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水泥发泡剂

  水泥发泡剂主要用于制作轻质水泥产品,如屋顶的保温,地暖的铺建等,还可以用来做建筑砌块,轻质隔墙板,防火门芯板等等产品。在选购水泥发泡剂时需要注意发泡剂类型,发泡剂的技术指标,以及发泡剂的使用方法。

 

水泥发泡剂

 

  简介


  水泥发泡剂,又名泡沫混凝土发泡剂,水泥发泡剂是指能够降低液体表面张力,产生大量均匀而稳定的泡沫,用以生产泡沫混凝土的外加剂。发泡剂就是能使其水溶液在机械作用力引入空气的情况下,产生大量泡沫的一类物质,这一类物质就是表面活性剂或者表面活性物质。发泡剂的实质就是它的表面活性作用。没有表面活性作用,就不能发泡,也就不能成为发泡剂,表面活性是发泡的核心。

  一、一般概念

  前者如阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂等,后者如动物蛋白、植物蛋白、纸浆废液等。

  发泡剂均具有较高的表面活性,能有效降低液体的表面张力,并在液膜表面双电子层排列而包围空气,形成气泡,再由单个气泡组成泡沫。

  二、广义与侠义

  发泡剂有广义与狭义两个概念。这两个概念是有一定差别的,它可以区分非应用性的发泡剂与应用性发泡剂。

  1.广义的概念

  广义的发泡剂是指所有其水溶液能在引入空气的情况下大量产生泡沫的表面活性剂或表面活性物质。因为大多数表面活性剂与表面活性物质均有大量起泡的能力,因此,广义的发泡剂包含了大多数表面活性剂与表面活性物质。因而,广义的发泡剂的范围很大,种类很多,其性能品质相差很大,具有非常广泛的选择性。

  广义的发泡剂的发泡倍数(产泡能力)、泡沫稳定性(可用性)等技术性能没有严格的要求,只表示它有一定的产生大量泡沫的能力,产出的泡沫能否有实际的用途则没有界定。

  2.狭义的概念

  狭义的发泡剂是指那些不但能产生大量泡沫,而且泡沫具有优异性能,能满足各种产品发泡的技术要求,真正能用于生产实际的表面活性剂或表面活性物质。它与广义发泡剂的最大区别就是其应用价值,体现其应用价值的是其优异性能。其优异性能表现为发泡能力特别强,单位体积产泡量大,泡沫非常稳定,可长时间不消泡,泡沫细腻,和使用介质的相容性好等。

  狭义的发泡剂就是工业上实际应用的发泡剂,一般人们常说的发泡剂就是指这类狭义发泡剂。只有狭义的发泡剂才有研究和开发的价值。

  三、水泥发泡剂

  水泥发泡剂属于狭义发泡剂的一个类别,而不是所有的狭义发泡剂。在狭义发泡剂中,能用于泡沫混凝土的只是很小很小的一部分,是极少的。这是由泡沫混凝土的特性及技术要求所决定的。

  在工业生产和日常民用中,发泡剂的用途千差万别,不同应用领域对发泡剂就有不同的技术要求。例如,灭火器用发泡剂只要求其瞬时发泡量,和对氧气的阻隔能力,而不要求其较高的稳定性和细腻性。再如矿业用浮选发泡剂,只要求它对目的物的吸附力强并有较好的起泡力,对发泡倍数和稳泡性要求不高。如此等等,不一一列举。发泡剂几乎应用到各个工业领域,用途十分广泛。各行业对发泡剂的性能要求显然是不一样的,一个行业能用的发泡剂到另一行业就不能使用或效果不好。

  同理,泡沫混凝土所用发泡剂是针对混凝土发泡来提出技术要求的。它除了大泡沫生成能力外,特别注重泡沫的稳定性,泡沫的细腻性,泡沫和水泥等胶凝材料的适应性等。能满足这一要求的狭义发泡剂也是廖廖的,少之又少,大多数发泡剂是不能用于泡沫混凝土实际生产的。因此,泡沫混凝土发泡剂必须是符合上述技术要求的少数表面活性剂或表面活性物质。

  正是因为概念上的模糊,使许多人在实际应用时陷入了一个很大的误区,混淆了“发泡剂”与“泡沫混凝土发泡剂”两个不同的概念,凡是发泡剂都买来使用,结果达不发泡效果,生产不出合乎要求的泡沫混凝土。因此,我们弄清这些概念及其区别是十分必要的,可避免发泡剂在使用上的许多误区,少走许多弯路。事实上,市场上很多名称为“发泡剂”的东西,并非泡沫混凝土发泡剂,大家应明白这一点。

  为了叙述的简便,本书以后所述的发泡剂,除特殊说明外,均是指泡沫混凝土发泡剂,而非广义或狭义发泡剂。

 

水泥发泡剂

 

  物理发泡剂


  镁嘉图GX-7#菱镁专用发泡剂是专门针对发泡菱镁制品生产的复配型物理发泡剂,不仅具有发泡倍数高、泡沫稳定性好、泌水量低等优点,同时还能对菱镁水泥起到一定的改性作用,降低产品返卤泛霜的概率。目前GX-7#菱镁专用发泡剂已广泛应用于防火板、轻质隔墙板等发泡菱镁制品的生产,并且在某些产品中(菱镁防火门芯等)具有事关成败的关键性作用。

  一、理化性能指标

  外观:淡黄色液体 密度:1.01~1.02 g/ cm3 固含量:≥35% PH值:9~10

  二、使用方法及注意事项

  首先根据技术要求称量GX-7#发泡剂,加入80倍清水稀释配成发泡液;然后用发泡机将发泡液发成泡沫,再按照既定用量将泡沫加入到混合均匀的菱镁水泥料浆中搅拌均匀,最后将发泡菱镁料浆送入成型机或模具成型即可。使用GX-7#生产发泡菱镁制品一定要注意原材料质量、动态配比、生产工艺等要素的控制。GX-7#发泡剂为碱性液体,不能与酸值质共存。

 

水泥发泡剂

 

  选择方法


  发泡菱镁水泥不同于普通菱镁水泥,容重一般控制在500kg/m³以下,有些产品如防火门芯板要求容重更低,一般控制在250~340kg/m³左右。因此,发泡菱镁水泥对发泡剂的要求比较高。市场上的发泡剂种类繁多,质量参差不齐,导致生产者在选择发泡剂的问题上往往不知所措。现就发泡菱镁水泥中发泡剂的选择作一简述。

  一、充分了解发泡剂的类型

  不同类型的发泡剂有着不同的起泡力,泡沫稳定性也不尽相同,因此使用过程中也有一定局限性。

  例如,松香类发泡剂泡沫稳定性和发泡倍数均不是太好,因而它只能用于容重大于600㎏/m³以上的发泡菱镁水泥,而不能用于500㎏/m³以下的低密度发泡菱镁水泥;阴离子型合成表面活性剂类发泡剂起泡快,泡沫量大,但泡沫稳定性差,低密度(500㎏/m以下)的发泡菱镁制品难以生产;蛋白类发泡剂起泡力和泡沫稳定性相对较好,但发出的泡沫粘度大,不利于机械化生产;复合类发泡剂有着较好的起泡力和泡沫稳定性,但发泡剂的具体技术指标也各不相同。

  只有了解了发泡剂的类型后,对其性能特点才有所了解,选择发泡剂时才有的可矢。

  二、认真掌握发泡剂的技术指标

  衡量发泡剂质量好坏的指标主要有起泡力、泡沫坚韧性、泌水量等。

  起泡力反映的是发泡液起泡的能力,可用起泡高度和发泡倍数来表示,起泡高度越高、发泡倍数越大,说明发泡剂的起泡力越强。

  泡沫坚韧性就是泡沫在空气中于规定时间内不致破坏的特性,常以半消时间及泡沫柱在单位时间内的沉陷距来表示,半消时间越长、单位时间沉陷距越小,说明泡沫的坚韧性越好。

  泌水量是指泡沫破坏后所产生发泡剂水溶液的体积。

  用于发泡菱镁制品的发泡剂,一般要求发泡倍数大于20倍,1h泡沫沉降距不大于10mm,1h泌水量不大于80ml。因此,只有掌握了发泡剂技术指标,才能正确选择发泡剂。

  三、认真了解发泡剂的使用方法

  市场上的发泡剂一般浓度较大,使用时需要用一定比例的水稀释成发泡液,然后由发泡液发成泡沫。发泡液的浓度与发泡效果关系密切,浓度太高太低都会影响发泡效果,只有合适的浓度才会得到高的发泡倍数与高质量的泡沫。

  而发泡菱镁水泥不同于普通泡沫混凝土,不仅对泡沫的质量及料浆流动性有要求,还要求氧化镁、氯化镁及水保持科学合理的比例。因此,发泡菱镁水泥生产过程中不仅要考虑发泡剂的技术指标,还要考虑发泡剂的使用方法及兑水稀释倍数对反应各组分比例关系的影响。

 

水泥发泡剂

 

  适用范围


  1.地面辐射采暖的绝热层及屋顶隔热保温;

  2.建筑物内外填充墙砌块,隔音墙壁;

  3.市政管道如供水、供暖,输油管道等的保温、防潮、防腐;

  4.植物栽培温室和贮藏冷库的建造;

  5.填充隧道内部空隙及建筑物缝隙;

  6.人行道、运动场、球场的基层铺设。

 

水泥发泡剂

 

  生产概况


   发泡剂因为都是表面活性剂或表面活性物质,因此,可根据其水溶液的电离性质分为阴离子、阳离子、非离子、两性离子四大类。但这种分类过于学术化和抽象化。为了通俗一些,便于读者特别是缺乏专业知识的一般读者的理解,在后面分类介绍时,我们将发泡剂按组成的成分划分类型,大至分为松香树脂类、合成表面活性剂类、蛋白质类、复合类、其它类,共5个类型。

  一、松香树脂类发泡剂(第一代发泡剂)

  这类发泡剂均是以松香作为主要原料制成,应用最早也最为普遍。松香的化学结构比较复杂,其中含有松香脂酸类、芳香烃类、芳香醇类、芳香醛类及其氧化物等,分子式可表示为C20H30O2。

  松香树脂发泡剂又名引气剂,它的主要品种有松香皂和松香热聚物两个。其最初均是作为混凝土砂浆引气剂来开发应用的,后来又扩展应用为泡沫混凝土的发泡剂。

  1.松香皂发泡剂

  松香皂简介

  因松香中具有羧基—COOH,加入碱以后,会产生皂化反应生成松香酸皂、故取名为松香皂。它的主要成分是松香酸钠,属于阴离子表面活性剂的范畴。

  松香皂是一种棕褐色透明状膏体,含水量约22%,加水稀释后为透明澄清液,不混浊,无沉淀,有松香特有的气味,PH值约8—10,表面张力约为(2.9~3.1)×10N/m。

  松香皂是上世纪30年代最先由美国研制开发的。中国从上世纪50年代起仿制生产松香皂,并应用于佛子岭、梅山、三门峡等大型混凝土水库大坝和一些港口工程,以微气孔来提高其抗渗性和抗冻性。当泡沫混凝土兴起后,它又开始作为发泡剂使用。

  2.松香皂的生产方法

  松香皂是以松香为主料加入碱液和助剂,通过加热反应而制取的。其生产方法如下:

  (1)首先将碱液配成一定的浓度,这一浓度与反应能否顺利进行有关。它不是一个常数,而是由皂化系数来确定的。皂化系数是指1㎏松香所消耗的碱量。皂化1㎏松香所需的碱量可由下式计算:

  (表1)

  式中:m 碱用量;

  a 松香皂化系数

  b 碱的纯度;

  k 碱的换算系数。

  (2)选取合乎技术要求的二级或三级松香,粉碎成粉末状,放在空气中氧化一段时间,待其颜色加深到一定程度(可凭经验)时便可使用。注意,松香并非品质等极越高越好,一级松香就不能使用。因为一级松香在100℃附近温度范围容易形成结晶而影响皂化反应。

  (3)将碱溶液加入反应釜,升温至90~100℃,在搅拌状态下慢慢加入松香粉末。在加入松香时容易起泡而爆沸,所以要注意观察,当要沸溢时可停止添加。当物料加完之后,可在搅拌状态下反应一定的时间,其反应时间的长短将决定松香酸钠的生成量。反应终点可通过反应液的外观来判断,方法是取出少量反应液,加入热水稀释,若溶液清彻透明无沉淀,即反应完全、可终止反应。最后,调整PH值8—10左右即为成品。

  (4)按上述方法生成的松香皂发泡倍数低、消泡快、性能不好,为提高其性能,可在反应时加入各种改性剂,以改善其发泡能力和稳泡性。也可以在反应结束后,在成品中加入改性剂,但效果不如在反应过程中加入。松香皂的主要技术性能见表3—1。

  表1 松香皂的技术性能

 

水泥发泡剂

 

  FP—3型发泡剂是我们开发的改性松香皂新产品。在合成过程中,我们加入了三种改性剂,在合成后的成品内,又加入了两种改性剂。加入阳离子表面活性剂BD后,它的起泡高度有了提高,加入非离子型表面活性剂AT后,它的稳泡性有了明显的改善,分散性更好。另外,加入的其它有机、无机改性剂能与阳离子及非离子改性剂有协同作用。在这些改性剂加入后,松香皂的的发泡倍数提高至35倍,泡沫全消的时间延长到>10 h,比现有产品的性能大大提高了一步。

  3.松香皂的技术特点

  松香皂的技术特点是生产工艺简单,成本低、价格低、发泡倍数和泡沫稳定性一般,其突出优点是与水泥相容性好,可与水泥中的Ca反应,生成不溶性盐,泡沫稳定性增加,有一定的增强作用。和合成类表面活性剂相比,它对泡沫混凝土的强度提高更有利。由于其泡沫稳定性和发泡倍数均不是太好,因而它只能用于密度大于600㎏/m以上的高密度泡沫混凝土,而不能用于500㎏/m以下的低密度泡沫混凝土。它价格虽较低但用量较大。

  另外,松香皂在使用时需要加热溶解,比较麻烦,不如其它发泡剂使用简便。

  大致讲,它可以作为一种低档次发泡剂使用。在泡沫混凝土技术要求不高时可以选用。

  松香皂的市场销售价约4500元~8000元/吨,各地不等。

 

水泥发泡剂

 

  二、松香热聚

  1.简介

  松香热聚物是世界上出现最早的发泡剂,由美国1937年首创,称为“文沙”树脂(Vinso),1938年获得专利。它是发泡剂的始祖。文沙树脂最早是由松树的根部含木松香的浸出物经过精制过程而得到的副产品。其性质与松香皂很相近。它最初的应用,是以产生的微小气泡(称微沫)来改善混凝土的保水性,水工工程的抗渗,寒冷地区路面及大坝施工的抗冻等。日本于上世纪40年代从美国引进“文沙”技术,由山宗化学株式会社生产,并用于日本著名的奥只见坝、田子仓坝等大型水工工程。此后,世界各国也纷纷引进或模仿“文沙”生产技术,使松香热聚物在世界范围内广泛应用,并使其由引气剂延伸为发泡剂,用途更加广泛。

  中国于上世纪50年代开始仿照美国“文沙”树脂,生产松香热聚物作为引气剂用于混凝土和砂浆,后又用于泡沫混凝土。它是中国上世纪后半叶的主要引气剂和发泡表面活性剂品种。

  2.技术原理

  将松香与苯酚、硫酸等几种物质做原料,以适当的比例混合投入反应釜,在70~80℃环境下反应6h后得到钠盐缩合热聚物产品,即可得到松香热聚物类引气剂,是一种棕褐色膏状体。

  不过这个反应过程相当复杂,松香中的羧酸和酚类的羟基发生缩合反应生成脂类。

  所形成的大分子再与碱反应生成缩聚物的钠盐,其产物也是类属于阴离子表面活性剂。

  3.技术特点

  和松香皂相比,松香热聚物的产量和用量都要低得多,不如松香皂受欢迎。这主要是因为松香热聚物的性能与松香皂大体相当,但它的生产成本和价格却较高,不利于市场竞争。另外,它的生产以苯酚为原料,而苯酚有毒性,有生产安全问题和环境问题。这一切,决定了它没有多大的优势,优点没有松香皂多,因而推广受到限制。它也不如松香皂的应用普遍。因此,本书不再对其进行更详细的介绍。

 

水泥发泡剂

 

  三、合成类发泡剂(第二代发泡剂)

  继松香类发泡剂之后,中国在上世纪后期,开发了各种合成表面活性剂类发泡剂。这类发泡剂在国外于上世纪50年代就广泛地应用于水泥发泡,但由于当时中国的表面活性剂工业没有发展起来,所以一直没有开发应用。直到1980年以后,由于中国表面活性剂工业的规模化发展,这一类发泡剂才逐渐得到开发,并在近几年成为发泡剂的主流型产品。市场上出售的大部分商品水泥泡发剂,均是合成表面活性剂类,约占发泡剂总产销量的60%。

  合成表面活性剂类发泡剂按表面活性剂的离子性质,分为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性离子型,种类繁多,是一个很大的家族,但优异性能的品种并不多,其主要原因,是这一类发泡剂总体讲泡沫稳定性较差,不适合于较低密度的泡沫混凝土。

  在各种合成表面活性剂类发泡剂中,阴离子型因发泡快且发泡倍数大而受到普遍的欢迎。阳离子发泡剂价格很高且对水泥的强度有一定的影响,所以应用不多。非离子发泡剂的发泡倍数一般较小,而一般人多看重发泡能力,所以它也没有得到广泛的应用。两性离子发泡剂由于成本相当高,虽发泡尚可,也应用不多。下面仅就应用较多的阴离子表面活性剂作一详细介绍,对非离子表面活性剂也作一简述。

  1.阴离子表面活性剂型发泡剂

  阴离子型表面活性剂可用作发泡剂的有10多种,但最常用,成本最低、最易得的,是烷基苯磺酸盐类。其代表是十二烷基苯磺酸钠。

  它是由苯环上带一个长链烷基(CH3CH2CH2…CH2 CH2…)的烷基苯,经用浓硫酸、发烟硫酸或是液体三氧化硫作为磺化剂而制得。实践发现,烷基的碳原子数以接近12时最为合适,性能最好。这个烷基可以是带有支链的含有12个碳原子和各种烷基。

  十二烷基苯磺酸钠的合成工艺较为简单,主要以丙烯为原材料先聚合成丙烯四聚体 十二烯(C12H24),然后再与苯共聚成十二烷基苯复杂混合物,经发烟硫酸磺化成十二烷基苯磺酸,并用氢氧化钠中和成钠盐。

  烷基苯磺酸钠是1936年由美国首先生产的,那个时期因用煤油作为生产原料,泡沫不好,后经多次改进成为应用最广的表面活性剂。

  它的外观为白色或淡黄色粉末或片状固体,易溶于水而成半透明溶液,对碱和稀酸较为稳定,240℃发生分解。

  烷基磺酸钠的表面张力约为2.96×10N/m,具有很高的表面活性,在很低的浓度下,也会有良好的发泡力。如在0.05%浓度时的发泡力84㎜,甚至更低的浓度也能发泡。而且,它的起泡速度很快,可以瞬间起泡,泡沫量大而丰富。高泡型表面活性剂在发泡得当的情况下,它的起泡高度可大于200㎜。

  起泡快,泡沫量大,这是烷基磺酸钠的突出优点,也是它受到一些人欢迎的主要原因。

  但是,正如许多合成表面活性剂类发泡剂一样,烷基磺酸钠是发泡容易存泡难。它的泡沫起的快,但消的也快,泡沫的稳定性是较差的,泡沫发起之后,几十分钟就会全部消失,想保留下来不容易。即使配合稳泡剂并采取其它技术措施,它的泡沫在30min左右也会消失大半。在发好泡之后,我们会十分清楚地看到它的气泡一个个迅速破裂,并可听到破泡的声音,本来很细小的泡沫会很快合并成越来越大的泡沫。

  中国的现有发泡剂只所以大多稳定性差,低密度(500㎏/m以下)的泡沫混凝土难以生产,其重要的原因,就是因为国产的许多发泡剂均是合成阴离子型表面活性剂型的,有着和烷基磺酸钠相似或相同的性能特点。

  2.非离子表面活性剂型发泡剂

  用作混凝土或水泥发泡剂的合成表面活性剂,主要是聚乙二醇型,它由含有活泼氢原子的憎水原料和环氧乙烷发生加成反应而制得。

  羟基、羧基、氨基以及酰氨基等的氢原子,都具有较强的化学活性。含有上述原子的憎水材料都可以与环氧乙烷生成聚乙二醇非离子型表面活性剂。例如由烷基酚与环氧乙烷进行加成反应即可制得烷基酚聚氧乙烯醚。

  当参加聚合反应的环氧乙烷比例越大时,生成的表面活性剂的水溶性就越好。

  烷基酚、脂肪酸、高级脂肪胺或是脂肪酰胺也易于与环氧乙烷进行加成反应制成表面活性剂。

  非离子型表面活性剂是在水溶液中不能离解成离子的一类表面活性剂,它的产量和用量仅次于阴离子型表面活性剂,具第二位。它大体有四个类型:醚型、酯型、醚酯型和含氮型。

  从长远看,由于非离子表面活性剂本身的特性,它被广泛用作发泡剂的可能是很少的,前景远不如阴离子型表面活性剂。

 

水泥发泡剂

 

  四、蛋白活性物型发泡剂(第三代发泡剂)

  蛋白型发泡剂是高档发泡剂,性能较好,发展前景也较好。从发展的总趋势看,它在近几年的应用当中将占有越来越大的比例。虽然它的价格很高(大多在1.5万元/吨以上),由于它的性能较好,仍然会被市场接受。

  蛋白类发泡剂是一类表面活性物质,它们共同的突出优点是泡沫特别稳定,可以长时间不消泡,完全消泡的时间大多长于24h,是其它类型的发泡剂望尘莫及的。另外,还有着比较满意的发泡倍数。虽然它的发泡能力不如合成类阴离子表面活性剂,但也居中等水平,不算太差。因此,国外发达国家的发泡剂基本上以蛋白类为主。

  中国蛋白类发泡剂原来大多进口,来自意大利、美国、日本、韩国等发达国家,这几年国产的也越来越多。但总的来看,进口产品的质量仍然高于国产品。国产蛋白发泡剂的性能要完全达到进口的水平,还需要作出努力,在技术上进一步提高和改进。

  蛋白发泡剂从原料成分划分,有动物蛋白和植物蛋白两种。动物性蛋白又分水解动物蹄角型、水解毛发型、水解血胶型三种;植物性蛋白也以植物原料的品种不同,分为茶皂型和皂角苷类等。

  1.植物蛋白发泡剂

  由于原料充足,中国的植物蛋白发泡剂已有一定规模的生产和应用。其主要品种为茶皂素和皂角苷。它们均属于非离子型表面活性物。

  (1)茶皂素发泡剂

  这种发泡剂是用油茶籽提取物茶皂素为主要成分提取而成的。茶皂素是从山茶科茶属植物果实中提取的皂甙,为一种性能优良的天然的非离子型表面活性物。1931年由日本首先从茶籽中分离出来,1952年才得到茶皂素晶体。中国于五十年代末期开始进行研究,到1979年才确定了工业生产的工艺。

  皂甙含量在80%以上的产品,为淡黄色无定型粉末,ph=6~7;茶皂素的纯品为无色细微柱状晶,熔点224℃;皂甙含量在40%以上的产品,为棕红色油状透明液体,ph=7~8。水溶液中的茶皂素有很强的起泡力,即使在浓度相当低的情况下,仍有一定的泡沫高度。如将浓度提高,泡沫不仅持久,而且相当稳定,例如0.05%的茶皂素水溶液振荡后,产生的泡沫经30min不消散,而0.06%的上等肥皂水溶液产生的泡沫14min就消散了。

  经提纯的茶皂素味苦,辛辣,有一定的溶血性和鱼毒性,在冷水中难溶,在碱性溶液中易溶。它对水硬度极不敏感,其泡沫力不受水的硬度的影响。它的起泡能力因浓度的增加而提高,表3—2是茶皂素不同浓度的起泡高度。

  表2 茶皂素不同浓度的起泡高度

 

水泥发泡剂

 

  茶皂素所产生的泡沫具有优异的稳定性,长时间不消泡,2880min(48h)仍能保持14㎜的泡沫高度(0.005%溶液),这是合成阴离子或非离表面活性剂无论如何也难达到的。表3—3是茶皂素泡沫在不同时间的稳泡高度。从表中可以看出,它的泡沫消散是十分缓慢的,稳定性相当好。

  表3 不同浓度的茶皂素泡沫维持高度(㎜)

 

水泥发泡剂

 

  茶皂素的发泡高度和合成类非离子或阴离子表面活性剂相比,是偏低的,但它的稳泡性却是那些合成类非离子或阴离子表面活性剂无法相比的。现将它们用表3—4进行发泡与稳泡性能的比较,由表中可以看出,茶皂素有着令人叹服的泡沫稳定性。

  表4 茶皂素与其它表面活性剂性能比较

 

水泥发泡剂

 

  如果茶皂素的发泡能力能得到改进,达到或超过烷基磺酸钠的水平,那么它的性能将会更加优异,用途也将更加广泛。影响它大面积应用的,主要是它的起泡性仍不够理想,有待提高。我们主要采用加入增泡剂的方法来解决,效果很好,起泡高度已不低于烷基磺酸钠。FP—5A发泡剂即是我们研制的改性茶皂素。

  ⑵皂角苷型发泡剂

  皂角苷型发泡剂的主要成份是三萜皂苷,是多年生乔本科树木皂角树的果实中的提取物,也属于非离子型表面活性物。

  多年生乔木皂角树果实皂角中含有一种味辛辣刺鼻的提取物,主要成分为三萜皂苷。它具有很好的发泡性能。

  三萜皂苷由单糖、苷基和苷元基组成。苷元基由两个相连的苷元组成,一般情况下一个苷元可以联结3个或3个以上的单糖,形成一个较大的五环三萜空间结构。

  单糖基中的单糖有很多羟基能与水分子形成氢键,因而具有很强的亲水性,而苷元基中的苷元具有亲油性(憎水基)。三萜皂苷属非离子型表面活性剂。当三萜皂苷溶于水后,大分子被吸附在气液界面上,形成两种基团的定向排列,从而降低了气液界面的张力,使新界面的产生变得容易。若使用机械方法搅动溶液,就会产生气泡,且由于三萜皂苷分子结构较大,形成的分子膜较厚,气泡壁的弹性和强度较高,气泡能保持相对的稳定。

  皂角苷的主要技术性能见表5。

 

水泥发泡剂

 

  生产特征


  1.发泡速度要适当,过快过慢都会影响混凝土质量。

  2.生成的氢气气泡直径要小而且分散均匀。尤其是水泥浆全容积状态下浇注入模,更需分散均匀,才能保证浇模质量。

  3.产生气体时不得影响水泥的凝结和固化。如果延缓水泥凝结,会招致水泥强度下降或产生水泥异常凝结现象。

 

水泥发泡剂

 

  优缺点


  一、植物性水泥发泡剂的优缺点

  1、优点

  (1)对硬水不敏感,无毒、无味、无沉淀物。

  (2)PH值接近中性,对水泥和金属无腐蚀性,对环境不产生污染。

  (3)该发泡剂耐储存、不易变质,具有优异的起泡能性,泡沫丰富,泡沫的稳定性适中。

  (4)用该发泡剂制作发泡水泥具有耗用量少、成本低、质量稳定等特点。每桶发泡剂(200kg)可生产发泡水泥500立方米左右,所以被大量的应用于地暖工程以及屋面保温工程中,可显著地降低施工成本。

  2、缺点

  (1)因用该发泡剂制作的发泡水泥其内部气孔为连通状,所以发泡水泥的透气性好、抗渗透性差,不能用于抗渗水的工程中。

  (2)在同样密度下与动物性发泡剂制做的发泡水泥相比,其保温性能、抗压强度均稍损一些,因而在一些具有特殊要求的工程中的应用受到一定的限制。

  (3)由于受植物性发泡剂泡沫稳定性的制约,一次性浇注的发泡水泥的厚度一般不超过200毫米,否则易出现表面塌陷现象。

  二、动物性水泥发泡剂的优缺点

  1、优点

  (1)在同样密度下,与用植物性发泡剂制作的发泡水泥相比其密封性和保温性较好,强度高。

  (2)由于其优异的泡沫稳定性,其一次性浇注的发泡水泥的厚度可以达到1.5米以上而不塌陷,因而适合于发泡砖、轻质板材、轻质墙体的生产。

  2、缺点

  (1)由于生产工艺复杂,产品成本较高。

  (2)该发泡剂起泡性不及植物性发泡剂,制作发泡水泥的耗用量较高。

  (3)具有一定的刺激性气味,制作成发泡水泥之后才能消失。

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