發(fā)泡劑是制備泡沫混凝土的關(guān)鍵技術(shù)之一,其性能的好壞直接影響新拌漿體的含氣量、流動(dòng)性以及澆筑體的體積穩定性,并最終影響硬化漿體的表觀(guān)密度和強度。
泡沫混凝土的發(fā)泡原理有物理發(fā)泡和化學(xué)發(fā)泡兩類(lèi)。物理發(fā)泡是利用發(fā)泡劑的表面活性作用,使攪拌過(guò)程中引入的氣泡不致合并溢出而消失,而化學(xué)發(fā)泡一般指利用物質(zhì)的化學(xué)反應產(chǎn)生氣體,被包裹在混凝土內部,從而形成大量孔隙。
化學(xué)發(fā)泡劑只要采用雙氧水和鋁粉。
物理發(fā)泡劑主要有松香類(lèi)、合成類(lèi)表面活性劑、蛋白類(lèi)和復合型四種[4]。
(1)松香類(lèi)是第一代發(fā)泡劑,主要包括松香皂和松香熱聚物類(lèi)。
(2)合成類(lèi)表面活性劑是第二代發(fā)泡劑,這類(lèi)發(fā)泡劑具有易起泡且發(fā)泡倍數高等優(yōu)點(diǎn),但存在泡壁薄、泡沫穩定性差以及對混凝土強度影響大等缺點(diǎn)。
(3)蛋白類(lèi)是第三代發(fā)泡劑,這類(lèi)發(fā)泡劑分為植物蛋白和動(dòng)物蛋白兩種。植物蛋白發(fā)泡劑包括茶皂素型和皂角苷型;動(dòng)物蛋白發(fā)泡劑包括水解動(dòng)物蹄角、水解廢動(dòng)物毛和水解血膠三類(lèi)。
(4)復合型是第四代發(fā)泡劑,這類(lèi)發(fā)泡劑不再是單一組分,而是由多種功能組分復合而成。
由于蛋白類(lèi)發(fā)泡劑具有令人滿(mǎn)意的發(fā)泡倍數以及泡沫穩定性好(可以長(cháng)時(shí)間不消泡,完全消泡時(shí)間大多都長(cháng)于24h)等突出優(yōu)點(diǎn),目前發(fā)達國家使用的發(fā)泡劑基本以蛋白類(lèi)為主。國內發(fā)泡劑由于起步較晚,總體上功能偏少、穩定性差,以致所制備的泡沫混凝土制品強度較低。
近年來(lái),國內研究者作了大量研究工作,致力于開(kāi)發(fā)性能優(yōu)良的發(fā)泡劑。王翠華等[5]利用牛蹄角為主要蛋白質(zhì)原料,在適量Ca(OH)2和少量NaHSO3存在的條件下,合成出發(fā)泡倍數為14、穩泡時(shí)間為90min的蛋白類(lèi)發(fā)泡劑。石行波等[6]利用豬蹄粉也成功制備出蛋白類(lèi)發(fā)泡劑,并且采用與礦物材料發(fā)泡相結合的新型模式制備出一系列具有不同密度(581-772)kg/m3和抗壓強度(3.0-6.0) MPa的泡沫混凝土砌塊。尹冰等[7]利用NaOH和人發(fā)水解,再加稀鹽酸中和,制備出XK型動(dòng)物蛋白發(fā)泡劑,發(fā)泡倍數達到30,穩泡時(shí)間為6h,該發(fā)泡劑性能優(yōu)異。李軍偉[8]研究了活性污泥蛋白類(lèi)發(fā)泡劑的泡沫穩定性,這種發(fā)泡劑是近年來(lái)新研制的蛋白類(lèi)發(fā)泡劑品種,它是污水處理廠(chǎng)用化學(xué)方法處理污水剩余污泥而得到的,具有優(yōu)良的發(fā)泡性能。丁起[9]將質(zhì)量濃度分別為3.5%的十二烷基硫酸鈉溶液與10%的皂素溶液按3:7體積比進(jìn)行復配,制備出SDS發(fā)泡劑,經(jīng)測試,該復合型發(fā)泡劑比單一發(fā)泡劑的起泡能力更強,泡沫穩定性提高。
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