钢筋和混凝土表面的修复严重依赖于喷砂和其他干爆技术。一个多世纪以来,干式爆破一直是一种有效的除尘方法涂料,污染物,腐蚀和残留物,并排放二氧化硅以及对健康和环境有负面影响的其他磨料或基质颗粒。
作为干式爆破的替代方案,湿爆破是在20世纪60年代开发的,通过将水与研磨喷雾混合来减少浮尘。虽然湿法爆破在减少粉尘方面是有效的,但由于水的大量使用以及污染水的包含和处理问题,湿法爆破最初发展缓慢。承包商熟悉干式爆破和与水相关的额外成本磨料湿法爆破也限制了对新技术的接受。最近的发展使得湿法爆破对面临艰巨修复任务的承包商和业主更具吸引力。
推动湿法爆破发展的因素
健康、安全和环境问题一直是改进湿法爆破的驱动因素。早在20世纪50年代和60年代,几个欧洲国家就因为担心喷砂问题而禁止喷砂矽肺病,职业危险与二氧化硅粉尘吸入相关联。虽然美国还没有完全禁止喷砂的美国职业安全与健康管理局建立了一个硅的规则2016年,将一般工业和海运的可呼吸结晶二氧化硅的允许暴露限值降低50%,将建筑业的可呼吸结晶二氧化硅的允许暴露限值降低80%。
湿法爆破也受到环境法规的限制。的联邦水污染控制法案该法案于20世纪40年代首次出台,此后多次修订,对向通航水域排放污染物作出了严格限制。由于一些系统的用水量,各州和城市也仔细检查了雨水系统中的流动水量。因此,各种形式的湿式爆破也随之发展起来。目前主要有三种类型:喷嘴基湿式喷砂、泥浆喷砂和流化磨料喷砂。每种技术都有其优点和缺点。
Nozzle-Based湿爆破
早期的湿式爆破技术主要是将水添加到磨料流中或周围喷嘴爆破设备。如图1所示,当磨料离开喷嘴时,注水喷嘴(WIN)会喷射出水来抑制磨料。光环(水环)喷嘴在喷砂层周围形成水幕,抑制冲击后的粉尘,如图2所示。
的水图1.水喷射喷嘴(WINS)使用射流在其离开喷嘴挫伤磨料。
图2。晕轮喷嘴在喷砂层周围形成水幕,在冲击后防潮灰尘。
在喷嘴处将水引入鼓风气流中,磨料流的速度在冲击鼓风之前就降低了底物相比于淤浆或流化床喷砂时降低了生产。基于喷嘴的湿喷砂也需要比典型的喷嘴更重和更麻烦的承包商使用特定WIN或卤素喷嘴。WIN和卤素喷嘴具有单独的控制和需要专用的加压水源,典型地绑在鼓风软管。操作员必须使用这种方法时,从鼓风控制分别放水开启或关闭。
由于WIN晕喷嘴可往往与传统的喷砂设备一起使用,它们提供了抑尘与相对最小的设备投资。虽然他们每个人都能抑制灰尘双赢,晕喷嘴使用显著量的水。爆破设备通常是打开或关闭,这可减少生产和过度使用水和介质。因此,承包商往往面临显著处置成本工作完成后。
泥浆爆破
泥浆喷砂,又称改性喷砂,是在空气压力下将水和磨料在罐内混合。将混合物吸入气流中文丘里效应,在图3中,如图所示。
图3。泥浆爆破将水和磨料在空气压力下放入锅中。
虽然浆状爆破在抑制粉尘方面比喷嘴式湿式爆破更有效,但它只提供有限的流量控制。磨料控制是通过计量水和磨料进入鼓风气流时离开压力锅的量来实现的。由于这种有限的流动控制,喷砂也消耗相对较多的磨料和水。
泥浆喷砂允许承包商使用与典型的干式磨料喷砂相同的喷砂软管和喷嘴。在爆破过程中,磨料进行清除工作,水起到抑尘作用。如果在鼓风气流中引入大量的水,就会导致空气、水和磨料的混合效率降低,从而产生较慢的去除率。较高的磨料使用量意味着承包商再次面临巨大的处理成本。
流化喷砂
越来越多的设施业主正在探索流态化磨料爆破,即在水压下将水和磨料混合在一个锅中,然后注入到气流中,如图4所示。
图4.流化床喷砂联合收割机的水和在水中压力下的罐磨料,然后注入混合物到气流。
流态化磨料喷砂可以更好地控制水/磨料混合物的流动,允许喷砂范围更广的表面,减少介质和水的消耗。更精细的控制是通过计量加压水进入压力锅,而不是计量水-磨料混合物离开锅爆炸压力:如何正确。)单位,如Graco的EcoQuip 2蒸气磨料放炮,如图5所示,抑制粉尘高达92%的情况相比,干喷砂和使用,平均来说,四分之一到每分钟水一半夸脱。
图5。Graco的蒸汽磨料爆破装置可在便携式和固定橇配置。
流态化喷砂处理了扬尘和排水问题。这种方法将磨料的单个颗粒浸湿在水中,当磨料通过喷砂软管时,其质量会增加。润湿磨料能够获得更高的冲击力,因为润湿磨料以与基体相同的速度运动。因此,与干式喷砂相比,完成同样的工程所需的磨料更少。
因为灰尘被最小化,少容器一般要求,并可减少介质清理时间。与泥浆或其他水基技术相比,Graco的蒸汽磨料爆破技术使用的水更少,不会留下水池,有毒径流的可能性也大大降低。它还减少了研磨颗粒的反弹,这对工人和环境造成了风险。流化系统提供可调的,精确的控制空气压力和水/磨料混合物,减少介质和水的用量。
流态化喷砂在修复各种表面方面已被证明是有效的。在科罗拉多州的科罗拉多斯普林斯,它被用于清洁不锈钢的胡里奥·彭罗斯喷泉的外部,该喷泉位于科罗拉多斯普林斯美丽的州立公园内。城市限制不允许喷砂,因此使用了蒸汽磨料方法成功地将雕塑恢复到新的外观,如图6所示。
图6。科罗拉多斯普林斯一座雕塑的下部修复后,与尚未修复的上部形成了鲜明的对比。
蒸汽喷砂可以处理各种其他的清除和修复情况,如桥梁和道路上的油漆和涂层的清除,墙壁上的涂鸦的清除,以及储罐的清理。(想了解更多关于清理和修复艺术品和雕塑的知识,请阅读保护公共艺术不受腐蚀)。广泛的压力和研磨介质可以使用,为各种应用提供灵活性。
概括
在最近由Graco进行的测试中,4英尺× 4英尺的混凝土板采用干式爆破、喷嘴式湿式爆破和流化磨料爆破来比较可呼吸的灰尘和二氧化硅水平。如下面的视频所示,湿法和流态化磨料喷砂比干法喷砂产生的粉尘和二氧化硅水平显著降低。流态化喷砂产生的可吸入粉尘的速度在6小时和8小时内都低于OSHA的限制。流态化磨料喷砂还能在6小时内产生呼吸性二氧化硅,其速度将满足OSHA对呼吸性二氧化硅的限制。
每一种不同类型的湿式爆破技术在某些情况下都具有优势。对于粉尘抑制不是关键的小型项目,喷嘴式湿式爆破可能就足够了。如果需要更多的粉尘抑制,泥浆或流化磨料喷砂可能是更好的选择。与干式喷砂相比,干式喷砂在环境和效率方面的优势使其对面临艰巨清理任务的业主具有吸引力。在泥浆和流态化爆破之间,流态化爆破的可调流量设置可以提高效率,并在多种情况下提供额外的通用性。