ВСЕ О ПЕНОБЕТОНЕ

Формирование пенного пузырька

Рассмотрим на примере одного пенного пузырька, как формируется пена. Представим себе, что пузырек воздуха попал в раствор, содержащий ПАВ. Бла­годаря эффекту адсорбции на границе раздела фаз «жидкость-газ» сразу же

Начинают концентрироваться молекулы ПАВ. Скорость формирования такого адсорбционного слоя целиком зависит от природы ПАВ. Так, для одних ПАВ (синтетических) она очень велика, для других (белковых) - мала. В любом слу­чае воздушный пузырек одевается своеобразной «шубой», состоящей из одного слоя молекул ПАВ (см. рис. 1.1.3-1, а).

Всплывая, такой пузырек достигает поверхности жидкости и там встреча­ет еще один адсорбционный слой молекул ПАВ. Воздушный пузырек давит на поверхность жидкости и растягивает ее (см. рис. 1.1.3-1, b). Молекулы ПАВ из раствора устремляются к растущей поверхности, предотвращая разрыв пленки жидкости.

Таким образом, при выходе из воды пузырек оказывается окруженным оболочкой уже из двух монослоев ПАВ, между которыми находится пленка жидкости (см. рис. 1.1.3-1, c).

Когда в раствор вовлекается много воздуха, образующиеся пузырьки, всплывая, создают на поверхности жидкости пенный слой, толщина которого увеличивается в процессе смешения жидкости и газа. В конечном счете, вся жидкая фаза превращается в пену.

Но одновременно с процессом пенообразования начинается и процесс раз­рушения пены. Причем, с точки зрения классической термодинамики, если акт генерации пены инспирирован извне, то ее разрушение - естественный и неиз­бежный процесс, которым мы можем в определенных рамках управлять, хотя бессильны полностью его предотвратить. Этот факт - неизбежность разруше­ния пены - следует учитывать при рассмотрении вопросов технологии произ­водства ячеистых бетонов.

Процесс пенообразования крайне сложен из-за совместного влияния мно­гочисленных физико-технических, физико-химических и других факторов. Множество переменных параметров, влияющих на протекание и характер пе - нообразования в реальных условиях, представлено на нижеприведенной схеме (см. рис. 1.1.3-2).

Как видно из этой схемы, лабораторные методы контроля пенообразова - ния, основанные на изучении основных характеристик используемого пеноо­бразователя и получаемой из него пены, могут подвергнуться серьезным кор­ректировкам в процессе реального производственного процесса, вплоть до по­лучения прямо противоположных результатов.

Эта схема показывает также и практическую невозможность численного выражения протекающих процессов методами математического анализа или моделирования, а также практически исключает возможность масштабного перенесения или аппроксимации лабораторных исследований на натурные об­разцы без глубокого понимания процессов, описываемых положениями физи­ческой и коллоидной химии.

Поэтому практика экспериментальных исследований в области пенообра - зования в реальных средах возможна только эмпирическим путем.