺点还是不影响应用的，优点远多于缺点。 　　由于有空气压力，发出的泡沫可以输送，泡沫在压力下能够自动向高处或远处的搅拌机送达，不需另增泡沫输送设备或人工取泡沫，克服了第二代发泡机的不足，使用十分方便。 　　另外，这类发泡机大多轻巧，没有太重的部件，一般轻型机只有100㎏左右，大型重型机也只有几百公斤，装运还是比较方便的。不少机型还装有万向轮（中小型机），可移动施工，*可以改变发泡位置，更加适合泡沫混凝土现浇施工的需要。

　　压力发泡机目前主要有高压空气发泡机和中低压空气发泡机两种。它们均采用带有一定压力的空气发泡，主要区别就是压力不同，因而在发泡机理及结构上有很大的区别，十分不同。 　　① 高压空气发泡机 　　高压空气发泡机的空气压力来自空压机、其压力值一般为0.4～1.0 MPa 。排气量0.2～2.0m/min。不同的压力和排气量，其泡沫产量和质量均不相同。 　　由于这种机型采用压力较大的空压机，所以发泡速度及质量优于中低压鼓风发泡机，是比较*的压力发泡机型。这种高压发泡机在我国的应用*普遍。 　　高压空气发泡机由以下几大部分组成： 　　a 气源。一般采用空压机； 　　b 制泡装置。通过这个装置发泡剂在空气作用下制成泡沫； 　　c 液气混合装置。这个装置对泡沫质量有重大影响； 　　d 发泡控制装置。分全自动控制与人工控制两种； 　　e 泡沫计量装置。分自动化计量与人工计量两种，有些机型没有泡沫计量装置； 　　f 发泡剂储料及输送装置。有连续输送及间歇输送两种。 　　上述是发泡系统的主要构成单元，目前各地发泡机在此基础上有一定的增减、不尽相同。高档机型配置多一些，自动化程度高一些，简易机型配置少一些，靠人工控制。 　　目前，有些发泡机和搅拌机（制浆、混泡）、输送泵（输送泡沫水泥浆）、泡沫水泥浆布料杆等四个单元设备全部合为一体，形成组合式多功能发泡机组，上述发泡机只是其中的一部分。这种发泡机组目前也称为“发泡机”，但它是一种广义的发泡机，已和一般的发泡机有很大的区别。它实际上是发泡、水泥制浆混泡、泡沫水泥浆输送和布料一体机。这种组合式多功能机组的优点是配置完全而紧凑，占地小，功能齐全、使用方便。缺点是设备宠大笨重，移动不便（配有机动泵车的除外），价格高昂（一般在15万元/台以上）。 　　现在市场上出售的发泡机多是发泡机与搅拌机、泵车分开的，没有组合在一起，可根据需要配置。 　　我们研制的JF系列高压空气发泡机，是在引进国外机型的基础上国产化改进的，有一定的*型。它为了轻便，没有和搅拌机、泵车等组合在一起，分别供应，运输较为方便。 　　图5—4是国产小型高压空气发泡机外观。图5—5是产地暖高压空气发泡机外观。图5—6是国产发泡、搅拌一体机型。 　　图5—4高压空气发泡机外观 图5—5地暖高压空气发泡机外观 图5—6 国产发泡、搅拌一体机型 　　② 中低压鼓风发泡机型 　　称这种发泡机为“中低压”，是因为它和高压空气发泡机相比，不采用空压机，而采用压力较低的鼓风机作气源。鼓风机压力大的，称为“中压”，压力小的，则称之为“低压”。中压鼓风机的压力＜50KPa，低压鼓风机的压力＜5KPa，它们远远低于空压机的压力。 　　鼓风发泡机由于风机远比空压机的体积及重量小，所以整体重量小，十分轻便，一般重量在100㎏以下，较大机型也不超过150㎏。大多数机型都安装有万向轮，可使发泡机由1个人推着十分方便地任意行走移动，是属于一处轻便移动机型，特别适合于施工规模不大的现场浇筑。它的不足是由于压力小，压入发泡液中的气量不如空压机，因此发泡效果比高压空气型要逊色的多。目前，这种发泡机在我国有一定的应用，但不是很广。

　　现在市场上出现的发泡机种类繁多，各种牌号、各种外形、各种名称的发泡机一天比一天多，而且新的牌号，新的名称的发泡机还会继续不断增加。这么多的机型，使许多人在选择时不知所措，甚至看花了眼，不知道该作如何的选择，以至于还会选错机型，或者选择了不太符合技术要求的机型。为了便于大家正确选择发泡机，现将选择方法介绍于下。

　　这是你选择发泡机时首先要弄清的一个*重要的一个问题。每一种发泡机的发泡原理都不尽完全相同，但大致地讲有我们在本章第二节的几种原理类型，其基本原理大都在这个范围之内，可以对照参考。 　　了解发泡机发泡原理对进一步了解它的技术特征和使用性能有很大的帮助。不同发泡原理就有不同的设备结构、设备性能。了解了它的发泡原理，也就对这种发泡机有了总体的把握，弄清了选择的大方向。这一点可决定你在选择时不会出大错。例如，你知道了某一种机型是高速叶轮引气，对照我们前边介绍的原理，就可以初步知道这种发泡机所发泡沫是不可能大小均匀的。 　　不少发泡机厂家都将发泡原理当作技术机密，不让考察者知道，习惯让他们雾里看花。其实是完全没有必要保密的，发泡原理不等于是发泡机的结构秘密，许多人考察时了解到发泡原理，也不可能了解了它的全部结构。因此，在不影响核心技术机密的情况，让购机者在考察时了解发泡机的发泡原理，是完全可以的，也是十分必要的。这既是为购机者负责，也是为自己的声誉负责。

　　发泡机不论有多少*和名称，归根结蒂，在目前也只有前边介绍的低速搅拌型、高速叶轮型、高压与中低型等三类3种。不同类型的发泡机其性能差别是相当大的。了解其机型类别对深入了解它的性能至关重要。知道了发泡机的类型，即使厂家不介绍它的技术特点（优缺点和适应范围），你也能心中有数，明白个六七成。它对于准确选择机型是非常重要的。 　　表5—2是不同类型发泡机的技术特点及适用范围，供大家在选型时作为参考。当然，这必须在你弄清发泡机的真实类型的情况下才有用。