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集成化房屋菱镁发泡剂的作用机理是什么?
信息来源:www.13793170921.com    发布时间:2025.12.16

好的,集成化房屋中使用的菱镁发泡剂的作用机理主要体现在以下几个方面,旨在在菱镁水泥(氯氧镁水泥)基体中引入大量均匀、细小的封闭气孔,从而赋予材料轻质、保温、隔音等关键性能:

1. 降低表面张力与气泡生成:

* 菱镁发泡剂的成分通常是表面活性剂(如阴离子、非离子或复合型)。这些分子具有亲水端和疏水端。

* 当发泡剂溶液在机械搅拌(或压缩空气)作用下混入空气时,表面活性剂分子会迅速吸附在气-液界面上。疏水端朝向空气,亲水端朝向水溶液。

* 这种吸附作用显著降低了溶液的表面张力,使得空气更容易被分散、包裹,形成大量初始气泡。表面张力越低,形成气泡所需的能量越小,气泡越容易生成且数量越多。

2. 气泡的稳定与维持:

* 仅仅生成气泡是不够的,关键是要在后续的搅拌、输送、浇注和硬化过程中保持气泡的稳定,防止其合并(聚并)或(消泡)。

* 发泡剂中的稳泡成分(可能是一些高分子聚合物、蛋白质或特定的稳泡剂)在气泡膜表面形成一层具有一定粘弹性和机械强度的保护膜。

* 这层膜能抵抗气泡间的液膜排液(排水作用减弱),增加液膜粘度,减缓气体扩散,从而有效阻止气泡聚并变大或消失。

* 发泡剂需要与菱镁水泥体系(高碱性、含Mg²⁺、Cl⁻等离子)具有良好的相容性,确保在复杂的化学环境中也能维持其稳泡性能。

3. 与菱镁水泥浆体的均匀混合与分散:

* 生成的稳定泡沫需要与菱镁水泥浆体(氧化体与氯化镁溶液混合而成)进行充分、均匀的混合。

* 在搅拌过程中,泡沫被剪切成更小的气泡并均匀分散到水泥浆体中。发泡剂的稳泡性能确保了气泡在粘稠且具有触变性的水泥浆体中能保持独立存在和均匀分布,不会轻易上浮或下沉造成分层。

* 浆体的稠度(水灰比)对泡沫的引入和稳定性至关重要。合适的稠度既能包裹住气泡,又不至于因粘度过大而难以混合均匀或导致气泡变形。

4. 在硬化过程中的稳定性:

* 菱镁水泥的硬化过程伴随着复杂的化学反应(主要是形成5Mg(OH)₂·MgCl₂·8H₂O,即5·1·8相或称为518相),并释放热量。

* 发泡剂及其稳泡体系必须耐受这种碱性环境(pH通常>10)和反应放热产生的高温(内部温度可达70-90°C甚至更高)。劣质的发泡剂在此条件下会迅速失效,导致气泡大量,造成塌模或结构疏松。

* 稳定的气泡在水泥浆体逐渐凝结、硬化的过程中,被固化在水泥石基体中,成为性的封闭孔隙。

5. 形成多孔轻质结构:

* 终,当菱镁水泥完全硬化后,原先被气泡占据的空间就形成了大量独立或半连通的微小封闭气孔。

* 这些气孔显著降低了材料的体积密度(通常可降至300-1000 kg/m³范围),实现了轻量化,这对于集成化房屋的运输、吊装和整体结构减重至关重要。

* 封闭气孔内的空气是热和声的不良导体,因此赋予了材料优异的保温隔热和隔音吸声性能,提升了房屋的居住舒适性和节能效果。

* 气孔的均匀性和尺寸分布(通常追求细小且均匀)对材料的力学强度、保温性能和耐久性有直接影响。的发泡剂是实现理想孔结构的关键。

总结来说,菱镁发泡剂的作用机理是一个贯穿始终的“生成-稳定-分散-固结”过程: 它通过降低表面张力生成气泡,利用稳泡成分维持气泡在搅拌、混合及严苛化学/热环境下的稳定性,确保气泡均匀分散于水泥浆体中,并终在水泥硬化过程中被完好地固结下来,形成具有轻质、保温、隔音功能的多孔菱镁水泥基复合材料,满足集成化房屋对材料性能的需求。