5. Факторы устойчивости обусловленные диффузионным переносом газа.
В соответствии с уравнением Лапласа давление воздуха в пенных пузырьках обратно пропорционально их радиусу - в маленьких пузырьках давление больше чем в больших.
Так как реальные пены всегда полидисперсны (содержат пузырьки разного размера) то возникают условия, когда воздух из области повышенного давления (маленький пузырек) стремится в область меньшего давления (большой пузырек).
Разность давлений между двумя соприкасающимися пузырьками разной размерности компенсируется кривизной стенок пузырьков – перегородка в точке контакта двух пузырьков прогибается в сторону более крупного пузырька.
Пенные пленки обладают определенной упругостью, и такое равновесное состояние оставалось бы стабильным, если бы они являлись совершенно непроницаемы для газа, содержащегося в пузырьках.
Но это условие не достижимо т.к. газ способен диффундировать (проникать) через стенки пенных пузырьков, устремляясь из области высокого давления в область низкого. В результате маленькие пузырьки становятся еще меньше, а большие пузырьки становятся еще больше – пока не лопнут. Разрушение пенного пузырька происходит практически мгновенно, со скоростью взрыва. Разлетающиеся осколки «прошивают» соседние пузырьки и разрушают их – процесс может приобрести лавинообразный характер.
В полидисперсной пене существует определенная фракция пенных пузырьков, которая «сохраняет нейтралитет» - они и не самые крупные и не самые мелкие – средние, поэтому процессы разрушения, обусловленные диффузионным переносом газа коснутся их в самую последнюю очередь. Для каждого вида пенообразователя такая «нейтральная» размерность пенных пузырьков своя. Так для пен, образованных на основе пенообразователя из сульфонола наиболее оптимальна размерность в 0.12 – 0.16 мм. Чем больше в составе такой пены пузырьков именно этой размерности, тем стабильней будет полученная пена, при прочих равных условиях.
Именно во многом из-за того, что доморощенные «кулибины» не учитывают фактор устойчивости пены, обусловленный диффузионным переносом газа их самодельные пеногенераторы не способны производить качественную пену. Используемый в подобных устройствах метод генерации пены «на сетках» не имеет ничего общего с продуванием воздуха через кухонные проволочные мочалки – на выходе получается чрезвычайно полидисперсная пена, которая быстро разрушается как сама по себе, так и гораздо быстрей при «встрече» с цементным раствором. В итоге пена из таких пеногенераторов на вид распрекрасная, а пенобетон из неё – брак.
=======================
Полностью все факторы устойчивости пены, а их аж целых 7 штук (с «подштуками» еще больше) рассмотрены во второй части статьи «Пенообразователи. Способы контроля и управления процессом пеногенерации». Журнал «Популярное бетоноведение» №4
С уважением Сергей Ружинский
В соответствии с уравнением Лапласа давление воздуха в пенных пузырьках обратно пропорционально их радиусу - в маленьких пузырьках давление больше чем в больших.
Так как реальные пены всегда полидисперсны (содержат пузырьки разного размера) то возникают условия, когда воздух из области повышенного давления (маленький пузырек) стремится в область меньшего давления (большой пузырек).
Разность давлений между двумя соприкасающимися пузырьками разной размерности компенсируется кривизной стенок пузырьков – перегородка в точке контакта двух пузырьков прогибается в сторону более крупного пузырька.
Пенные пленки обладают определенной упругостью, и такое равновесное состояние оставалось бы стабильным, если бы они являлись совершенно непроницаемы для газа, содержащегося в пузырьках.
Но это условие не достижимо т.к. газ способен диффундировать (проникать) через стенки пенных пузырьков, устремляясь из области высокого давления в область низкого. В результате маленькие пузырьки становятся еще меньше, а большие пузырьки становятся еще больше – пока не лопнут. Разрушение пенного пузырька происходит практически мгновенно, со скоростью взрыва. Разлетающиеся осколки «прошивают» соседние пузырьки и разрушают их – процесс может приобрести лавинообразный характер.
В полидисперсной пене существует определенная фракция пенных пузырьков, которая «сохраняет нейтралитет» - они и не самые крупные и не самые мелкие – средние, поэтому процессы разрушения, обусловленные диффузионным переносом газа коснутся их в самую последнюю очередь. Для каждого вида пенообразователя такая «нейтральная» размерность пенных пузырьков своя. Так для пен, образованных на основе пенообразователя из сульфонола наиболее оптимальна размерность в 0.12 – 0.16 мм. Чем больше в составе такой пены пузырьков именно этой размерности, тем стабильней будет полученная пена, при прочих равных условиях.
Именно во многом из-за того, что доморощенные «кулибины» не учитывают фактор устойчивости пены, обусловленный диффузионным переносом газа их самодельные пеногенераторы не способны производить качественную пену. Используемый в подобных устройствах метод генерации пены «на сетках» не имеет ничего общего с продуванием воздуха через кухонные проволочные мочалки – на выходе получается чрезвычайно полидисперсная пена, которая быстро разрушается как сама по себе, так и гораздо быстрей при «встрече» с цементным раствором. В итоге пена из таких пеногенераторов на вид распрекрасная, а пенобетон из неё – брак.
=======================
Полностью все факторы устойчивости пены, а их аж целых 7 штук (с «подштуками» еще больше) рассмотрены во второй части статьи «Пенообразователи. Способы контроля и управления процессом пеногенерации». Журнал «Популярное бетоноведение» №4
С уважением Сергей Ружинский
