Взаимосвязь структуры пены и технологического регламента производства пенобетона
Структура и технологические характеристики пены существенно изменяются в зависимости от ее кратности. Соответственно, и пенобетон будет наследовать подобную изменчивость своих характеристик в зависимости от качества и свойств пены.
Поэтому высказывания вроде «в методе сухой минерализации используются низкократные пены» либо «в традиционном методе производства пенобетона используются высокократные пены» не могут быть приняты ни исследователем, ни практиком, ибо в таком широком диапазоне кратности пена претерпевает весьма существенные структурные изменения, которые неизбежно унаследует и пенобетон.
Низкократные пены (иногда их называют «мокрые пены») кратностью 2-6 характеризует сферическая форма пор, отсутствие жесткого структурного каркаса, повышенная текучесть и избыток воды. Такие пены легко приготавливаются уже при минимальных количествах пенообразователя (ориентировочно до 0,5 % по отношению к воде), поэтому и отрицательное влияние ПАВ на кинетику гидратации цемента будет минимальным.
Низкократные пены крайне нестабильны. Но при введении в подобную низкократную пену минерального порошка (заполнитель и/или цемент) синерезис (истечение жидкости из пены) существенно замедляются либо прекращаются вовсе. Минеральный порошок закупоривает каналы Плато, на уровне сорбционных (и хемсорбционных, что очень важно, но об этом далее) процессов упрочняет пенный пузырек (иногда говорят - «бронирует»). Кроме того, сорбция воды сухой минеральной смесью, связывание ее в сольватные оболочки и гидратные новообразования также существенно снижает количество «лишней» воды в системе. В результате подобных процессов стойкость пено-минеральной массы существенно выше, чем пены.
Из-за того, что все эти процессы несколько растянуты по времени, формируются условия, при которых изначальная внутриструктурная подвижность низкократных пен, обусловленная наличием излишней жидкой фазы (воды) в форме толстых пленок вокруг мелких сферических воздушных пор, тем не менее предопределяет высокую устойчивость пено-минеральной массы даже при пониженных водотвердных соотношениях (В/Т < 0.5).
Помимо того, что уменьшение количества воды затворения в цементной системе само по себе является мощным фактором ускорения его схватывания и твердения, такие низкие В/Т (практически недостижимые при всех остальных способах приготовления пенобетона и весьма приближающиеся к оптимуму по В/Ц) позволяют существенно сократить цикл производства пеносмеси (вплоть до применения установок непрерывного цикла), использовать быстросхваты - вающиеся вяжущие (в том числе гипсовые и «взрывные» ускорители схватывания - силикат-натриевые композиции). Становится также возможным применение внешнего вибрационного воздействия на пенобетонную смесь на стадии ее укладки и формования.
На описанных выше эффектах основан метод сухой минерализации производства пенобетона.