泡沫混凝土發泡原理與發泡工藝的研究

徐月梅+吳小琴+徐亞玲+劉晶

（上海城建物資有限公司 上海 200063）

【摘 要】 詳細闡述了泡沫混凝土的發泡及氣孔形成原理，通過對發泡工藝的研究，在發泡筒中加入鋼絲球拉泡網對發泡設備進行改進。與傳統工藝相比，該設備生產的泡沫穩定可靠、泌水很低、密細均勻，各方面性能均滿足泡沫混凝土生產技術要求。

【關鍵詞】 泡沫混凝土；發泡原理；拉泡網；發泡工藝

Researching on foaming and foaming technique principle of foamed concrete

Xu Yue-mei,Wu Xiao-qin,Xu Ya-ling,Liu Jing

(Shanghai urban construction material Co.LTD Shanghai 200063) 

【Abstract】 The foaming and pore formation principle of foamed concrete is described in detaily in this paper. For improving the foaming equipment, we installed steel balls foaming net in the foaming tube after researching the foaming technique. Compared with the traditional foaming technique, the foam produced by our equipment has excellent quality.

【Key words】 Foamed concrete;Foaming principle;Steel balls foaming net;Foaming technique

1.前言

（1）泡沫混凝土又稱為發泡水泥、輕質混凝土等，它是通過機械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫，然后再將泡沫加入到含硅質材料（砂、粉煤灰）、鈣質材料（石灰、水泥）、水及外加劑等組成的料漿中，經攪拌均勻澆筑成型各種所需規格，養護而成的一種含有大量封閉氣孔的新型輕質保溫材料。它的突出特點就是在混凝土內形成泡沫孔，使混凝土輕質化和保溫隔熱化［1］。

（2）近幾年人們對泡沫混凝土的研究主要圍繞發泡劑與發泡工藝進行。泡沫混凝土的發泡工藝大體上分為兩種：一種是將發泡基料通過攪拌的形式來提取泡沫，另外一種是將發泡基料利用空氣吹泡提取泡沫。

（3）本次研究的創新點在于，發泡設備中所使用的拉泡網與普通生產工藝中的拉泡網不同。清潔用致密纏繞鋼絲球形成的拉泡網網孔均勻，通過它生成的泡沫對混凝土封閉氣孔的形成有重大影響，從而生產出符合工程要求的泡沫混凝土。

2. 泡沫混凝土發泡原理

泡沫混凝土是通過發泡機的發泡系統將發泡劑用機械方式充分發泡，并將泡沫與水泥漿均勻混合，然后經過發泡機的泵送系統進行現澆施工或模具成型的一個物理過程。泡沫劑是泡沫混凝土中的主要成分，它在機械攪拌的作用下，能形成大量穩定的泡沫。攪拌使泡沫混凝土中的膠凝材料硬質微粒黏附到泡沫的外殼上面，泡沫的氣泡就變為互相隔開的單個氣泡。單個氣泡在毛細管作用之下會產生變形而變成多面體。拌合物中的細孔分布的愈均勻、尺寸愈小，則泡沫混凝土強度愈高［2］。通常機械發泡所制的泡沫混凝土泡徑的大小可以通過人工控制，一般都小于3mm。

3.泡沫混凝土氣孔形成原理

制出合格的泡沫，只是生產泡沫混凝土的第一步，只有泡沫順利混入膠凝材料漿體，經凝結作用固定在混凝土內，形成泡沫混凝土，才能最終體現泡沫的價值。泡沫在形成混凝土的過程中，將發生一系列性能、形態的變化，并對混凝土產生重要的影響［3］。研究泡沫在混凝土內如何形成氣孔，對指導生產具有現實意義。

用發泡機制出的泡沫最終成為泡沫混凝土的氣孔一般要經歷以下過程：

3.1 氣液界面向氣——液——固界面的轉變。

泡沫本來是氣液兩相體系，由液膜包圍氣體。而膠凝材料漿體是水和膠凝材料顆粒形成的液——固兩相體系。泡沫混入膠凝材料漿體，二者就變成氣——液固三相體系，即料漿由氣泡、水、固體顆粒三相組成。這一變化使氣泡的液膜隨之發生重大變化。

3.1.1 氣泡由單純的液膜變成液固復合膜。

氣泡的膜層上大量黏附水泥等固體顆粒。原來的氣泡液膜是很薄的，只有幾納米，黏附固體顆粒后，液膜變厚。因而氣泡在進入水泥等膠凝漿體后，一般穩定性增加。單獨的泡沫只能存留幾十分鐘或者幾個小時，而混入漿體后，存留時間在延長，一般可延長2~3倍。這為固泡創造了良好的條件。

3.1.2 氣泡受到的擠壓力變大。

泡沫在單獨存在時，由于泡間液量很小只受到氣泡相互的擠壓力。因為泡沫很輕，所以它們相互間的擠壓力是極小的。但當泡沫混入水泥漿體后，由于漿體的密度大，對泡沫的擠壓力較大。這種情況在重集料漿體內更為明顯。因此，若泡沫的液膜韌性差，不夠堅固時很容易被擠壓力破壞，引起泡沫的迅速破滅。從這一點講，穩定性差的泡沫在漿體內難以存留。泡沫的破滅往往從擠壓力較大的下部漿體開始。

3.1.3 氣泡的形狀發生改變。

泡沫在混入漿體前雖也呈多邊形或不規則形，但變形小大體仍保持圓球形。但當它們混入漿體后，由于不均衡擠壓力的作用，氣泡形狀發生較大的改變，不規則性增加。在這一轉變階段，泡沫的機械強度仍以液膜為主。

3.2 氣——液——固界面向氣 ——固界面的過渡。

（1）氣——液——固界面向氣 ——固界面的過渡從澆注成型后或現場澆注后開始，到漿體初凝后結束。該階段，也就是膠凝材料的靜停階段，泡沫開始進行，黏附在氣泡膜上的膠凝顆粒慢慢生成膠凝物質，產生一定的強度，但強度仍然很弱，不足以支撐泡沫體。因此，這時的泡沫強度是一種復合強度，既有泡沫初始的液膜強度，也有膠凝物質產生的附著層強度。在水化作用剛剛開始和初期，泡沫液膜的強度仍起主導的作用，而在后期接近初凝時，凝膠作用產生的強度則占主導地位。

（2）這一階段是泡沫混凝土生產最關鍵的一個階段。盡快讓膠凝材料產生大量的膠凝物質來彌補因泡沫液膜逐漸減薄而喪失的泡沫強度，阻止泡沫在漿體初凝前破滅，是能否成功在下一步形成氣孔的技術核心。因此在這一過程中，采用快凝性膠凝材料，或者采用各種促凝措施等十分必要。

3.3 氣——固界面形成。

（1）氣——固界面形成階段泡沫將發生質的變化，泡沫層將由液——氣——固三相界面轉變為氣——固界面，泡沫變成氣孔，被膠凝物質固定在混凝土內，形成泡沫混凝土。

（2）當膠凝材料初凝后，水化開始加快進行，大量水化熱使泡沫液膜的水分蒸發。同時膠凝材料的水化，需要大量的水，泡沫液膜及泡間的水被水化消耗。這就使泡沫的液膜 逐漸減薄，最后完全消失。原來附著在氣泡膜上的水化生成物，在水膜減薄的過程中，逐漸取代水膜，形成了一個包圍氣體的膠凝層。當泡沫液膜消失時，膠凝層完全封閉了空氣，形成氣孔壁。于是泡沫完成了向氣孔轉變的全過程，最終形成了氣孔。而原來泡沫的液膜，也變成了堅固的混凝土氣孔壁。

4. 發泡設備的結構及工作原理

4.1 發泡機的工作原理。

如圖1、圖2所示，利用壓縮空氣將發泡劑溶液和壓縮空氣穿過一個特制的發泡筒，在發泡筒內的混合室中進行混合，然后在壓縮空氣的作用下，將形成的泡沫吹出發泡筒，在拉泡網的作用下形成滿足要求的泡沫，直接與水泥攪拌機中的水泥漿混合制成泡沫混凝土。

4.2 發泡筒。

4.2.1 發泡筒的尺寸。

發泡筒的規格用D* Lcm表示。其中D為筒的內徑，L為筒的有效長度，內徑D有泡沫產量和泡沫生產速度決定，一般泡沫出筒速度為0.1～0.2m/s，根據泡沫需求量，就可確定內徑D。我們選用發泡筒的尺寸為10*80。

4.2.2 發泡筒的構成。

發泡筒由筒壁、鋼絲球網格、網格固定材料、尾部料、氣混合室和噴嘴組成。

4.2.3 發泡筒工作原理。

發泡筒尾部封閉，另一端開口;封閉端同時引入兩個噴嘴，一個是壓縮空氣，另一個是發泡劑溶液。在封閉端氣、液進入處形成一個封閉的空間，稱為混合室。其作用是使壓縮空氣和發泡劑溶液在此充分、均勻混合，產生霧狀的液滴，保證產生的泡沫均勻、穩定。氣、液在離開混合室后就開始發泡，只不過此時量小，離開混合室后泡沫通過十幾個鋼絲球拉泡網。在通過鋼絲球的過程中，氣、液進一步混合，泡沫大量形成，由于鋼絲球的作用，產生的氣泡直徑均勻、細小，并逐漸穩定從出口流出［4］。

4.2.4 拉泡網的選擇。

國內外的發泡筒拉泡網采用了不同的材料，有的采用磁片有的采用玻璃球，考慮到工程實效性與經濟適用性，我們設計采用的是清潔用鋼絲球。

國內的鋼絲球原料屬于一種改拔絲，經過改拔后制作成線徑0.13mm的如同頭發絲粗細的鋼絲清潔球，致密的一匝一匝的纏繞，它對發泡過程起到了舉足輕重的作用。

4.2.5 拉泡網個數的選擇。

為了摸清鋼絲球的層數對泡沫質量的影響，我們選擇了在發泡筒內放入5、8、10、12、15個鋼絲球進行試驗，試驗結果表明:當網的個數很少時，泡沫產量較大，但泡徑較大，泡沫穩定性較差。鋼絲球的個數越多，泡沫越均勻穩定，但阻力較大，產量下降。所以根據試驗結果，網層數在10~12較合適。

4.3 鋼絲球拉泡網與傳統工藝中拉泡網對泡沫混凝土性能影響的對比。

（1）經過多次試驗調整，用鋼絲球拉泡網生成的泡沫，可完全滿足泡沫混凝土對泡沫指標的要求。同時，我們將此拉泡網的發泡情況與傳統工藝拉泡網的發泡情況進行對比，測試結果如表1所示。

（2）由表1的數據可以看出：兩種拉泡網發泡工藝指標是有明顯區別的，同樣的發泡劑，采用普通拉泡網，其發泡倍數小，穩泡性能也明顯不如使用鋼絲球拉泡網好。

表1 兩種拉泡網發泡參數對比

發泡工藝 項目 要求指標 試驗結果

普通拉泡網

鋼絲球拉泡網 發泡倍數 >20 18

1h沉降距mm <10 14

1h泌水量ml <80 82

發泡倍數 >20 21

1h沉降距mm <10 9

1h泌水量ml <80 75

4.4 鋼絲球拉泡網發泡的物理過程。

物理充氣發泡技術的運用是形成輕質混凝土微孔的關鍵成分，氣——液——固界面向氣 ——固界面的過渡過程。通過鋼絲球與發泡劑在管道中的接受作用，能夠盡快讓膠凝材料產生大量的膠凝物質，從而彌補了因泡沫液膜逐漸減薄而喪失的泡沫強度，阻止泡沫在漿體初凝前破滅［5］。從而能夠完美的形成氣孔，提高泡沫混凝土強度、增加保溫效果等性能。

從根本上來說，鋼絲球主要提高了泡沫混凝土的以下四個基本技術要求：

4.4.1 增強了泡沫的穩定性。

穩定性好的泡沫，其液膜堅固、機械強度好，不易在漿體擠壓下破滅或過度變形。

4.4.2 增加了泡沫的均勻性。

理論要求生成泡沫時，氣孔的理想孔徑分布越窄越好，發泡劑穿過鋼絲球所生成的氣孔大小一致、均勻穩定，有效的避免了壓應力在大泡孔處集中而降低的抗壓強度。

4.4.3 生成泡徑小。

經過鋼絲球后生成的泡徑，基本保護在0.1~1mm之間，試驗表明，1mm泡徑的泡沫混凝土抗壓強度，要比3mm泡徑的泡沫混凝土至少高20%。

4.4.4 生成泡沫為海綿狀泡沫。

泡沫含水量大小直接影響生成泡沫的種類是水多泡少的乳狀泡沫還是泡多水少的海綿狀泡沫。經過鋼絲球作用的泡沫，含水量小，是適宜生產使用的海綿狀泡沫。 5. 總結（1）在長期的試驗中我們發現，不少泡沫對膠凝材料的膠凝過程有妨礙，不但降低泡沫混凝土強度，有時甚至使硬化后的混凝土基本喪失強度，像一般散砂。這一般是由于所生成的泡沫穩定性差造成的，其實質就是泡沫的氣泡結構不堅牢，容易破裂，導致氣泡破裂后空氣跑掉，從而導致漿體缺乏支撐而造成胚體破壞。在氣泡破滅之后，漿體失去支撐，體積縮小，易造成塌模，對泡沫混凝土施工產生非常壞的影響。（2）泡沫混凝土的性能在很大程度上是由于氣孔結構來決定的。球形封閉氣孔，孔徑分布均勻細小，泡沫混凝土不透水，不透氣。不透氣保溫性好，不透水則防水抗潮及耐久性好。氣孔均勻細小則混凝土的抗壓強度高。穩定性越好的泡沫，抵抗外力的能力就越強。就越不易變形。從而能夠更好的應用到工程項目中。（3）經過鋼絲球過渡后的泡沫，與傳統拉泡網工藝相比，起泡穩定可靠，泌水很低，密細均勻，外表像海綿，幾個小時都不會消。各方面都滿足泡沫混凝土生產技術要求。同時也初步解決了在泡沫混凝土生產過程中遇到的泡沫不宜儲存的局限。參考文獻［1］ 〖ZK(#〗張磊，楊鼎宜.輕質泡沫混凝土的研究及應用現狀［J］.混凝土，2005( 8):44~48.［2］ 閆振甲，何艷群泡沫混凝土實用生產技術［M］.北京;化學工業出版社，2006.6.［3］ 李 良. 泡沫混凝土中的泡沫成型機理研究［J］.砌塊與墻板，2010 (12):41~43.［4］ 李啟金，李國忠，余徉輯，蔣曉妹. 輕質泡沫混凝土新型制備方法的研究［J］.砌塊與墻板，2012 (17):25~28. ［5］ 范麗，張建旭.泡沫穩定性對泡沫混凝土的影響以及穩定措施［J］.建筑與工程，［基金項目］上海市城鄉建設和交通委員會科研項目《復合型輕質混凝土在世博軸綜合利用改建項目中的研究與應用》（建管2013-009-005）。國家科技部“十二五”課題《村鎮建筑節能關鍵技術集成與示范》（2011BAJ08B10）。 ［文章編號］1619-2737（2014）05-22-791

如圖1、圖2所示，利用壓縮空氣將發泡劑溶液和壓縮空氣穿過一個特制的發泡筒，在發泡筒內的混合室中進行混合，然后在壓縮空氣的作用下，將形成的泡沫吹出發泡筒，在拉泡網的作用下形成滿足要求的泡沫，直接與水泥攪拌機中的水泥漿混合制成泡沫混凝土。

4.2 發泡筒。

4.2.1 發泡筒的尺寸。

發泡筒的規格用D* Lcm表示。其中D為筒的內徑，L為筒的有效長度，內徑D有泡沫產量和泡沫生產速度決定，一般泡沫出筒速度為0.1～0.2m/s，根據泡沫需求量，就可確定內徑D。我們選用發泡筒的尺寸為10*80。

4.2.2 發泡筒的構成。

發泡筒由筒壁、鋼絲球網格、網格固定材料、尾部料、氣混合室和噴嘴組成。

4.2.3 發泡筒工作原理。

發泡筒尾部封閉，另一端開口;封閉端同時引入兩個噴嘴，一個是壓縮空氣，另一個是發泡劑溶液。在封閉端氣、液進入處形成一個封閉的空間，稱為混合室。其作用是使壓縮空氣和發泡劑溶液在此充分、均勻混合，產生霧狀的液滴，保證產生的泡沫均勻、穩定。氣、液在離開混合室后就開始發泡，只不過此時量小，離開混合室后泡沫通過十幾個鋼絲球拉泡網。在通過鋼絲球的過程中，氣、液進一步混合，泡沫大量形成，由于鋼絲球的作用，產生的氣泡直徑均勻、細小，并逐漸穩定從出口流出［4］。

4.2.4 拉泡網的選擇。

國內外的發泡筒拉泡網采用了不同的材料，有的采用磁片有的采用玻璃球，考慮到工程實效性與經濟適用性，我們設計采用的是清潔用鋼絲球。

國內的鋼絲球原料屬于一種改拔絲，經過改拔后制作成線徑0.13mm的如同頭發絲粗細的鋼絲清潔球，致密的一匝一匝的纏繞，它對發泡過程起到了舉足輕重的作用。

4.2.5 拉泡網個數的選擇。

為了摸清鋼絲球的層數對泡沫質量的影響，我們選擇了在發泡筒內放入5、8、10、12、15個鋼絲球進行試驗，試驗結果表明:當網的個數很少時，泡沫產量較大，但泡徑較大，泡沫穩定性較差。鋼絲球的個數越多，泡沫越均勻穩定，但阻力較大，產量下降。所以根據試驗結果，網層數在10~12較合適。

4.3 鋼絲球拉泡網與傳統工藝中拉泡網對泡沫混凝土性能影響的對比。

（1）經過多次試驗調整，用鋼絲球拉泡網生成的泡沫，可完全滿足泡沫混凝土對泡沫指標的要求。同時，我們將此拉泡網的發泡情況與傳統工藝拉泡網的發泡情況進行對比，測試結果如表1所示。

（2）由表1的數據可以看出：兩種拉泡網發泡工藝指標是有明顯區別的，同樣的發泡劑，采用普通拉泡網，其發泡倍數小，穩泡性能也明顯不如使用鋼絲球拉泡網好。

表1 兩種拉泡網發泡參數對比

發泡工藝 項目 要求指標 試驗結果

普通拉泡網

鋼絲球拉泡網 發泡倍數 >20 18

1h沉降距mm <10 14

1h泌水量ml <80 82

發泡倍數 >20 21

1h沉降距mm <10 9

1h泌水量ml <80 75

4.4 鋼絲球拉泡網發泡的物理過程。

物理充氣發泡技術的運用是形成輕質混凝土微孔的關鍵成分，氣——液——固界面向氣 ——固界面的過渡過程。通過鋼絲球與發泡劑在管道中的接受作用，能夠盡快讓膠凝材料產生大量的膠凝物質，從而彌補了因泡沫液膜逐漸減薄而喪失的泡沫強度，阻止泡沫在漿體初凝前破滅［5］。從而能夠完美的形成氣孔，提高泡沫混凝土強度、增加保溫效果等性能。

從根本上來說，鋼絲球主要提高了泡沫混凝土的以下四個基本技術要求：

4.4.1 增強了泡沫的穩定性。

穩定性好的泡沫，其液膜堅固、機械強度好，不易在漿體擠壓下破滅或過度變形。

4.4.2 增加了泡沫的均勻性。

理論要求生成泡沫時，氣孔的理想孔徑分布越窄越好，發泡劑穿過鋼絲球所生成的氣孔大小一致、均勻穩定，有效的避免了壓應力在大泡孔處集中而降低的抗壓強度。

4.4.3 生成泡徑小。

經過鋼絲球后生成的泡徑，基本保護在0.1~1mm之間，試驗表明，1mm泡徑的泡沫混凝土抗壓強度，要比3mm泡徑的泡沫混凝土至少高20%。

4.4.4 生成泡沫為海綿狀泡沫。

泡沫含水量大小直接影響生成泡沫的種類是水多泡少的乳狀泡沫還是泡多水少的海綿狀泡沫。經過鋼絲球作用的泡沫，含水量小，是適宜生產使用的海綿狀泡沫。 5. 總結（1）在長期的試驗中我們發現，不少泡沫對膠凝材料的膠凝過程有妨礙，不但降低泡沫混凝土強度，有時甚至使硬化后的混凝土基本喪失強度，像一般散砂。這一般是由于所生成的泡沫穩定性差造成的，其實質就是泡沫的氣泡結構不堅牢，容易破裂，導致氣泡破裂后空氣跑掉，從而導致漿體缺乏支撐而造成胚體破壞。在氣泡破滅之后，漿體失去支撐，體積縮小，易造成塌模，對泡沫混凝土施工產生非常壞的影響。（2）泡沫混凝土的性能在很大程度上是由于氣孔結構來決定的。球形封閉氣孔，孔徑分布均勻細小，泡沫混凝土不透水，不透氣。不透氣保溫性好，不透水則防水抗潮及耐久性好。氣孔均勻細小則混凝土的抗壓強度高。穩定性越好的泡沫，抵抗外力的能力就越強。就越不易變形。從而能夠更好的應用到工程項目中。（3）經過鋼絲球過渡后的泡沫，與傳統拉泡網工藝相比，起泡穩定可靠，泌水很低，密細均勻，外表像海綿，幾個小時都不會消。各方面都滿足泡沫混凝土生產技術要求。同時也初步解決了在泡沫混凝土生產過程中遇到的泡沫不宜儲存的局限。參考文獻［1］ 〖ZK(#〗張磊，楊鼎宜.輕質泡沫混凝土的研究及應用現狀［J］.混凝土，2005( 8):44~48.［2］ 閆振甲，何艷群泡沫混凝土實用生產技術［M］.北京;化學工業出版社，2006.6.［3］ 李 良. 泡沫混凝土中的泡沫成型機理研究［J］.砌塊與墻板，2010 (12):41~43.［4］ 李啟金，李國忠，余徉輯，蔣曉妹. 輕質泡沫混凝土新型制備方法的研究［J］.砌塊與墻板，2012 (17):25~28. ［5］ 范麗，張建旭.泡沫穩定性對泡沫混凝土的影響以及穩定措施［J］.建筑與工程，［基金項目］上海市城鄉建設和交通委員會科研項目《復合型輕質混凝土在世博軸綜合利用改建項目中的研究與應用》（建管2013-009-005）。國家科技部“十二五”課題《村鎮建筑節能關鍵技術集成與示范》（2011BAJ08B10）。 ［文章編號］1619-2737（2014）05-22-791

如圖1、圖2所示，利用壓縮空氣將發泡劑溶液和壓縮空氣穿過一個特制的發泡筒，在發泡筒內的混合室中進行混合，然后在壓縮空氣的作用下，將形成的泡沫吹出發泡筒，在拉泡網的作用下形成滿足要求的泡沫，直接與水泥攪拌機中的水泥漿混合制成泡沫混凝土。

4.2 發泡筒。

4.2.1 發泡筒的尺寸。

發泡筒的規格用D* Lcm表示。其中D為筒的內徑，L為筒的有效長度，內徑D有泡沫產量和泡沫生產速度決定，一般泡沫出筒速度為0.1～0.2m/s，根據泡沫需求量，就可確定內徑D。我們選用發泡筒的尺寸為10*80。

4.2.2 發泡筒的構成。

發泡筒由筒壁、鋼絲球網格、網格固定材料、尾部料、氣混合室和噴嘴組成。

4.2.3 發泡筒工作原理。

發泡筒尾部封閉，另一端開口;封閉端同時引入兩個噴嘴，一個是壓縮空氣，另一個是發泡劑溶液。在封閉端氣、液進入處形成一個封閉的空間，稱為混合室。其作用是使壓縮空氣和發泡劑溶液在此充分、均勻混合，產生霧狀的液滴，保證產生的泡沫均勻、穩定。氣、液在離開混合室后就開始發泡，只不過此時量小，離開混合室后泡沫通過十幾個鋼絲球拉泡網。在通過鋼絲球的過程中，氣、液進一步混合，泡沫大量形成，由于鋼絲球的作用，產生的氣泡直徑均勻、細小，并逐漸穩定從出口流出［4］。

4.2.4 拉泡網的選擇。

國內外的發泡筒拉泡網采用了不同的材料，有的采用磁片有的采用玻璃球，考慮到工程實效性與經濟適用性，我們設計采用的是清潔用鋼絲球。

國內的鋼絲球原料屬于一種改拔絲，經過改拔后制作成線徑0.13mm的如同頭發絲粗細的鋼絲清潔球，致密的一匝一匝的纏繞，它對發泡過程起到了舉足輕重的作用。

4.2.5 拉泡網個數的選擇。

為了摸清鋼絲球的層數對泡沫質量的影響，我們選擇了在發泡筒內放入5、8、10、12、15個鋼絲球進行試驗，試驗結果表明:當網的個數很少時，泡沫產量較大，但泡徑較大，泡沫穩定性較差。鋼絲球的個數越多，泡沫越均勻穩定，但阻力較大，產量下降。所以根據試驗結果，網層數在10~12較合適。

4.3 鋼絲球拉泡網與傳統工藝中拉泡網對泡沫混凝土性能影響的對比。

（1）經過多次試驗調整，用鋼絲球拉泡網生成的泡沫，可完全滿足泡沫混凝土對泡沫指標的要求。同時，我們將此拉泡網的發泡情況與傳統工藝拉泡網的發泡情況進行對比，測試結果如表1所示。

（2）由表1的數據可以看出：兩種拉泡網發泡工藝指標是有明顯區別的，同樣的發泡劑，采用普通拉泡網，其發泡倍數小，穩泡性能也明顯不如使用鋼絲球拉泡網好。

表1 兩種拉泡網發泡參數對比

發泡工藝 項目 要求指標 試驗結果

普通拉泡網

鋼絲球拉泡網 發泡倍數 >20 18

1h沉降距mm <10 14

1h泌水量ml <80 82

發泡倍數 >20 21

1h沉降距mm <10 9

1h泌水量ml <80 75

4.4 鋼絲球拉泡網發泡的物理過程。

物理充氣發泡技術的運用是形成輕質混凝土微孔的關鍵成分，氣——液——固界面向氣 ——固界面的過渡過程。通過鋼絲球與發泡劑在管道中的接受作用，能夠盡快讓膠凝材料產生大量的膠凝物質，從而彌補了因泡沫液膜逐漸減薄而喪失的泡沫強度，阻止泡沫在漿體初凝前破滅［5］。從而能夠完美的形成氣孔，提高泡沫混凝土強度、增加保溫效果等性能。

從根本上來說，鋼絲球主要提高了泡沫混凝土的以下四個基本技術要求：

4.4.1 增強了泡沫的穩定性。

穩定性好的泡沫，其液膜堅固、機械強度好，不易在漿體擠壓下破滅或過度變形。

4.4.2 增加了泡沫的均勻性。

理論要求生成泡沫時，氣孔的理想孔徑分布越窄越好，發泡劑穿過鋼絲球所生成的氣孔大小一致、均勻穩定，有效的避免了壓應力在大泡孔處集中而降低的抗壓強度。

4.4.3 生成泡徑小。

經過鋼絲球后生成的泡徑，基本保護在0.1~1mm之間，試驗表明，1mm泡徑的泡沫混凝土抗壓強度，要比3mm泡徑的泡沫混凝土至少高20%。

4.4.4 生成泡沫為海綿狀泡沫。

泡沫含水量大小直接影響生成泡沫的種類是水多泡少的乳狀泡沫還是泡多水少的海綿狀泡沫。經過鋼絲球作用的泡沫，含水量小，是適宜生產使用的海綿狀泡沫。 5. 總結（1）在長期的試驗中我們發現，不少泡沫對膠凝材料的膠凝過程有妨礙，不但降低泡沫混凝土強度，有時甚至使硬化后的混凝土基本喪失強度，像一般散砂。這一般是由于所生成的泡沫穩定性差造成的，其實質就是泡沫的氣泡結構不堅牢，容易破裂，導致氣泡破裂后空氣跑掉，從而導致漿體缺乏支撐而造成胚體破壞。在氣泡破滅之后，漿體失去支撐，體積縮小，易造成塌模，對泡沫混凝土施工產生非常壞的影響。（2）泡沫混凝土的性能在很大程度上是由于氣孔結構來決定的。球形封閉氣孔，孔徑分布均勻細小，泡沫混凝土不透水，不透氣。不透氣保溫性好，不透水則防水抗潮及耐久性好。氣孔均勻細小則混凝土的抗壓強度高。穩定性越好的泡沫，抵抗外力的能力就越強。就越不易變形。從而能夠更好的應用到工程項目中。（3）經過鋼絲球過渡后的泡沫，與傳統拉泡網工藝相比，起泡穩定可靠，泌水很低，密細均勻，外表像海綿，幾個小時都不會消。各方面都滿足泡沫混凝土生產技術要求。同時也初步解決了在泡沫混凝土生產過程中遇到的泡沫不宜儲存的局限。參考文獻［1］ 〖ZK(#〗張磊，楊鼎宜.輕質泡沫混凝土的研究及應用現狀［J］.混凝土，2005( 8):44~48.［2］ 閆振甲，何艷群泡沫混凝土實用生產技術［M］.北京;化學工業出版社，2006.6.［3］ 李 良. 泡沫混凝土中的泡沫成型機理研究［J］.砌塊與墻板，2010 (12):41~43.［4］ 李啟金，李國忠，余徉輯，蔣曉妹. 輕質泡沫混凝土新型制備方法的研究［J］.砌塊與墻板，2012 (17):25~28. ［5］ 范麗，張建旭.泡沫穩定性對泡沫混凝土的影響以及穩定措施［J］.建筑與工程，［基金項目］上海市城鄉建設和交通委員會科研項目《復合型輕質混凝土在世博軸綜合利用改建項目中的研究與應用》（建管2013-009-005）。國家科技部“十二五”課題《村鎮建筑節能關鍵技術集成與示范》（2011BAJ08B10）。 ［文章編號］1619-2737（2014）05-22-791