蛋白质型发泡剂的制备及其对泡沫混凝土性能的影响.pdf

2 0 1 3年第 1 1 期 1 1月 混 凝 土 与 水 泥 制 品 C HI NA C ONC RET E AND C EME NT P RODUC r S 2 01 3 No 1 1 No v e mb e r 蛋 白质型发泡剂的制备及其对 泡沫混凝土性能的影响 史 星祥 ( 苏州混凝土水泥制品研究 院江苏省高耐久性混凝土工程技术研究中心 ， 2 1 5 0 0 4 ) 摘 要 ： 以鸡毛 为原料 ， 采 用 Ca ( OH) 水解 法制 备蛋 白质 型发泡剂 ， 系统考察 原料预 处理 、 C a ( OH ) ： 用量 、 水解 时间与水解温度对发泡刺泡沫性能的影响 。 并向该发 泡剂 中掺加 正丁醇与粘性物质羧 甲基 纤维素钠 ( C MC) 进行复 配改性 ， 以改善发 泡剂泡沫性能。最后使 用 4种 不同类型发 泡剂制备 泡沫混凝 土， 研究其对泡沫混凝土强度 以及孔 结构的影响 。 结果表 明， 制备蛋 白质型发泡剂最佳工 艺参数为 ： Ca ( OH) 1 0 g 、 水解 温度 1 1 0 T： 、 水解时间 2 h ； 复 配改性 时正丁醇与 C MC掺量分别为 O 2 、 0 0 3 时 ， 泡沫稳定性 最好 ， 1 h泌水率 由 3 8 8 9 降至 1 1 5 9 。 以改性蛋 白质型发 泡 剂 制 备 的 3 0 0 k g m3 级 泡 沫混 凝 土 其 强度 相 对 其 他 3种 发 泡 剂 制 备 的要 高 ， 2 8 d抗 压 强 度 达 到 0 8 5 MP a ， 且 其 孔 径在 0 5 mm 左右 孔分布较为均 匀规整 。 关键词 ： 蛋 白质型发 泡剂； 泡沫稳定性 ； 复 配改性 ； 孔结构 Ab s t r a c t ： P r o t e i n f o a mi n g a g e n t i s p r o d u c e d b y t h e me t h o d o f C a( O H ) 2 h y d r o l y s i s u s i n g c h i c k e n f e a t h e r a s t h e r a w m a t e r i a l ， a n d t h e e f f e c t s o f p r e t r e a t me n t of r a w m a t e r i a l ， ma s s o f C a( O H ) 2 ， h y d r o l y s i s t i m e ， h y d r o l y s i s t e m p e r a t u r e o n t h e f o a m p e r f o r ma n c e o f t h e f o a mi n g a g e n t a r e i n v e s t i g a t e d s y s t e ma t i c a l l y i n t h i s p a p e r T h e f o a m p e rf o rm a n c e i s f u r t h e r i mp rov e d b y c o mp o u n d mo d i fi c a t i o n wi t h t h e a d d i t i o n o f b u r y l a l c o h o l a n d v i s c o u s s u b s t a n c e s o d i u m c a r b o x y me t h y l c e l l u l o s e ( C M C ) A t l a s t ， t h e c o mp r e s s i v e s t r e n g t h a n d p o r e s t r u c t u r e o f foa m e d c o n c r e t e p r e p a r e d b y f o u r d i f f e r e n t k i n d s o f f o a m i n g a g e n t i s a l s o i n v e s t i g a t e d R e s u l t s s h o w t h a t t h e b e s t p r o c e s s p a r a m e t e r s a r e 1 0 g C a ( O H ) 2 ， h y d rol y s i s t e mp e r a t u r e l 1 0 h y d r o l y s i s t i me 2 h T h e s i mu l t a n e o u s a d d i t i o n o f 0 2 n o rm a l b u t a n o l a n d O 0 3 C MC i s p r o v e d t h e mo s t e f f e c t i v e t o t h e f o a m s t a b i l i t y w h i c h p r e s e n t e d i t s l h b l e e d i n g r a t i o r e d u c i n g f r o m 3 8 8 9 t o 1 1 5 9 3 0 0 k g m f o a me d c o n c r e t e p r e p a r e d b y mo d i fi e d p r o t e i n f o a mi n g a g e n t w i t h t h e 2 8 d c o mp r e s s i v e s t r e n g t h O 8 5 MP a i s f o u n d e d t o h a v e h i g h e r s t r e n g t h t h a n t h e o t h e r s a n d i t s p o r e s d i s t r i b u t e d u n i f o rm l y w i t h t h e p o r e s i z e 0 5 mm Ke y wo r d s ：P r o t e i n f o a mi n g a g e n t ； F o a m s t a b i l i t y ； C o mp o u n d mo d i fi c a t i o n ； P o r e s t r u c t u r e 中图分类号 ： T U 5 2 8 2 文献标识码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 0 4 6 3 7 ( 2 0 1 3 ) 1 1 2 3 一 O 6 0前言 泡沫混凝土 因其具有轻质 、 保温 、 隔热 、 隔音 、 抗震性能好等诸多优点 ， 在发展新型节能墙体和屋 面 的保温 、 隔热技术与材料中 占有重要的地位 。其 性能受诸 多因素的影响 ， 其 中发泡剂 的性能好坏会 直接影响新拌浆体 的流动性和稳定性 ， 最终决定样 品塌陷与否、 密度 、 强度和气孔结构等 l1 。 发泡剂的种类主要有松香型 、 合成类表面活性 剂 、 蛋 白质型及复合型发泡剂等 2 。近年来 ， 蛋 白质 型发泡剂制备 以及复 配改性方面的研 究越来 越受 到国内外学者的关注 。Y u m i k o 引 利用海藻酸盐提取 物和变性蛋 白质为原料制得发泡剂 ， 泡沫长时间内 保 持 尺 寸 均 匀 细 小 ，稳 定 性 良好 。Ma l d o n a d o V a l d e r r a ma j t4 1 提出蛋白质和表面活性剂复配时。 二者 在 泡 沫 界 面 上 的 运 动 和 排 列 方 式 可 以影 响 泡 沫 稳 定性 。国内有 以动物蹄角嘲 、 活性污泥 6 1 、 啤酒酵母【7 J 等为原料 ， 并 与部分表 面活性剂 、 有机大分子 和无 机 电解 质 进行 复 配 对发 泡 剂 的泡 沫稳 定 性 均起 到 了一定的改善效果 。 本试验 以鸡毛作为蛋 白质源 ， 通过碱水解的方 法制备蛋 白质型发泡剂 ， 研究多个因素对发泡剂泡 沫性 能的影响。 确立最佳 的制备工艺。并对该发泡 剂 进 行 二 元 复 配 改 性 进 一 步改 善 发泡 剂 泡 沫 性 能 。最后使用 4种不 同类型发泡 剂制备泡沫混凝 土 ， 研究其对泡沫混凝土强度 以及孔结构的影响。 1 原 料 与试验 方法 1 1 原材 料 水泥 ： 采用 中国水泥厂生产的 4 2 5级普通硅酸 盐水 泥 。 发泡剂原料 ： 预先对鸡毛进行清洗 ， 去除杂质 ， 一 23 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 3 年第 1 1 期 混凝土与水泥制品 总第 2 1 1 期 气味散尽后放人烘箱中， 在 6 0 下烘干 2 4 h 。 然后剪 去鸡毛竿 ， 取毛绒 ， 并保证毛绒长度在 0 5 c m 以下 ， 将处理好的鸡毛绒装入封闭袋中备用。 减水剂 ： 聚羧 酸类高效减水剂 由江苏某公 司 提供 。 发 泡剂 ： 松 香 型发 泡 剂 ( F A R) ( 按 照 文献 8 制 备 ) ， 改性松香 型发泡剂 ( F A R M) ( 按照文献 9 制 备 ) ， 一种市售发泡剂 ( F A S ) 。 化学试剂 ： C a ( O H ) 2 、 N a H S O 3 、 正丁醇 、 羧甲基纤 维素钠( C MC ) 均为市售分析纯。 1 2 试 验方法 1 2 1 泡 沫性 能衡量 指标 泡沫性能包括两方面 ， 即发泡能力和泡沫稳定 性。试验中采用发泡倍数作为评价发泡剂发泡能力 的指标。发泡倍数 o l 可以用下式计算 ： M = V f m - m o 1 ( 1 ) P 式中， 一发泡倍数 ； 一泡沫体积( 本文中为圆 柱体塑料桶的容积 ， 9 6 9 L ) ； m 一泡沫与塑料桶的初 始总质量 ； m 仃 _ - 塑料桶的质量 ； p 一发泡液的密度( 文 中约为 l x l 0 k g m ) 。 泡沫稳定性是指泡沫能够长 时间存在 而不破 灭 的性能 ， 即泡沫的持久性。试验中以 1 h泌水率 ， 即 l h内泡沫泌出液体 的质量 占起始泡沫总质量的 比率来反映泡沫排液状况 ， 1 h泌水率越低 ，泡沫排 液越缓慢 ， 泡沫稳定性越好 。可以用下式计算 ： 卵： m - m 1 1 0 0 ( 2) 。 m m o 式 中， 卵 一1 h泌水率 ； m一泡沫与塑料桶 的初始 总质量 ； m 塑料桶的质量 ； m。 一1 h后 ， 泌水后剩余 泡 沫 和塑料桶 的总质量 。 1 2 2 泡沫性 能测 试方法 试验采用 以空气压缩法1 8 1 制备泡沫 。 按照上述 两式进行发泡倍数和泡沫稳定性的测试。将水和发 泡剂按照一定质量 比混合 ，总质量为 l k g ，进行发 泡 。再将制备好的泡沫收集至圆柱体塑料桶中， 喷 满刮平 ， 称量总重质量记为 i n 。l h后 ， 打开桶底部的 塞子 ， 将泌出的液体排 出， 再称量桶和剩余泡沫的 总质量记为 IT I 。 。 代人上述两式 中计算发泡倍数和 1 h 泌水率。 1 2 - 3 泡沫 混凝土 性能测 试 试验 中 ，泡沫混凝 土试块 的规格 为 l O O mmx l O O m mx l O O m m， 养护室温度为( 2 0 1 ) ， 相对湿度 不低 于 9 0 ， 养护箱温度为 ( 3 5 5 ) o C， 成型后带模 养 护 2 4 h ( 养护箱养 护) ， 然后脱模养护至试验龄期 一 2 4一 后 ， 分别测定其干密度 、 抗压强度。 ( 1 ) 干密度测定 按照 G B T 5 4 8 6 - 2 0 0 8 无 机 硬质 绝 热制 品试 验方法 ，取 1 0 0 mm x 1 0 0 m mx 1 0 0 m m、养护龄期为 2 8 d的立方体试样 ， 置人电热鼓风干燥箱内， 缓慢升 温至( 1 1 0 5 ) o C， 烘干至恒定质量 ， 然后移至干燥器 中冷却至室温 。恒定质量的判据为恒温 3 h 、 两次称 量试件质量 的变化率小于 0 2 。 称量试件 自然状态 下的质量 ， 保留 5位有效数字。 按照 以下公 式计算 样 品的干密 度 ： D ： ( 3 ) 式 中 ， 一试 样 干密度 k m ； o _一试样 在 ( 1 1 0 5 ) 下的恒定质量 ， k g ； 一试样体积， 1 1 1 。 ( 2 ) 抗 压强度 测定 按 照 G B 1 5 4 8 6 2 0 o 8 。 取 1 0 0 ramx l 0 0 ra m 1 0 0 mm的立方体试块 置于标准养护箱内养护至规 定龄期。 先测定试样尺寸 ， 精确至 l m m， 并计算试样 的受压面积 ，再采用液压式万能试验机以 ( 1 0 1 ) m m mi n的速度连续而均匀地对试样进行加荷 ， 直至 破坏 ， 记录破坏荷载 P l ， 精确至 1 0 N 。 按 式( 4 )计 算 样 品 的抗 压 强 度 ，精 确 至 0 01 MPa 。 p o r = ( 4) 式 中 一 试样 的抗 压强 度 ， MP a ； P 1 一试 样 的破 坏载荷 ， N； S 一试样的受压面积 ， m m 。 ( 3 ) 孑 L 结构测 定 泡沫混凝土中引入 了大量 的气泡 ， 其孔径大部 分 为 2 ra m 以下 ， 通 过使用 数码 显微镜 观察 泡沫 混凝 土材料气孑 L 形状 、 孔分布的均匀性 、 孔壁完整性 和 孑 L 径大小 。 2 试 验结 果与分 析 2 1 蛋白质型发泡剂制备工艺 发 泡剂制 备工 艺流程 如下 图所示 ： 2 1 1 预处理过程对角蛋 白水解效率的影响 本试验首先采用 N a HS O 对原料进行预处理 ， 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 史星祥 蛋白质型发泡剂的制备及其对泡沫混凝土性能的影响 用 于预先部分打开鸡毛角蛋 白中间起交联作用 的 二硫键 有利于提高鸡毛在之后水解反应中的水解 效率 其作用方式如下 ： RS S R + HS 03 一 + Rs SO3 一+ RSH 水解 效率 ： W： M l - M2 1 0 0 ( 5 ) I V Il 式 中 ， 一 经 预 处理 后 ，进 行水 解 反 应 时 的原 料质量 ， g ； M2 一水解反应后剩余的残渣质量， g 。 图 1 为不进行 N a H S O 预处理 ，水解 时间对鸡 毛水解效率的影响 。随着时间的推移 ， 碱水解反应 不断进行 。 水解效率慢慢增加 。但是 当水解时间为 1 2 h时 ， 水解效率才达到 8 1 5 5 。长时 间的反应不 仅使得工作效率降低 同时试 验的能耗增加 ， 成本 提高 ， 因此 ， 为解决这 些问题并且最 大限度地利用 原料 ， 需要对原料进行预处理以提高其水解效率。 2 4 6 8 l U l 2 水解时间 图 1 水解时间对水解效率 的影响 图 2为 固定预处理 阶段与水解反应 阶段的其 它影响因素 ，预处理剂 N a H S O 用量对原料水解效 率的影响。N a HS O ， 用量为 O时， 鸡毛的水解效率只 有 4 1 2 4 不仅使发泡剂母液可溶性蛋 白浓度降低 造成性能受到影响 ， 同时也会引起资源浪费。随着 N a H S O ， 用量的增加 ， 鸡 毛的水解效率先升后降 ， 用 量为 4 g时 ， 水解率最高为 1 0 0 ， 即全部水解 。由于 N a H S O 量 的增加 ， 角蛋 白中二硫键被打开 的越多 ， 后期水解反应就越容易 ； 但掺加 N a HS O ， 过多时 ， 鸡 毛中残留的 N a H S O 增多 ， 在水解反应阶段 ， 碱溶液 会与残留 N a HS O ， 反应 ， 使碱量减少 ， 导致水解效率 下降 ， 因此 ， 预处理阶段 N a H S 0 3 用量定为 4 g 。 2 1 2 水 解时 间对 发泡 剂泡 沫性 能 的影 响 固定 预 处 理 阶 段 工 艺 参 数 ： 温 度 6 0 、 预 处 理 时间 4 h 、 N a H S O 3 用量 4 g ；固定水解 阶段工艺参数 ： 温度 1 0 0 C、 C a ( O H ) ： 用量 1 0 g ， 调节水解时间分别为 1 0 h 、 1 5 h 、 2 0 h 、 2 5 h 、 3 0 h ，制备蛋 白质型发泡剂母 液。并对每组发泡剂母液按照质量分数 2 0 、 3 0 、 4 0 进 行 稀 释 ， 同时 进行 发 泡 试 验 ， 测 试 泡 沫性 能 ， 结果 见 图 3 、 图 4 。 1 0 o 9 0 8 0 褂 辍7 0 矍6 0 5 0 4 0 O l 2 3 4 5 6 7 8 9 N a H S O J g 图 2 N a H S O 对水解效率 的影响 图 3为三种稀 释浓度发泡液的发泡倍数随水 解时间变化的曲线。发泡倍数随水解时间的增大而 增大 后期变化较为缓 慢 其 中 3 0 稀释浓度下水 解时间为 3 h时出现下降 。由于角蛋白的水解反应 随时间的变化有 两个过程 ：前期 以角蛋 白水解为 主 ， 肽链和氨基酸量不断增加 ； 后期角蛋 白量随着 反应不断减 少 ， 水解反应开始减缓 ， 同时碱性物质 会使氨基酸脱氨基而分解 这样溶液的表面活性会 受 到一 定 程度 的影 响 ， 导 致后 期 发 泡倍 数 增 长缓 慢 甚至下降。 图 4为三种稀释浓度发泡液的 1 h泌水率随水 解时间变化的曲线 。由图 4可知 ， 其随着水解时间 的变化逐渐减小 ，后期逐渐变缓 ， 4 0 稀释浓度下 后期 1 h泌水率在水解温度 2 h时最低 之后缓慢增 加 ， 由于后期 氨基 酸结构遭 到破坏 ， 使 得发泡剂母 液中表面活性成分降低 ， 形成泡沫时因液膜上吸附 量较少 ， 稳定性降低 ， 表现为 1 h泌水率缓慢增加 。 2 4 2 2 藿2 0 1 8 1 6 1 4 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 水解时间， h 图 3 不 同浓度发泡剂水解时 间对发泡倍数的影响 1 0 1 5 20 2 5 3 O 水解时 间， h 图 4不 同浓度发泡剂水解时间对 l h泌水率的影响 一 2 5一 加 如 加 瓣 琏繁 ：合 褂 麓 毒 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 3年第 1 1 期 混凝 土与水 泥制 品 总第 2 1 1 期 最后 比较三种稀释浓度下发泡液的泡沫性能， 4 0 稀释浓度下的泡沫性能均优 于其他两种浓度 。 主要是浓度的增加使溶液中表面活性成分增加 ， 泡 沫上 液膜 的吸 附量增 加 ， 有 利 于提 高泡 沫 性 能 。综 上 所 述 最 终 选 择水 解 时 间 2 h ， 对 发 泡剂 进 行 泡 沫 性 能检 测时 。 将其稀 释 为 4 0 浓 度较 为适 宜 。 2 1 3 C a ( O H ) 用量对发泡剂泡沫性能的影响 固定预处理阶段工艺参数 ： 温度 6 0 q C、 预处理时 间 4 h、 N a H S O 3 用量 4 g ；固定水解阶段工艺参数 ： 水 解温度 1 0 0 、 水解时间 2 h ， 调节 C a ( O H ) 用量分别 为 4 g 、 6 g 、 8 g 、 1 0 g 、 1 2 g ， 制备发泡剂母液 ， 并将各组分 母 液 按 照 4 0 浓 度 稀 释 ， 进 行 发 泡 试 验 ， 泡 沫 性 能 变化 见 图 5 2 8 2 4 籁 粪2 0 1 6 1 2 1 0 0 8 0 6 O 斟 刍 4 0至 2 0 0 C a ( OH) g 图 5 C a ( O H ) ： 对发泡剂泡沫性能的影 响 由图 5可以看 出 ， 发泡倍数 随着 C a ( O H) 用量 增加而增加 ， 在用量为 8 g以上时， 发泡倍数稳定在 2 4左右 。而 l h泌水率先迅速下 降， 8 g之后下降变 缓 ，用量为 1 0 g时， 1 h泌水率显示最低为 4 1 5 3 。 碱量太低 。 角蛋 白水解不足 ， 泡沫性能较差 ， 碱量过 高。 结构被破坏 表面活性成分减少 ， 泡沫性能也受 到一定影响。 最终确定 C a ( O H ) 2 用量为 l h泌水率最 低 时 对应 的 1 0 g 。 2 1 4 水解 温度对 发泡 剂泡 沫性 能的影 响 固定预处理 阶段工艺参数 ： 温度 6 0 、 预处理 时间 4 h 、 N a H S O 用量 4 g ：固定水解 阶段工艺参数 ： 水解时间 2 h 、 C a ( O H ) 2 量 1 0 g ， 调节水解温度分别为 8 0 、 9 0 o C 、 1 0 0 1 2 、 1 1 0 o C、 1 2 0 ， 制 备发 泡剂母 液 ， 并 将各组分母液按 照 4 0 浓度稀释，进行发泡试验 ， 泡沫性能变化见图 6 。 由图 6可以看出 水解温度对发泡剂发泡倍数 的影响较大 ，水解温度为 8 0 时 ，发泡倍数仅 为 1 4 5 3 ； 在 1 0 0 C时 ， 达 到 最 大 2 3 , 9 9 ， 之 后 又 迅 速 下 降。1 h泌水率 同样变化较为明显 ， 1 1 0 时最低 ， 为 3 8 8 9 。温 度对 水解 过程 比较敏 感 ， 温 度过 低 反应 速率慢。 同时发现即使经过预处理后 ， 8 0 下有部分 鸡毛没有水解 因此水解产物中 ， 表面活性物质较 一 26 2 8 2 4 辍 耋2 0 划 l 6 1 2 8 0 9 O 1 0 0 1 1 O 1 2 0 1 o o 8 O 6 0 瓣 * 4 o窒 2 0 O 水 解 温 度， 图 6 水解温度对发泡剂泡沫性能 的影响 少。温度过高时 泡沫性能降低和水解时间过长 、 氢 氧 化钙 用量 过量 的原 理 一致 ， 都 是 肽链 或 者氨 基 酸 结构被破坏使然。因此， 理想 的水解温度为 1 1 0 。 采用 N a H S O 对鸡毛进行预处理能有效提高碱 水解阶段 的水解效率 。最佳 预处理工艺为 ：鸡毛 5 5 g 、 l k g水 、 N a HS O 3 4 g 、 预 处 理温 度 6 O 、 预 处 理 时 间 4 h 。采用 C a ( O H ) 水解法制备蛋白质型发泡剂 ， 最佳工艺参数为 ： C a ( O H ) 2 1 0 g 、 水解 温度 1 1 0 c ( = 、 水 解时间 2 h ， 预处理后鸡毛 5 0 g ， 水 l k g 。此时制备 的 发 泡 剂 母 液 稀 释 成 4 0 溶 液 后 ，发 泡 倍 数 为 2 1 4 3 ， 1 h泌水 率为 3 8 8 。 2 2 蛋 白质 型发 泡剂改 性研究 试验证明 不同表面活性剂复配体系表现出比 单一表面活性剂更为优越的性能【 “ 】 。 合理进行复配 ， 会对泡沫性能起到协 同增效 的作用。本文采用正丁 醇和粘性物质羧 甲基纤维素钠( C MC ) 与上述蛋 白 质型发泡剂进行复配改性 ， 以提高发泡剂的泡沫性 能 。 将发泡剂母液稀释为 4 0 的浓度 ， 以此为基液 掺加一定量的正丁醇。由图 7可 以看出， 正丁醇能 有效地改善发泡剂的泡沫性能 。发泡倍数随正丁醇 质量分数的增加而显著提升， 并在 0 1 之后增速变 缓逐渐趋于平衡 ， 达到 2 8左右 。对于 l h泌水率 ， 该 曲线 呈现先降后升的趋势 ，在正丁醇质量 分数为 0 2 时 ， 达 到最低 ， 为 2 1 0 8 。 3 O 2 7 藿2 4 1 8 1 5 0 0 0 0 0 5 0 1 0 0 1 5 0 2 O 0 2 5 03 0 正丁醇质量分数， 4 5 3 6 堡 2 7 麓 1 8 董 9 O 图 7 正丁醇对蛋 白质型发泡 剂泡沫性能的影响 一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 史星祥 蛋 白质型发泡剂 的制备及其对泡沫混凝土性能的影响 采用 C MC对上 述发 泡体 系进 行 二元 复配 改 性 ， 采用 C MC掺量为 0 0 1 0 0 5 ， 加入 4 0 蛋 白 质型发泡剂+ 0 2 O 正丁醇 中，分别进行发泡试验 ， 结 果见 图 8 。 。 2 7 藿z 4 鼎 21 1 8 l 5 O0 o 0 01 0 O 2 O 0 3 0 0 4 0 O 5 3 O 2 4 堡 1 8 l 2望 6 O CMC质 量 分 数， 图 8 C MC对蛋 白质型发泡剂泡沫性能 的影响 由图 8可知， C MC的掺加提高了发泡体系的粘 度 ，使得发泡倍数随着 C MC质量分数 的增加而不 断降低 ， 0 0 5 时降为 1 8 6 2 。发泡倍数小意 味着相 同体积的泡沫需要更多的发泡剂 ， 为了保证发泡剂 使用的经济性 ， 发泡倍数不应小于 2 0 。 对于 1 h泌水 率 。在 C MC质 量 分 数 为 0 0 3 时 达 到 最 小 值 1 1 5 9 ， 因为 C MC的增加能提高溶液粘度 ， 泡沫排 液速率减慢 。 同时增加液膜的粘弹性 。 减小泡沫 透 气性 ， 抑制液膜变薄 。 提高泡沫稳定性 1 2 】 。当 C MC继 续增加时 。 体系粘度过大 ， 表面活性成分 吸附到泡 沫表面的速率减慢 ， 使液膜上表面活性剂分子数减 少 ， 吸附量降低 ， 泡沫液膜强度降低 ， 稳定性下降 。 最终确定改性组合为： 4 0 蛋 白质型发泡剂+ O 2 正 丁 醇+ O O 3 C MC 。经 过改性 后 的蛋 白质 型发 泡剂 本 文称为 F A P M发泡剂( 代号 F A P M) 。 2 _ 3 不 同发泡 剂 对泡 沫混 凝土 性能 的影 响 不 同类 型 发泡 剂 因其 组 成 、 表 面 活 性成 分 分 子 结构的不 同造成其泡沫性 能、 与水泥浆体适应性存 在很大差异 ， 不但影响泡沫混凝土浆体的流动性和 稳定性 ， 而且影 响硬化体的密度和强度 。为此选用 四种类型的发泡剂 ： F A R发泡剂 ( 代号 F A R) 、 改 性 F A R发泡剂( 代号 F A R M) 、 改性蛋白质型发泡 剂 ( 代 号 F A P M) 、 一 种 市售 发 泡 剂 ( 代 号 F A S ) 研 究其对泡沫混凝土性能的影响。 本文以 3 0 0 k g m 干 密 度 泡沫混 凝 土试块 为 对象 。 2 3 1 不同类 型发泡剂对泡沫混凝 土抗 压强度 的 影 响 由表 1和图 9可知 ， 随着龄期 的增加 泡沫混 凝土抗压强度不断增加 。 相对于 F A R发泡剂， 改性 后 的 发泡 剂 F A R M 泡沫 稳定 性 大 幅提 高 ，其 制 备 的泡 沫混凝土试块 3 d 、 7 d 、 2 8 d抗压强度分别 提高 了 0 0 7 MP a 、 O 0 8 MP a 、 0 1 5 MP a 。而 F A R M 与 F A P M 发 泡 剂 泡 沫 稳 定 性 接 近 ， 1 h泌 水 率 仅 相 差 4 4 6 ，两者制备的泡沫混凝土抗压强度也相差不 大。F A S发泡剂泡沫稳定性最低 ， 其泡沫混凝土样 品的抗压强度也最低 2 8 d仅为 0 5 2 MP a 。 表 1 不同种类发泡剂制备的泡沫混凝土基本性能 1 O 0 8 盆_ 芝 0 6 皤 0 4 O 2 OO F A R FA RM F A P M F AS 图 9不 l司发 泡 剂 制 备 的泡 沫 混 凝 土 抗 压 强 度 对 比 四种发泡剂制备的泡沫混凝土强度存在很大的 差 异 ，主要 是 因 为几 种发 泡 剂泡 沫 稳 定性 不 同 ， 引 起 样 品 内 孔径 、 孔 分 布 均 匀 性 的 不 同 从 而 对 强 度 产生 影 响 。 2 _ 3 2不 同类 型 发 泡 剂 对 泡 沫 混 凝 土 孔 结 构 的影 响 对 四种发泡剂制备 的泡沫混凝土断 面孔结构 进行分析 ， 探讨相互之间的差异及其与泡沫混凝土 力学 性 能 的相 关性 。 图 1 0为四种发泡剂制备的泡沫混凝土孔结构 的图像。发现四张图片中气孔在大小、 分布、 形状上 均有一定差异 。 图 1 0( a ) 和 图 1 0 ( b ) 分 别是 F A R和 F A R M 发泡剂制备的泡沫混凝土孔结构 ， 改性前孔径大部 分在 0 5 m m左右 ， 但存在少数大孔 ， 孔径有 2 m m， 在 泡沫混凝土中为有害孔 。气子 L 大小不一会 引起受力 不均 ， 应 力会 集中到有 害孑 L 处容易破裂 ， 导致样 品 强度受到影响。改性后气孔均匀性有很大改善 没 有 尺寸 较大 的有 害孑 L 。 由于 改性后 发泡 剂泡 沫稳定 性大幅提高 。 保证泡沫在料浆凝结过程中不 出现较 多的破坏或者合并 ， 气孔大小较为均匀 。 图 l O ( c ) 是 F A P M 发泡 剂对 应 的试 块孔 结构 由图可 见孔 结构 更加均匀 、 规整且大部分都接近球形 ： 而 图 1 0 ( b ) 气 一 27 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m