不论何种发泡机,能够发泡的基本原理,就是将空气引入发泡剂溶液中。
泡沫的形成有两个必须的因素,一是发泡剂溶液,二是空气。
不同的发泡机,引入气体的方法不同。在气泡的形成体系中,发泡剂溶液是分散介质,气体是分散相,气体分散于液体中,才能形成气泡,再由无数气泡组成泡沫。除了发泡剂性能这个重要因素外,气体引入发泡剂溶液是另外一个重要的因素。而气体引入液体,必须靠发泡机来完成,即发泡机采用一定的方法将气体引入液体中。总的来说,发泡机的原理有以下几种:
这是一种将气体直接引入掺有发泡剂的砂浆(或混凝土浆)中的方法。
由于这种方式叶片的旋转速度慢、引入的气体少,所以气泡生成量小,发泡效果欠佳、效率较低。
这是一种依靠高速旋转叶片向发泡剂溶液中引入气体的方式。其气体的引入主要靠旋转叶片的作用力。这种机型的叶片一般要求高速旋转,转速应>700转/min,一般在700~1400r/min之间,叶轮端部的圆周速度应>20m/s,才能获得较满意的效果。
这是国内外最普遍使用的先进引气发泡方式,也是比较科学的一种引气方式,是泡沫混凝土高压、中压发泡机技术核心。
前述两种技术向液体引气的方式都较慢、且不均匀,泡径大,特别是泡径无法控制,完全是依赖发泡机的随机性,无法保证泡径微小和泡沫均匀这两个最关键的技术指标。同时,其发泡量也是很难控制的。
我国所采用的压力设备主要是两种,一种是空气压缩机,另一种是鼓风机。空气压缩机产生是高压,鼓风机产生的是中低压。因此,空气压缩机发泡效果更好一些,而鼓风机发泡效果要略差一些。
这是正在尝试而还没有普遍应用的发泡方式。其基本原理就是利用射流产生的强大分散力,实现气相和液相的瞬间大的表面接触,使二者均匀混合,并以液裹气形成泡沫。这种方式现在还看不出比高压空气发泡更多的优势,有待进一步的探索和完善。
① 产量。其产量就是产泡量,这个量必须略高于自己的需泡量20%,以留有余地。其产泡量应以下限为自己的核定计算依据,而不能以上限;
② 装机容量。以核算自己电器电路对总用电量的适应性;
③ 设备尺寸。以确定车间的高度和面积;
④ 泡沫泡径范围。一般应根据自己产品对泡径的要求来对照;
发泡机的终极产品是泡沫,泡沫质量是判定发泡机性能优劣的唯一标准,了解其它方面也是为此服务的。若泡沫质量不好,发泡机有何用?判定发泡机的发泡质量,应以下面三个方面为主,即泡沫细密性、泡沫均匀性,泡沫泌水性。发泡机在这三方面能否达到要求,应通过试机来确认核定。
①所制出的泡沫必须细小绵密
泡沫的大小对泡沫混凝土质量影响很大,主要影响是:
a 泡径越小,泡沫混凝土强度越高;泡径越大,泡沫混凝土的强度就越低。泡径与强度成反比。这主要是小泡数量多,孔间壁多,泡间支撑体多;
b 泡沫越大,连通孔越多,吸水率越高。这主要是气泡越大,抗压力越差,在浆体初凝前受到浆体挤压更容易破裂连通;
c 气泡越大,浇注稳定性越差。气泡越大越不稳定。大泡排液快,破的快。受浆体挤压时稳定性不如小泡;
d 气泡越大,泡沫混凝土的保温性就越差。实验表明,同等密度泡沫砼,小泡比大泡的保温效果好。
②产泡务必均匀、泡径分布窄
大小越不均匀的泡沫,浇注后越易塌陷。另外,在搅拌输送时泡沫损失量越大,浪费发泡剂也越多。因为,大小不均匀的泡沫最容易破灭。泡沫泡径分布越窄,泡沫就越稳定。 因此,发泡机必须达到泡沫均匀的技术要求,越均匀越好。虽然我们不能要求所有泡沫的泡径完全相等,但也要绝大多数泡径是相近或相同的,其分布范围越窄越好。如果发泡机做不到这一点,就表明它的发泡性能不理想。
这里,也要纠正一些朋友的糊涂认识。有些朋友在选择发泡机时,只注重发泡机的产量和泡的大小,不大注意泡的均匀性,忽视均匀性对混凝土质量的影响,这是不对的。
③泡沫泌水率低,不出乳状泡沫
泡沫的泌水率高,就是泡沫完全消失后泌出的水量大。泌水率越高,泡沫的质量就越差。因为泌水率高就意味着气泡壁太厚和泡间液量大。泡间液量大就表明发泡液没有变成气泡液膜的量大,即水多泡少。泡沫泌水率很高时,泡沫就很稀。如果我们看到发泡机发出的泡沫象水一样流淌,就说明这是水多泡少的乳状泡沫。
另外需要提醒大家的是,泡沫含水量高,水多泡少,就意味着发泡剂的浪费大,大量的发泡剂没有被制成泡沫,降低了发泡剂的发泡倍数。因为发泡剂是溶解于水中才用之制泡的,水中含有6%~10%的发泡剂。泡沫的泌水,实际上泌出的是发泡剂水溶液。泌水率越高,发泡机的发泡效率就越低,也就是导致发泡剂的发泡倍数越低。说简单点,泡沫的高含水和高泌水,反映的是发泡机的成泡能力低。