Факторы устойчивости, обусловленные диффузионным переносом газа
В соответствии с уравнением Лапласа, давление воздуха в пенных пузырьках обратно пропорционально их радиусу - в маленьких пузырьках давление выше, чем в больших. Так как реальные пены всегда полидисперсны (содержат пузырьки разного размера), то возникают условия, когда воздух из области повышенного давления (маленький пузырек) стремится в область меньшего давления (большой пузырек). Разность давлений между двумя соприкасающимися пузырьками разной размерности компенсируется кривизной их стенок, - перегородка в точке контакта двух пузырьков прогибается в сторону более крупного.
Пенные пленки обладают определенной упругостью, и такое состояние равновесия оставалось бы стабильным, будь они совершенно непроницаемы для газа, содержащегося в пузырьках. Но это условие недостижимо, так как газ способен диффундировать (проникать) через стенки пенных пузырьков, устремляясь из области высокого давления в область низкого. В результате маленькие пузырьки становятся еще меньше, а большие - еще больше, пока не лопнут. Разрушение пенного пузырька происходит практически мгновенно, как микровзрыв. Разлетающиеся осколки пробивают соседние пузырьки и разрушают их, - этот процесс может принять лавинообразный характер.
В полидисперсной пене существует определенная фракция пенных пузырьков, которая «сохраняет нейтралитет» - они и не самые крупные, и не самые мелкие - средние, поэтому процессы разрушения, обусловленные диффузионным переносом газа, коснутся их в последнюю очередь. Для каждого вида пенообразователя такая «нейтральная» размерность пенных пузырьков своя. Так, для пен, образованных на основе пенообразователя из сульфонола, наиболее оптимальна размерность 0,12-0,16 мм. Чем больше образуется пузырьков именно этой размерности, тем стабильней будет полученная пена.
Именно из-за того, что доморощенные кулибины не учитывают фактор устойчивости пены, обусловленный диффузионным переносом газа, их самодельные пеногенераторы не способны производить качественную пену. Используемый в подобных устройствах метод генерации пены «на сетках» не имеет ничего общего с продуванием воздуха через кухонные проволочные мочалки, - на выходе получается чрезвычайно полидисперсная пена, которая быстро разрушается как сама по себе, так и (гораздо быстрее) при встрече с цементным раствором. В итоге пена из таких пеногенераторов на вид распрекрасная, а пенобетон из нее - плохой.
