ВСЕ О ПЕНОБЕТОНЕ

Формирование пены

Чистые жидкости моносостава не способны к образованию устойчивой пены. Для этого в жидкой фазе, кроме растворителя, должен присутствовать специальный поверхностно-активный компонент (пенообразователь), способ­ный адсорбироваться на межфазной поверхности «раствор-воздух».

По способности создавать устойчивые пены пенообразователи можно раз­делить на два типа.

1. Пенообразователи первого типа

Это соединения (низшие спирты, кислоты, анилин, креозоты), которые в объеме раствора и в адсорбционном слое находятся в молекулярно-дисперс - ном состоянии. Пены из растворов таких пенообразователей распадаются по мере истечения межпленочной жидкости. Их стабильность увеличивается с по­вышением концентрации пенообразователя, достигая максимального значения до насыщения адсорбционного слоя, а затем снижается почти до нуля.

2. Пенообразователи второго типа

Эти соединения (омыленные жирные, смоляные, нафтеновые и нефтяные кислоты - мыла, синтетические ПАВ) образуют в воде коллоидные системы, пены из которых обладают достаточно высокой устойчивостью. Истечение межпленочной жидкости в таких метастабильных пенах в определенный мо­мент прекращается, а пенный каркас может сохраняться длительное время при отсутствии разрушающего действия внешних факторов (вибрация, испарение, пыль и т. д.). Такие системы обладают потенциальным энергетическим барье­ром, противодействующим разрушению пены и обеспечивающим системе со­стояние определенного равновесия.

Стабилизация пены из двухкомпонентных растворов (растворитель+ ПАВ) обуславливается рядом факторов: устойчивостью к вытеканию жидкости (синерезису), изменением дисперсного состава пены и уменьшением ее общего объема. Именно измерениями этих параметров оценивают качественные харак­теристики пены. В большинстве случаев таким образом исчерпывающе харак­теризуется и прогнозируется состояние пены.

В большинстве случаев подобная методика, слепо перенесенная из соответ­ствующих разделов коллоидной химии на реальные технологии, оказывается недостаточной, а то и вовсе ошибочной, способной привести к неправильному поведению пены в реальной системе.

В частности, при производстве пенобетона следует обязательно учитывать то, что проблемы устойчивости пены в данном приложении следует рассматри­вать не по отношению к двухкомпонентным системам (вода+ПАВ) а к много­компонентным!

К компонентам, влияющим на стабильность пены в пенобетоне, в первом приближении следует отнести следующие исходные вещества:

1. вода - растворитель;

2. ПАВ - пенообразователь;

3. стабилизатор пенообразования;

4. твердая фаза (цемент и наполнители).

В реальном производственном цикле эти четыре основных компонента мо­гут пополниться и еще несколькими, а именно:

5. ПАВ - пластификатор цементной суспензии;

6. водный раствор электролита - ускоритель твердения и (или) схваты­вания;

7. заполнитель со значительным электрокинетическим потенциалом (ги­дравлические добавки в цементе или вводимые индивидуально - тре­пел, диатомит, зола унос и т. д.).

В процессе гидратации цемента (химического взаимодействования с во­дой) образуются новые соединения, которые, в свою очередь, также способны взаимодействовать со всеми остальными компонентами системы и таким опо­средованным способом оказывать влияние на стабильность пены.

Необходимо обязательно учитывать и тот факт, что получение пенобе - тонной массы - процесс динамический. Помимо обеспечения стабильности и устойчивости пены на стадии ее смешения с цементным раствором требуется также обеспечить равномерность распределения этой пены.

Разумеется, все эти многофакторые воздействия на стабильность и устой­чивость пены в составе пенобетона практически невозможно учесть теоретиче­ски - обязательно потребуется проверить теорию практикой, путем постановки серии бетоноведческих экспериментов. Но для понимания сущности протека­ния многофакторных процессов в сложных пенных и пеноминеральных систе­мах можно, по крайней мере, попытаться разложить общие функциональные зависимости на отдельные составляющие - элементарные акты.

Такой подход не способен объяснить и спрогнозировать конечный резуль­тат, но он позволяет выявить определенные закономерности, с учетом которых уже на стадии бетоноведческого эксперимента можно будет достаточно точно откорректировать конечный результат.