選擇最佳的發(fā)泡劑是解決表面粗糙、竄孔、密度不勻、抗壓強(qiáng)度偏低的關(guān)鍵
要保證泡沫混凝土的質(zhì)量，選擇發(fā)泡劑應(yīng)首先看其泡沫在混凝土漿料中的穩(wěn)定性，其次看發(fā)泡倍數(shù)是不是足夠大。這是因?yàn)椋菽诨炷翝{料中比較穩(wěn)定就意味著破泡很少，泡徑變大的速度很慢，氣泡所受上升力不能克服其所受阻力，于是形成整體密度均勻的混凝土漿料，這就避免了由于發(fā)泡劑方面引起的泡沫混凝土的常見(jiàn)問(wèn)題，如鼓泡、內(nèi)部竄孔、空鼓和上下密度差異等問(wèn)題；雖然泡沫在水泥、粉煤灰漿料中混穩(wěn)定，但發(fā)泡劑本身的發(fā)泡倍數(shù)很低，那么單位質(zhì)量發(fā)泡劑的泡沫混凝土產(chǎn)量肯定也上不去。
傳統(tǒng)泡沫劑存在起跑組分與穩(wěn)泡組分相互制約的矛盾。“泡老大”牌LC-01型泡沫混凝土發(fā)泡劑，具有圖2所示結(jié)構(gòu)，它集起泡與穩(wěn)泡功能與一身，不但發(fā)泡倍數(shù)可達(dá)5.3m3/kg（泡徑0.2mm），而且接觸水泥、粉煤灰漿料后會(huì)變得更穩(wěn)定。其所以發(fā)泡倍數(shù)高，是因?yàn)檫@種泡沫劑，如同普通表面活性劑一樣，可以降低水的表面張力，不像傳統(tǒng)發(fā)泡劑的穩(wěn)泡組分“高聚物”那樣，一方面穩(wěn)了泡，另一方面又增加了水的表面張力，降低了發(fā)泡倍數(shù)。
LC-01型發(fā)泡劑，其泡沫表面親水集團(tuán)與水分子的“氫鍵作用力”與水泥、粉煤灰顆粒表面與水分子的“氫鍵作用力”均小于水泥、粉煤灰顆粒與泡沫表面親水集團(tuán)的“化學(xué)鍵力”，因此，LC-01型發(fā)泡劑泡沫容易與水泥、粉煤灰漿料混合。加上其羧基能與鈣離子鍵合，故在水泥漿料中，能在泡沫的泡表面形成球形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而使泡沫變得更加穩(wěn)定。
由于發(fā)泡倍數(shù)與泡徑成正比，工業(yè)發(fā)泡機(jī)的泡沫直徑較小，故實(shí)際生產(chǎn)中，“泡老大”發(fā)泡劑的發(fā)泡倍數(shù)約為3.5～4.0m3/kg，故其實(shí)際使用效率為3.8m3/kg，即使用32.5號(hào)水泥、摻入40％粉煤灰，每公斤“泡老大”發(fā)泡劑可生產(chǎn)4級(jí)泡沫混凝土3.8m3/kg。該試塊28天的抗壓強(qiáng)度≥1.0MPa。
“泡老大”發(fā)泡劑的特殊結(jié)構(gòu)以及允許粉煤灰的摻入，對(duì)提高泡沫混凝土的抗壓強(qiáng)度和防止泡沫混凝土的開(kāi)裂也是十分有利的。
3.2 選擇發(fā)泡劑最佳的稀釋倍數(shù)
每一種泡沫混凝土發(fā)泡劑，都存在一個(gè)最佳的稀釋倍數(shù)。這是因?yàn)樵诎l(fā)泡劑原液中，表面活性劑的絕大部分都是以膠束的形式存在。稀釋倍數(shù)過(guò)小，勢(shì)必有一部分表面活性劑仍保持膠束狀態(tài)，這不僅浪費(fèi)了發(fā)泡劑，而且這些膠束在混凝土漿料中勢(shì)必影響混凝土的凝結(jié)。稀釋倍數(shù)過(guò)大，泡沫表面必會(huì)含有較多的、由水分子形成的易破碎表面，導(dǎo)致泡沫破裂。此外過(guò)量的無(wú)用的水分從泡沫混凝土漿料中泌出，也將導(dǎo)致泡沫混凝土表面下降。理論上說(shuō)，某種發(fā)泡劑的最佳稀釋倍數(shù)，應(yīng)能使一定量發(fā)泡劑生成泡沫的總面積與其所含表面活性劑按“頭并頭、腳并腳” 緊密排列時(shí)所占有的面積相等。
3.3 選擇最佳的水灰比
由發(fā)泡劑泡沫與混凝土漿料的作用過(guò)程分析可知，水灰比加大，則泡沫與混凝土漿料易于混合，泡沫破損率將降低，這顯然有利于泡沫混凝土漿料的凝結(jié)[2]。但是如果過(guò)大，一方面會(huì)增加泡沫混凝土漿料的初凝時(shí)間，另一方面多余的水分泌出會(huì)引起泡沫混凝土表面下降。如果水灰比太小，一方面攪動(dòng)混合時(shí)，易引起泡沫破裂，另一方面會(huì)降低泡沫混凝土漿料的流動(dòng)性，引起泡沫混凝土表面粗糙。有同志提出，用減水劑來(lái)提高泡沫混凝土漿料的流動(dòng)性問(wèn)題，筆者認(rèn)為這不是一個(gè)好辦法。因?yàn)閷?duì)優(yōu)質(zhì)泡沫混凝土發(fā)泡劑，木質(zhì)素磺酸鹽，羥丙基纖維素醚等減水劑，最終會(huì)使泡沫混凝土的抗壓強(qiáng)度降低；但對(duì)那些劣質(zhì)發(fā)泡劑而言，使用減水劑可以減少破泡率，兩因素相抵，總的來(lái)說(shuō)抗壓強(qiáng)度還是能提高一些的。
3.4 改進(jìn)泡沫混凝土發(fā)泡機(jī)
現(xiàn)有的泡沫混凝土發(fā)泡機(jī)，存在的弊病有四：一是水泥、粉煤灰的配料比、水灰比靠人工憑經(jīng)驗(yàn)確定，很難保證泡沫混凝土的均質(zhì)要求；二是泡沫與水泥漿料的混合比，隨著樓層的升高而變化，且很難生產(chǎn)300kg/m3的泡沫混凝土；三是泡沫混凝土漿料輸送過(guò)程中，泡泡率隨著樓層升高迅速升高，難以保證高層樓層泡沫混凝土制品的質(zhì)量；混合管設(shè)計(jì)不合理，容易導(dǎo)致破泡且難以保證水泥漿料與泡沫混合均勻。因此可以說(shuō)，現(xiàn)有的泡沫混凝土發(fā)泡機(jī)是導(dǎo)致泡沫混凝土開(kāi)裂的重要原因之一。
為此，我們?cè)O(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了新一代泡沫混凝土發(fā)泡機(jī)，即《高層泡沫混凝土產(chǎn)輸機(jī)》，并且申請(qǐng)了國(guó)家專(zhuān)利（201020242955.5）。《高層泡沫混凝土產(chǎn)輸機(jī)》設(shè)計(jì)了結(jié)構(gòu)新穎的的“泡沫與混凝土漿料混合管”，發(fā)泡劑的稀釋比、水泥和粉煤灰的配比、水灰比以及水泥漿料與泡沫的混合比等參數(shù)可以提前設(shè)置，并由機(jī)械控制，不存在輸送過(guò)程中的泡沫破裂問(wèn)題，輸送高度僅受液壓泵的輸送功率限制，所需總動(dòng)力也比傳統(tǒng)發(fā)泡機(jī)降低20％左右。新設(shè)計(jì)的泡沫、漿料混合管，不但混合均勻，而且不易破泡，并允許使用聚丙烯等短纖維作為泡沫混凝土的抗裂劑。水泥、粉煤灰總質(zhì)量的0.2～0.4％的聚丙烯等短纖維的加入就可以有效地防止泡沫混凝土的開(kāi)裂。
3.5 做好待澆注泡沫混凝土場(chǎng)地的表面處理
由1.2節(jié)的分析可知，做好待澆注泡沫混凝土場(chǎng)地的表面處理是防止泡沫混凝土保溫層產(chǎn)生“空鼓”的有效措施，越是質(zhì)量好的發(fā)泡劑，越是要注意這個(gè)問(wèn)題。這是因?yàn)?，由質(zhì)量差的發(fā)泡劑制得的泡沫混凝土漿料，一旦接觸吸水性強(qiáng)的界面部位，會(huì)立即破泡、離析并在這些部位生成一層致密的混凝土保護(hù)層，從而使人們觀察不到“空鼓”的現(xiàn)象，但與此同時(shí)，泡沫混凝土的其他毛病如疏松、密度不勻、開(kāi)裂、抗壓強(qiáng)度偏低等將與之伴生。
4 結(jié) 論
決定泡沫混凝土質(zhì)量的客觀因素之一是發(fā)泡劑的質(zhì)量好壞；客觀因素之二是發(fā)泡機(jī)的性能。對(duì)于一個(gè)存在先天缺陷的發(fā)泡劑，即使發(fā)泡劑的稀釋倍數(shù)、水灰比都調(diào)到最佳狀態(tài)，精心施工、合理養(yǎng)護(hù)也難免不出現(xiàn)這樣或那樣的問(wèn)題。因此，認(rèn)真探討發(fā)泡劑的作用原理、泡沫與水泥、粉煤灰漿料的混合機(jī)理，尋找出各種影響泡沫混凝土質(zhì)量因素，對(duì)我們解決泡沫混凝土的常見(jiàn)問(wèn)題都將是有益的。