Фактор устойчивости, обусловленный теорией ДЛФО
Эта теория, названная по имени разработавших ее ученых (Дерягин, Ландау, Фервей и Овербек - ДЛФО), исходит из основного представления о балансе сил, возникающих между сблизившимися на короткое расстояние частицами двухкомпонентной дисперсной системы. В устойчивой системе при сближении частиц и перекрытии поверхностных слоев преобладают силы отталкивания электростатической природы. Эти силы препятствуют сближению частиц на расстояния, где может проявиться уже более сильное воздействие, обусловленное молекулярным притяжением.
Внешняя оболочка пенного пузырька состоит из ориентированного слоя молекул, обладающих неким суммарным электростатическим зарядом. Благодаря этим электростатическим силам при сближении нескольких пузырьков между ними возникает взаимное отталкивание. Если сила, сближающая пенные пузырьки, преодолеет электростатическую силу отталкивания, пузырьки соединятся и лопнут.
Даже такое сильно упрощенное объяснение теории ДЛФО для двухкомпо - нентных (вода+ПАВ) систем довольно сложно понять. И столь же непонятно, как по-новому начинает работать эта теория в многокомпонентных системах - в той же пенобетонной смеси.
Если взять два магнита и сближать их одинаковыми полюсами, то на определенном расстоянии они начнут отталкиваться. Это иллюстрация теории ДЛФО для двухкомпонентных систем: двухкомпонентная среда «воздух+маг - ниты» аналогична среде «вода+ПАВ». А электромагнитные силы отталкивания двух магнитов по своему проявлению аналогичны электростатическим силам отталкивания двух пенных пузырьков.
Смоделируем трехкомпонентную систему: поместим между магнитами листок бумаги. Легко убедиться - ничего не изменилось, магниты все так же взаимно отталкиваются.
Заменим бумагу на кусочек жести, и характер взаимодействования магнитов станет иным. Сначала они все так же будут отталкиваться, но на определенном расстоянии начнут притягиваться. Если же вместо жести взять брусок металла, то силы отталкивания и вовсе сменятся силами притяжения.
Иными словами, в реальной многокомпонентной пенобетонной системе всегда найдется компонент, который изменит электростатические силы отталкивания двух пенных пузырьков, вплоть до полной замены их силами притяжения, и тогда устойчивость пены многократно снизится.
Такими «вредными компонентами» могут стать электролиты (а к ним относятся все ускорители схватывания и твердения цемента). Кроме того, некоторые ПАВ способны адсорбироваться на цементе и продуктах его гидратации, изменяя тем самым их электростатические характеристики. К примеру, один из элементов цементного клинкера - С3А (трехкальциевый алюминат), настолько негативно влияет на устойчивость пены, что даже в нормативах ГОСТ на пенобетон есть специальное предостережение: не рекомендуется применять цемент с С3А > 6 %.