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关于消泡剂的常识
泡沫(foam)是一种普遍的自然现象,对于我们大家来说,也许并不陌生。如在日常生活中烧饭、下饺子、煮面条,稍不留神,就能因泡沫而溢锅;在儿时玩的吹泡泡,吹出五彩缤纷的泡沫,漫天飘浮;在急速倒入杯中的啤酒所溢出的泡沫;在海水拍岸,击打在海岸边礁石所形成的壮观的泡沫;还有在人们洗涤衣物时,常见的 肥皂、洗衣粉水液泡沫;沐浴露、洗发香波所产生的泡沫更是再熟悉不过的了。
例如消防队员巧妙地利用泡沫扑灭一些火灾,点心师傅利用泡沫现象(作用)为我们制出了可口的面包、 蛋糕和松糕,炎炎夏日里喝上一瓶汽水或啤酒多么地解渴,这都是泡沫的作用。又诸如泡沫浮选、泡沫冶金、泡沫印染、泡沫印花、泡沫塑料……
消泡剂的作用
消泡剂具有的消泡或抑泡能力,是由于它具有很低的表面张力进入并破坏了泡膜,产生消泡的效果。当消泡剂加入到泡沫介质中时,落到了泡的表面,同时有效地降低了接触点的表面张力,在泡外皮产生一个薄弱点,从而引起了破泡。
按照消泡剂的作用,可分为破泡剂、抑泡剂、脱泡剂3种类型。破泡剂是指在液体起泡后加入,通过吸附泡和表面张力的作用进入泡膜使基变薄,能迅速将气泡破坏,降低液面。抑泡剂是能抑制泡沫产生的物质,它与液体起泡物质一同吸附于气泡上,使表面张力降低,泡膜变薄,导致破损,可预防起泡现象。脱泡剂在液体中吸附于气泡,聚集泡中的空气,气泡相互吸附后,在吸附界面破损而形成一个大气泡,因浮力增大加快了上升的速度,促进了脱泡。而消泡剂一般都具有破泡、抑泡和脱泡等多种作用。
混凝土中气泡的种类混凝土振捣前其内部含有大量气泡,主要包括混凝土拌合、运输和下料过程中引入的空气泡、减水剂引入的气泡以及引气剂引入的微小气泡。
(1) 混凝土拌合、运输和下料过程中引入的空气泡。这类气泡泡径较大,分布不均匀且极不稳定,极易聚合成更大泡径的气泡,容易破灭,因此称之为不稳定气泡。这种由机械搅拌引入的不稳定气泡无论是对混凝土的流动性,还是对混凝土硬化后的力学性能和耐久性都会产生不利影响。
(2) 减水剂引入的气泡。减水剂可引入一定量气泡,由于相同的电性斥力作用,这些气泡处于水泥颗粒之间如同滚珠轴承一样使水泥颗粒分散,从而增加了水泥颗粒间的滑动作用。但这些气泡大小不均匀、形状不规则且不稳定,随着运输和振捣的进行,往往会互相聚集汇合成为大气泡,并终向外溢出到达混凝土表面形成表观气泡,产生蜂窝麻面缺陷。
(3) 引气剂引入的气泡。引气剂可使混凝土内部形成许多尺寸介于(20-200)um之间且均匀分布的微细气泡。这类气泡表面的液膜比较牢固,从热力学的角度讲,即液膜的动电电位较高,能阻止气泡聚结,气泡相对比较稳定,不易破灭。其与减水剂引入的气泡有本质的区别,对混凝土的抗渗性和其它耐久性都是有利的。
消泡剂有利于排除混凝土中的大气泡。加入消泡剂一方面能在一定程度上消除混凝土与模板之间的气泡,有效防止或消除混凝土表面蜂窝、麻面的产生,使混凝土的表面具有较高的平整度和光泽度。另一方面,消泡剂能大量消除混凝土内部的气泡,降低混凝土含气量和内部孔隙率,提高混凝土的力学性能和耐久性。混凝土中消泡剂主要消除的是由减水剂引入的气泡,因此,工程中常常在聚羧酸系减水剂中复配消泡剂来解决聚羧酸系减水剂引气量大的问题。
消泡剂的反应机理◆◆
泡沫局部表面张力降低导致泡沫破灭有人在油体系中研究了聚硅氧烷的消泡过程,他们对泡沫体系以1/1000秒的速度连续拍照,照片放大100倍,连续拍摄的4幅照片的示意图可见,硅油消泡剂小滴到达泡膜上,使泡膜表面并合并成大泡,从1~3,泡沫由4个合并成1个大,泡膜变薄。后气液迅速分离,大泡消灭,到4则破泡结束。这也从客观上解释了,为什么一滴消泡剂下去,一连串气泡破灭的原因。
当消泡剂附着到泡膜上即浸入泡膜液,会显著降低该处的表面张力。因为在水体系中,消泡剂的活性成分对水的溶解度较小,表面张力的降低于泡膜的局部,而泡膜周围的表面张力几乎没有发生变化。表面张力降低的部分,被强烈地向四周牵引、延展,后导致泡沫。