Пена для пенобетона. Общая информация

Пена для пенобетона (пеноблоков) - субстанция, состоящая из воздуха и жидкости, представляющая собой пузырьки (ячейки) воздуха, изолированные друг от друга пленкой. К пене можно отнести субстанцию, в которой содержание газа  более 80-90% по объему, пузырьки плотно прилегают друг к другу, деформируясь при этом и образуя ячеистую (сотовую) структуру. Если воздуха в жидкости мало, то пузырьки находятся далеко друг от друга и свободно перемещаются в жидкости - такую пену нельзя использовать в производстве пенобетона.

     Пена, пригодная для производства пенобетона – пена, состоящая из множества воздушных ячеек, имеющих малые размеры, изолированные друг от друга, но при этом плотно прилегающие друг к другу.  А пенообразователи -  вещества, которые при определенных условиях образуют пену.

     Процесс образования пены можно разделить на три этапа.

     Первый этап - воздушные пузырьки отделены друг от друга толстым слоем жидкости и могут свободно перемещаться. Это вязкая, но текучая субстанция. При этом пена схожа с обычной концентрированной эмульсией. Со временем пузырьки теряют свободу перемещения.

     Второй этап - пена похожа на желатинообразную эмульсию. Устойчивость пены в этот момент является не агрегативной, а определяется механической прочностью остова, образованного из пленок той жидкости, которая является дисперсионной средой.

     Третий этап - коалесценции соответствует превращению пены в две объемные фазы с минимальной поверхностью раздела.

     Главным условием для образования пены является образование неоднородных по составу пограничных слоев. Химически чистые жидкости практически не образуют пены. Если в них растворены другие вещества, то раствор может вспениваться, когда концентрация растворенного вещества в поверхностном слое больше, чем концентрация в объеме раствора, т.е. при образовании адсорбционного слоя. Адсорбция может быть положительной или отрицательной в зависимости от того, происходит ли увеличение или уменьшение концентрации вещества в поверхностном слое. Существует определенная, термодинамическая, связь между адсорбцией — изменением концентрации раствора вблизи поверхности, — и поверхностной активностью — способностью растворенного вещества уменьшать свободную поверхностную энергию. Вещества, понижающие поверхностное натяжение воды, называют поверхностно активными (ПАВ). Чем больше и качественней ПАВ, тем слабее поверхностное натяжение воды и меньше затраты энергии на формирование пены.

     ПАВ – это вещества, содержащие полярные группы молекул, которые химически активны к двум фазам — воде и – воздуху.

     Таким образом, любой пенообразователь имеет в своем составе ПАВ.

     Пену по структурному составу принято разделять на сферические и многогранные.

     Сферические пены обладают высоким содержанием жидкости. Они обладают  малой устойчивостью, т.к. жидкость под действием силы тяжести стекает вниз. При этом происходит слияние воздушных пузырьков (коалесценция), образуются крупные пузыри, которые поднимаются к верху и лопаются. Таким образом, пена быстро разрушается. Использование такой пены в производстве пенобетона невозможно.

     Многогранные пены обладают низким содержанием жидкости и высокой стабильностью, так как пузырьки максимально приближены друг к другу и изолированы плотной упругой пленкой. Эта пленки препятствуют объединению воздушных пузырьков. При высокой концентрации, пузырьки воздуха обретают форму многогранников (как правило, двенадцатигранников).

     Для высокократных пен характерна ячеистая пленочно-каналовая структура, в которой заполненные газом ячейки разделены топкими пленками. Три пленки, расположенные под углом 120°, сливаются в канал, четыре канала с углом между ними ок. 109° образуют узел. Среднее число пленок, окружающих ячейку, обычно близко к 14. В низкократной пене форма ячеек близка к сферической и размер пленок мал.

      Этот вид пены без внешнего механического воздействия может сохраняться очень долго.    

    Бывают случаи, когда необходимо избавиться от пены, для этого используются пеногасители.