Механизм образования газовых пор в растворной смеси —
Физико-технические свойства газобетона зависят от качества структуры материала, то есть от объемной пористости, размера пор, их расположения относительно друг друга, свойств межпоровых перегородок и т. д. Учитывая актуальность проблемы повышения качества материала за счет улучшения его структуры, в институте проведены исследования по выявлению механизма зарождения, роста и стабилизации газовой поры в растворной смеси.
Поризация растворной смеси при производстве газобетонов в основном осуществляется за счет реакции алюминиевой пудры со щелочью, в результате чего образуется водород, который и поризует растворную смесь. Процесс взаимодействия алюминиевой пудры со щелочью с выделением водорода рассматривался ранее другими авторами. Подробно исследован дисперсный состав алюминиевой пудры различных марок установлены соотношения между размерами отдельных частиц алюминиевой пудры, теоретически подсчитано количество водорода, выделяемого из отдельной частицы алюминия1. А. П. Меркни и Б. М. Румянцев определили количество трещин в алюминиевой частичке, через которые происходит реакция взаимодействия! алюминия со щелочью. Исследовано влияние со щелочью в отсутствии ПХВ- иаблюдается следующая картина з~ рождения газового пузырька (рис. 2).
Скорость роста и уменьшения от- ильных пор зависит в основном от взаимного расположения пузырьков относительно друг друга, то есть пузырьки могут контактироваться друг с другом и на месте контакта диффузия будет протекать через двойные адсорбционные слои ПАВ. Кроме того, могут быть разделены растворной перегородкой, значит в этом случае диффузия будет протекать через поверхностные и растворную «перегородку. Скорость диффузии зависит и от числа контактов между отдельными порами. С их увеличением скорость возрастает.
В данном механизме необходимо выделить следующие ни ты диффузии; диффузия газа из газового пузырька в раствор; диффузия газа из пузырька с меньшим диаметром в пузырек большего диаметра через двойные адсорбционные пленки; диффузия газа из раствора, насыщенного газом, в пузырек.
В процессе формирования структура ячеистого материала во время его вспучивания наблюдаются все три вида диффузии. В первые моменты вспучивания наблюдается интенсивная диффузия водорода в смесь, то есть образующиеся мелкие пузырьки быстро уменьшаются до полного исчезновения. Объясняется это тем, что растворная смесь еще не насыщена водородом и между концентрацией газа в пузырьке и в смеси существует значительный градиент, что и вызывает уменьшение газового пузырька за счет диффузии газа в смесь. Но по мере протекания процесса вспучивания растворная смесь насыщается водородом и диффузия в нее водорода снижается. Происходят только отдельные случаи диффузии, которые наблюдаются из очень мелких — пузырьков в смесь. В результате растворения мелких пузырьков смесь оказывается пересыщенной водородом по отношению к более крупным пузырькам, водород из смеси начинает диффундировать в более крупные пузырьки, вызывая их увеличение. Рост поры также осуществляется и за счет диффузии газов из мелких лор в более крупные. В этом случае диффузия протекает через контакты, то есть точки соприкосновения пор.
Формирование структуры ячеистого материала с определенными размерами газовых пор в огромной степени зависит от природы используемого ПАВ, так как оно, адсорбируясь на поверхности раздела газового пузырька и раствора, создает адсорбционные пленки, от свойств которых и зависит протекаемая диффузия газов.
На рост газовых пор существенное влияние оказывает и увеличение температуры во время процесса вспучивания. Так, с ростом температуры увеличивается объем водорода и водяных паров в поре по известным зависимостям.
Момент образования капиллярно-пористой структуры ячеистого материала прекращает изменение объема пор в силу потерн смесью способности деформироваться. Следовательно, изменение размера пор прекращается в момент окончания процесса вспучивания ячеистой смеси, и чем быстрее протекает процесс вспучивания, тем время роста поры короче, а размер поры меньше.