低密度泡沫混凝土发泡剂的研究

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发布时间：2021-09-10

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低密度泡沫混凝土发泡剂的研究
孙萌，陈巧志
(天津城建设计院有限公司，天津市300000)
摘要：为研制出高质量泡沫以保证低密度泡沫混凝土的优良性能，通过理论研究确定发泡剂种类，以发泡剂的发泡倍数和泡
沫稳定性试验确定发泡剂的最佳用量，研究结果表明，动物蛋白发泡剂最适宜400kg／m3以下的低密度泡沫混凝土；发泡剂溶液
的浓度在2．5~u,-j-发泡倍数最高，稳定性最好。
关键词：泡沫混凝土；动物蛋白发泡剂；发泡体积；发泡倍数
中图分类号：U414 文献标识码：B 文章编号：1009—7716(2014)06—0297—03
0 引言
泡沫混凝土作为一种低投入、低能耗、高产
出的节能材料，导热系数较小，并具有一定的强
度，防水性、耐久性和防火性都非常突出，广泛
用于建筑和工业中，尤其在近几年，还被应用于
航空军事等尖端领域。
泡沫混凝土是由泡沫和浆体两部分组成，正
是由于泡沫分散于浆体之间，浆体凝固以后就形
成了气泡，所以，泡沫是泡沫混凝土的物质基
础，也是必要条件l】1。只有形成稳定、细密的泡
沫才能保证泡沫混凝土具有细小、均匀的气孔，
所以，高质量的泡沫是保证泡沫混凝土具有良好
性能的首要条件，也是研究泡沫混凝土的第一步。
1 发泡剂种类的选择
1950年后，我国开始出现发泡剂，并迅速发
展，先后出现松香类发泡剂、合成类发泡剂、蛋
白类发泡剂、复合类发泡剂『2_。目前，这四种发
泡剂在市场上共存，并且各有特点，所以选择的
过程中就要根据具体情况而定。
1．1 松香类发泡剂
松香发泡剂的主要原料为松香，最初是作为
混凝土引气剂引入市场，经过一系列的改造而扩
展为发泡剂。主要有松香皂和松香热聚物，这两
类发泡剂的性能相似，主要优点是发泡倍数较
高，缺点是稳定性不够，不能制备600 kg／m 以下
的泡沫混凝土，而且松香皂类常温下是固体，使
用过程中需要加热，工艺复杂，松香热聚物在生
产过程中需要用到苯酚，具有毒性，因而一直没
有较大的发展。
收稿时间：2014—02—19
作者简介：孙萌(1981一)，女，河北安国人，工程师，从事道
路设计工作。
1．2 合成类发泡剂
随着上世纪80年代我国表面活性工业的兴
起，合成类发泡剂在我国出现并迅速发展。主要
包括阴离子类、阳离子类、两性离子类、非离子
类，其中阴离子类由于性能优于其他几种而受到
普遍欢迎。这种发泡剂发泡速度非常快，而且发
泡倍数也较高，但是这种发泡剂形成的泡沫是
“乳状泡沫”，稳定性非常差，在30分钟内泡沫就
开始变大，进而破灭。因此只能用于生产高密度
的泡沫混凝土。
1．3 蛋白类发泡剂
相比前两种发泡剂而言，蛋白类发泡剂是前
景较广阔的一类。这种发泡剂的发泡倍数在几种
发泡剂中居于中等水平，最大的优势在于稳定性
特别好，可以达到数小时不消泡。之所以有如此
好的稳定性，主要是由蛋白发泡剂的发泡机理决
定的，大分子蛋白质完全水解成小分子的同时还
有一部分蛋白质发生不完全水解，在不完全水解
的过程中形成了中小分子的混合物，这种混合物
在液体中行成了具有一定粘度的胶体溶液，其中
有一部分亲水基团，如羧基、羟基等，还有一部
分厌水基团，如烃基，这就构成了分子作用力的
不对称性，从而降低了表面张力，形成界面，为
产生气泡提供条件；另一方面由于这部分混合物
的肽链在界面上展开，通过肽键之间的强作用
力，相互交织，在界面上形成一层保护网，使界
面不易破灭，在形成泡沫的同时又提高了泡沫的
稳定性31。所以，蛋白发泡剂相对于其他发泡剂
而言，稳定性是比较好的，不仅能够制得高密度
的泡沫混凝土，也适用于低密度，甚至超低密度
的泡沫混凝土。
1．4 复合类发泡剂
复合类发泡剂的出现就是将几种发泡剂混
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