发泡剂及其泡沫混凝土的研究与应用进展

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发布时间：2021-09-11

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发泡剂及其泡沫混凝士的研究与应用进展
林辉
(无锡市墙材革新和散装水泥办公室，江苏无锡214021)
摘要：从泡沫混凝土应用性能出发，论述了泡沫混凝土发泡剂的基本要求，概述了发泡剂和泡沫混凝土应用的最新进展，以及
泡沫混凝土在某些重大工程中的应用。
关键词：发泡剂：泡沫混凝土；应用
中图分类号：TU55 1．33 文献标识码：B 文章编号：1001—702X(2013)05—0049—03
Progress in research and application of foaming agent and foamed concrete
LIN H以
(Wuxi Wall Materials Innovation & Bulk Cement Office，Wuxi 214021，Jiangsu，China)
0 引言
在建筑节能与墙体改革政策的推动下，泡沫混凝土作为
一种轻质节能材料，具有环保节能、性价比高的特点，已经得
到越来越多的认知和应用。
对泡沫混凝土综合性能影响的重要指标是泡沫性能。泡
沫性能主要指发泡剂的发泡能力和泡沫稳定性，它们影响新
拌混凝土的流动性和浇注体的体积稳定性，继而影响泡沫混
凝土的密度和强度。因此，发泡剂是泡沫混凝土的核心技术
之一。本文主要综述各类发泡剂的性能特点及泡沫混凝土研
究与应用的最新进展。
l 发泡剂的基本要求及其研究进展
从化学成分来看，发泡剂主要是由表面活性剂和蛋白质
2大类组成。它们均具有较高的表面活性，能有效降低液体的
表面张力，并且在液膜表面形成双电子层排列，包围空气后
形成气泡，多个气泡的聚集最终形成泡沫【1]。当泡沫被水泥浆
凝固以后，便形成细密的气孔。从泡沫混凝土的应用性能出
发，气孔的主要技术要求应体现在以下几个方面[21：(1)气孔
必须是封闭性的。封闭气孔可以使泡沫混凝土的热导率和传
热系数降低，因而具有优良的保温隔热性能。(2)气孔尺寸不
能太大且应大小均匀。泡沫混凝土的孔径不宜超过1 mm，且
收稿日期：2013—01—24
作者简介：林辉，男，1965年生，江苏无锡人，工程师，主要从事墙体
改革的管理和研究工作。地址：江苏省无锡市学前街168号6楼，电
话：0510—85033811。
泡沫混凝土强度与孔径成反比。同时，当气孔大小一致时，可
以避免受力集中，从而提高泡沫混凝土的强度。(3)气孔的形
状应尽可能接近于球形。气孔形状越接近球形，受力就越均
匀，抗压能力随之增大。此外，气孔的孔隙率和气孔壁厚也是
影响泡沫混凝土性能的主要因素。
满足气孔以上主要技术要求的泡沫应具有液膜坚韧，机
械强度高，不易在水泥浆体挤压下破灭或过度变形的特点。由
于发泡剂从本质上来说属于表面活性剂，从表面化学和界面
化学角度来看【引，除发泡剂分子结构以外，发泡剂的泡沫稳定
性是发泡剂应用中值得关注的问题，归纳发泡剂的基本要求
是：(1)表面黏度大。当发泡剂表面黏度达到70 mPa·S以上时，
就可作为高泡沫发泡剂。(2)表面弹性好，表面弹性好的发泡
剂，能够产生大小均匀且稳定的泡沫。(3)合适的浓度。当发泡
剂浓度过低时，液膜受力形变时，难以自修复；而当发泡剂浓
度过高时，液膜强度也较差。
最早问世的混凝土发泡J⋯lU Vlnsol”(文沙)树脂，是第一代
表面活性类发泡剂，属于松香类发泡剂。其特点是制造工艺简
单，但发泡能力和泡沫稳定性较差，在应用中受到很大的限
制。通过不同表面活性剂的复配研究，此类发泡剂的性能已经
取得了很大改善。20世纪80年代，随着表面活性剂工业的
兴起，第二代合成类发泡剂开始应用。合成类发泡剂虽然发泡
倍数大，易起泡，但是泡径大、泡壁薄，需要加稳定剂才能有所
改善。因此，真正能够用于泡沫混凝土的合成类发泡剂数量甚
少。20世纪末，在国外蛋白类发泡剂的推动下，我国进入了以
蛋白类发泡剂为标志的发泡剂的开发应用时期。蛋白类发泡
剂可分为植物蛋白和动物蛋白发泡剂2类。植物蛋白发泡剂
是以天然高分子材料为原料，经一系列复杂的化学反应而成，