發(fā)泡劑因為都是表面活性劑或表面活性物質，因此，可根據(jù)其水溶液的電離性質分為陰離子、陽離子、非離子、兩性離子四大類。但這種分類過于學術化和抽象化。為了通俗一些，便于讀者特別是缺乏專業(yè)知識的一般讀者的理解，在后面分類介紹時，我們將發(fā)泡劑按組成的成分劃分類型，大至分為松香樹脂類、合成表面活性劑類、蛋白質類、復合類、其它類，共5個類型。

(1)松香樹脂類發(fā)泡劑(第一代發(fā)泡劑)

這類發(fā)泡劑均是以松香作為主要原料制成，應用最早也最為普遍。松香的化學結構比較復雜，其中含有松香脂酸類、芳香烴類、芳香醇類、芳香醛類及其氧化物等，分子式可表示為C20H30O2。

松香樹脂發(fā)泡劑又名引氣劑，它的主要品種有松香皂和松香熱聚物兩個。其最初均是作為混凝土砂漿引氣劑來開發(fā)應用的，后來又擴展應用為泡沫混凝土的發(fā)泡劑。

松香皂發(fā)泡劑

1.松香皂簡介

因松香中具有羧基-COOH，加入堿以后，會產(chǎn)生皂化反應生成松香酸皂、故取名為松香皂。它的主要成分是松香酸鈉，屬于陰離子表面活性劑的范疇。

松香皂是一種棕褐色透明狀膏體，含水量約22%，加水稀釋后為透明澄清液，不混濁，無沉淀，有松香特有的氣味，PH值約8-10，表面張力約為(2.9~3.1)×10N/m。

松香皂是上世紀30年代最先由美國研制開發(fā)的。我國從上世紀50年代起仿制生產(chǎn)松香皂，并應用于佛子嶺、梅山、三門峽等大型混凝土水庫大壩和一些港口工程，以微氣孔來提高其抗?jié)B性和抗凍性。當泡沫混凝土興起后，它又開始作為發(fā)泡劑使用。

2.松香皂的生產(chǎn)方法

松香皂是以松香為主料加入堿液和助劑，通過加熱反應而制取的。其生產(chǎn)方法如下:

① 首先將堿液配成一定的濃度，這一濃度與反應能否順利進行有關。它不是一個常數(shù)，而是由皂化系數(shù)來確定的。皂化系數(shù)是指1㎏松香所消耗的堿量。皂化1㎏松香所需的堿量可由下式計算:

(3-1)

式中: m 堿用量;

a 松香皂化系數(shù)

b 堿的純度;

k 堿的換算系數(shù)。

② 選取合乎技術要求的二級或三級松香，粉碎成粉末狀，放在空氣中氧化一段時間，待其顏色加深到一定程度(可憑經(jīng)驗)時便可使用。注意，松香并非品質等極越高越好，一級松香就不能使用。因為一級松香在100℃附近溫度范圍容易形成結晶而影響皂化反應。

③ 將堿溶液加入反應釜，升溫至90~100℃，在攪拌狀態(tài)下慢慢加入松香粉末。在加入松香時容易起泡而爆沸，所以要注意觀察，當要沸溢時可停止添加。當物料加完之后，可在攪拌狀態(tài)下反應一定的時間，其反應時間的長短將決定松香酸鈉的生成量。反應終點可通過反應液的外觀來判斷，方法是取出少量反應液，加入熱水稀釋，若溶液清徹透明無沉淀，即反應完全、可終止反應。最后，調整PH值8-10左右即為成品。

④ 按上述方法生成的松香皂發(fā)泡倍數(shù)低、消泡快、性能不好，為提高其性能，可在反應時加入各種改性劑，以改善其發(fā)泡能力和穩(wěn)泡性。也可以在反應結束后，在成品中加入改性劑，但效果不如在反應過程中加入。

FP-3型發(fā)泡劑是我們開發(fā)的改性松香皂新產(chǎn)品。在合成過程中，我們加入了三種改性劑，在合成后的成品內，又加入了兩種改性劑。加入陽離子表面活性劑BD后，它的起泡高度有了提高，加入非離子型表面活性劑AT后，它的穩(wěn)泡性有了明顯的改善，分散性更好。另外，加入的其它有機、無機改性劑能與陽離子及非離子改性劑有協(xié)同作用。在這些改性劑加入后，松香皂的的發(fā)泡倍數(shù)提高至35倍，泡沫全消的時間延長到>10 h，比現(xiàn)有產(chǎn)品的性能大大提高了一步。

3.松香皂的技術特點

松香皂的技術特點是生產(chǎn)工藝簡單，成本低、價格低、發(fā)泡倍數(shù)和泡沫穩(wěn)定性一般，其突出優(yōu)點是與水泥相容性好，可與水泥中的Ca反應，生成不溶性鹽，泡沫穩(wěn)定性增加，有一定的增強作用。和合成類表面活性劑相比，它對泡沫混凝土的強度提高更有利。由于其泡沫穩(wěn)定性和發(fā)泡倍數(shù)均不是太好，因而它只能用于密度大于600㎏/m以上的高密度泡沫混凝土，而不能用于500㎏/m以下的低密度泡沫混凝土。它價格雖較低但用量較大。

另外，松香皂在使用時需要加熱溶解，比較麻煩，不如其它發(fā)泡劑使用簡便。

大致講，它可以作為一種低檔次發(fā)泡劑使用。在泡沫混凝土技術要求不高時可以選用。

目前，松香皂的市場銷售價約4500元~8000元/噸，各地不等。

松香熱聚物

1.簡介

松香熱聚物是世界上出現(xiàn)最早的發(fā)泡劑，由美國1937年首創(chuàng)，稱為"文沙"樹脂(Vinso)，1938年獲得專利。它是發(fā)泡劑的始祖。文沙樹脂最早是由松樹的根部含木松香的浸出物經(jīng)過精制過程而得到的副產(chǎn)品。其性質與松香皂很相近。它最初的應用，是以產(chǎn)生的微小氣泡(稱微沫)來改善混凝土的保水性，水工工程的抗?jié)B，寒冷地區(qū)路面及大壩施工的抗凍等。日本于上世紀40年代從美國引進"文沙"技術，由山宗化學株式會社生產(chǎn)，并用于日本著名的奧只見壩、田子倉壩等大型水工工程。此后，世界各國也紛紛引進或模仿"文沙"生產(chǎn)技術，使松香熱聚物在世界范圍內廣泛應用，并使其由引氣劑延伸為發(fā)泡劑，用途更加廣泛。

我國于上世紀50年代開始仿照美國"文沙"樹脂，生產(chǎn)松香熱聚物作為引氣劑用于混凝土和砂漿，后又用于泡沫混凝土。它是我國上世紀后半葉的主要引氣劑和發(fā)泡表面活性劑品種。

2.技術原理

將松香與苯酚、硫酸等幾種物質做原料，以適當?shù)谋壤旌贤度敕磻?，?0~80℃環(huán)境下反應6h后得到鈉鹽縮合熱聚物產(chǎn)品，即可得到松香熱聚物類引氣劑，是一種棕褐色膏狀體。

不過這個反應過程相當復雜，松香中的羧酸和酚類的羥基發(fā)生縮合反應生成脂類。

所形成的大分子再與堿反應生成縮聚物的鈉鹽，其產(chǎn)物也是類屬于陰離子表面活性劑。

3. 技術特點

和松香皂相比，松香熱聚物的產(chǎn)量和用量都要低得多，不如松香皂受歡迎。這主要是因為松香熱聚物的性能與松香皂大體相當，但它的生產(chǎn)成本和價格卻較高，不利于市場競爭。另外，它的生產(chǎn)以苯酚為原料，而苯酚有毒性，有生產(chǎn)安全問題和環(huán)境問題。這一切，決定了它沒有多大的優(yōu)勢，優(yōu)點沒有松香皂多，因而推廣受到限制。從目前的情況看，它也不如松香皂的應用普遍。因此，本書不再對其進行更詳細的介紹。

(2)合成類發(fā)泡劑(第二代發(fā)泡劑)

繼松香類發(fā)泡劑之后，我國在上世紀后期，開發(fā)了各種合成表面活性劑類發(fā)泡劑。這類發(fā)泡劑在國外于上世紀50年代就廣泛地應用于水泥發(fā)泡，但由于當時我國的表面活性劑工業(yè)沒有發(fā)展起來，所以一直沒有開發(fā)應用。直到1980年以后，由于我國表面活性劑工業(yè)的規(guī)?；l(fā)展，這一類發(fā)泡劑才逐漸得到開發(fā)，并在近幾年成為發(fā)泡劑的主流型產(chǎn)品。目前，市場上出售的大部分商品水泥泡發(fā)劑，均是合成表面活性劑類，約占發(fā)泡劑總產(chǎn)銷量的60%。

合成表面活性劑類發(fā)泡劑按表面活性劑的離子性質，分為陰離子型、陽離子型、非離子型、兩性離子型，種類繁多，是一個很大的家族，但優(yōu)異性能的品種并不多，其主要原因，是這一類發(fā)泡劑總體講泡沫穩(wěn)定性較差，不適合于較低密度的泡沫混凝土。

在各種合成表面活性劑類發(fā)泡劑中，陰離子型因發(fā)泡快且發(fā)泡倍數(shù)大而受到普遍的歡迎。陽離子發(fā)泡劑價格很高且對水泥的強度有一定的影響，所以應用不多。非離子發(fā)泡劑的發(fā)泡倍數(shù)一般較小，而一般人多看重發(fā)泡能力，所以它也沒有得到廣泛的應用。兩性離子發(fā)泡劑由于成本相當高，雖發(fā)泡尚可，也應用不多。下面僅就應用較多的陰離子表面活性劑作一詳細介紹，對非離子表面活性劑也作一簡述。

陰離子表面活性劑型發(fā)泡劑

陰離子型表面活性劑可用作發(fā)泡劑的有10多種,但最常用，成本最低、最易得的，是烷基苯磺酸鹽類。其代表是十二烷基苯磺酸鈉。

它是由苯環(huán)上帶一個長鏈烷基(CH3CH2CH2…CH2 CH2…)的烷基苯，經(jīng)用濃硫酸、發(fā)煙硫酸或是液體三氧化硫作為磺化劑而制得。實踐發(fā)現(xiàn)，烷基的碳原子數(shù)以接近12時最為合適，性能最好。這個烷基可以是帶有支鏈的含有12個碳原子和各種烷基。

十二烷基苯磺酸鈉的合成工藝較為簡單，目前主要以丙烯為原材料先聚合成丙烯四聚體 十二烯(C12H24)，然后再與苯共聚成十二烷基苯復雜混合物，經(jīng)發(fā)煙硫酸磺化成十二烷基苯磺酸，并用氫氧化鈉中和成鈉鹽。

烷基苯磺酸鈉是1936年由美國首先生產(chǎn)的，那個時期因用煤油作為生產(chǎn)原料，泡沫不好，后經(jīng)多次改進成為應用最廣的表面活性劑。

它的外觀為白色或淡黃色粉末或片狀固體，易溶于水而成半透明溶液，對堿和稀酸較為穩(wěn)定，240℃發(fā)生分解。

烷基磺酸鈉的表面張力約為2.96×10N/m，具有很高的表面活性，在很低的濃度下，也會有良好的發(fā)泡力。如在0.05%濃度時的發(fā)泡力84㎜，甚至更低的濃度也能發(fā)泡。而且，它的起泡速度很快，可以瞬間起泡，泡沫量大而豐富。高泡型表面活性劑在發(fā)泡得當?shù)那闆r下，它的起泡高度可大于200㎜。

起泡快，泡沫量大，這是烷基磺酸鈉的突出優(yōu)點，也是它受到一些人歡迎的主要原因。

但是，正如許多合成表面活性劑類發(fā)泡劑一樣，烷基磺酸鈉是發(fā)泡容易存泡難。它的泡沫起的快，但消的也快，泡沫的穩(wěn)定性是較差的，泡沫發(fā)起之后，幾十分鐘就會全部消失，想保留下來不容易。即使配合穩(wěn)泡劑并采取其它技術措施，它的泡沫在30min左右也會消失大半。在發(fā)好泡之后，我們會十分清楚地看到它的氣泡一個個迅速破裂，并可聽到破泡的聲音，本來很細小的泡沫會很快合并成越來越大的泡沫。

我國的現(xiàn)有發(fā)泡劑之所以大多穩(wěn)定性差，低密度(500㎏/m以下)的泡沫混凝土難以生產(chǎn)，其重要的原因，就是因為國產(chǎn)的許多發(fā)泡劑均是合成陰離子型表面活性劑型的，有著和烷基磺酸鈉相似或相同的性能特點。

非離子表面活性劑型發(fā)泡劑

用作混凝土或水泥發(fā)泡劑的合成表面活性劑，主要是聚乙二醇型，它由含有活潑氫原子的憎水原料和環(huán)氧乙烷發(fā)生加成反應而制得。

羥基、羧基、氨基以及酰氨基等的氫原子，都具有較強的化學活性。含有上述原子的憎水材料都可以與環(huán)氧乙烷生成聚乙二醇非離子型表面活性劑。例如由烷基酚與環(huán)氧乙烷進行加成反應即可制得烷基酚聚氧乙烯醚。

當參加聚合反應的環(huán)氧乙烷比例越大時，生成的表面活性劑的水溶性就越好。

烷基酚、脂肪酸、高級脂肪胺或是脂肪酰胺也易于與環(huán)氧乙烷進行加成反應制成表面活性劑。

非離子型表面活性劑是在水溶液中不能離解成離子的一類表面活性劑，目前它的產(chǎn)量和用量僅次于陰離子型表面活性劑，具第二位。它大體有四個類型:醚型、酯型、醚酯型和含氮型。

由于非離子表面活性物分子中的低極性基團端沒有同性電荷的排斥，彼此間極易靠攏，因而它們在溶液表面排列時，疏水基團的密度就會增加，相應咸少了其它的分子數(shù)，溶液的表面張力則降低，表面活性增加，因而有一定的起泡能力。也正是因為它的疏水基團在水溶液表面排列密集，使水溶液所形成的氣泡液膜比較密實堅韌，不易破裂，所以它的泡沫穩(wěn)定性優(yōu)于烷基苯磺酸鈉，等陰離子表面活性劑，但發(fā)泡能力(起泡高度)遠不如陰離子型。由于許多人對發(fā)泡劑是先看起泡性，故非離子表面活性劑往往會因起泡能力不強而不被人選用。

從長遠看，由于非離子表面活性劑本身的特性，它被廣泛用作發(fā)泡劑的可能是很少的，前景遠不如陰離子型表面活性劑。

(3)蛋白活性物型發(fā)泡劑(第三代發(fā)泡劑)

蛋白型發(fā)泡劑是目前的高檔發(fā)泡劑，性能較好，發(fā)展前景也較好。從發(fā)展的總趨勢看，它在近幾年的應用當中將占有越來越大的比例。雖然它的價格很高(大多在1.5萬元/噸以上)，由于它的性能較好，仍然會被市場接受。

蛋白類發(fā)泡劑是一類表面活性物質，它們共同的突出優(yōu)點是泡沫特別穩(wěn)定，可以長時間不消泡，完全消泡的時間大多長于24h，是其它類型的發(fā)泡劑望塵莫及的。另外，還有著比較滿意的發(fā)泡倍數(shù)。雖然它的發(fā)泡能力不如合成類陰離子表面活性劑，但也居中等水平，不算太差。因此，目前國外發(fā)達國家的發(fā)泡劑基本上以蛋白類為主。

我國蛋白類發(fā)泡劑原來大多進口，來自意大利、美國、日本、韓國等發(fā)達國家，這幾年國產(chǎn)的也越來越多。但總的來看，進口產(chǎn)品的質量仍然高于國產(chǎn)品。國產(chǎn)蛋白發(fā)泡劑的性能要完全達到進口的水平，還需要作出努力，在技術上進一步提高和改進。

蛋白發(fā)泡劑從原料成分劃分，有動物蛋白和植物蛋白兩種。動物性蛋白又分水解動物蹄角型、水解毛發(fā)型、水解血膠型三種;植物性蛋白也以植物原料的品種不同，分為茶皂型和皂角苷類等。

1.植物蛋白發(fā)泡劑

由于原料充足,目前我國的植物蛋白發(fā)泡劑已有一定規(guī)模的生產(chǎn)和應用。其主要品種為茶皂素和皂角苷。它們均屬于非離子型表面活性物。

(1) 茶皂素發(fā)泡劑

這種發(fā)泡劑是用油茶籽提取物茶皂素為主要成分提取而成的。茶皂素是從山茶科茶屬植物果實中提取的皂甙，為一種性能優(yōu)良的天然的非離子型表面活性物。1931年由日本首先從茶籽中分離出來，1952年才得到茶皂素晶體。中國于五十年代末期開始進行研究，到1979年才確定了工業(yè)生產(chǎn)的工藝。

皂甙含量在80%以上的產(chǎn)品，為淡黃色無定型粉末，ph=6~7;茶皂素的純品為無色細微柱狀晶，熔點224℃;皂甙含量在40%以上的產(chǎn)品，為棕紅色油狀透明液體，ph=7~8。水溶液中的茶皂素有很強的起泡力，即使在濃度相當?shù)偷那闆r下，仍有一定的泡沫高度。如將濃度提高，泡沫不僅持久，而且相當穩(wěn)定，例如0.05%的茶皂素水溶液振蕩后，產(chǎn)生的泡沫經(jīng)30min不消散，而0.06%的上等肥皂水溶液產(chǎn)生的泡沫14min就消散了。

經(jīng)提純的茶皂素味苦，辛辣，有一定的溶血性和魚毒性，在冷水中難溶，在堿性溶液中易溶。它對水硬度極不敏感，其泡沫力不受水的硬度的影響。它的起泡能力因濃度的增加而提高。

茶皂素所產(chǎn)生的泡沫具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，長時間不消泡，2880min(48h)仍能保持14㎜的泡沫高度(0.005%溶液)，這是合成陰離子或非離表面活性劑無論如何也難達到的。

茶皂素的發(fā)泡高度和合成類非離子或陰離子表面活性劑相比，是偏低的，但它的穩(wěn)泡性卻是那些合成類非離子或陰離子表面活性劑無法相比的?，F(xiàn)將它們用表3-4進行發(fā)泡與穩(wěn)泡性能的比較，由表中可以看出，茶皂素有著令人嘆服的泡沫穩(wěn)定性。

如果茶皂素的發(fā)泡能力能得到改進，達到或超過烷基磺酸鈉的水平，那么它的性能將會更加優(yōu)異，用途也將更加廣泛。目前，影響它大面積應用的，主要是它的起泡性仍不夠理想，有待提高。我們主要采用加入增泡劑的方法來解決，效果很好，起泡高度已不低于烷基磺酸鈉。FP-5A發(fā)泡劑即是我們研制的改性茶皂素。

(2) 皂角苷型發(fā)泡劑

皂角苷型發(fā)泡劑的主要成份是三萜皂苷，是多年生喬本科樹木皂角樹的果實中的提取物，也屬于非離子型表面活性物。

多年生喬木皂角樹果實皂角中含有一種味辛辣刺鼻的提取物，主要成分為三萜皂苷。它具有很好的發(fā)泡性能。

三萜皂苷由單糖、苷基和苷元基組成。苷元基由兩個相連的苷元組成，一般情況下一個苷元可以聯(lián)結3個或3個以上的單糖，形成一個較大的五環(huán)三萜空間結構。

單糖基中的單糖有很多羥基能與水分子形成氫鍵，因而具有很強的親水性，而苷元基中的苷元具有親油性(憎水基)。三萜皂苷屬非離子型表面活性劑。當三萜皂苷溶于水后，大分子被吸附在氣液界面上，形成兩種基團的定向排列，從而降低了氣液界面的張力，使新界面的產(chǎn)生變得容易。若使用機械方法攪動溶液，就會產(chǎn)生氣泡，且由于三萜皂苷分子結構較大，形成的分子膜較厚，氣泡壁的彈性和強度較高，氣泡能保持相對的穩(wěn)定。

皂角苷不但起泡力較好，而且其與茶皂素相似，具有優(yōu)異的穩(wěn)泡性能，連續(xù)觀察24h，其泡沫高度僅下降28%，而同時試驗觀察的合成類穩(wěn)定性好的表面活性劑發(fā)泡劑的泡沫早已一個不剩地完全消失。

皂角苷的起泡力與溫度有關，在溫度20~90℃范圍內，起泡力呈直線上升。這充分說明升溫可以促進起泡。但是溫度也促進消泡，溫度越高則消泡速度就越快。以放置5min為例，40℃的下降約2.9%，80℃的下降為8.7%，90℃的下降為19.3%。

皂角苷的發(fā)泡能力和穩(wěn)定性受外界條件的影響很小，對使用條件要求不嚴格。首先，它的起泡力幾乎不受水質硬度而改變，它可以在水質硬度范圍相當大的區(qū)域內使用，而許多合成類陰離子表面活性劑卻很易受到水質硬度的制約，水質硬度略有偏高，起泡力和穩(wěn)泡性能就會下降，甚至不發(fā)泡。其次，皂角苷也不受酸度的影響。在酸度Ph≈4~6的范圍內，皂角苷的發(fā)泡保持正常，穩(wěn)定性依舊。而合成類的一些陰離子表面活性劑，在酸性條件下會立即分解成脂肪酸和鹽，失去了活性作用，不易起泡或根本不起泡。

由于皂角苷的穩(wěn)定性優(yōu)異，因而它的氣泡不易合并和串連，所以它產(chǎn)生的泡沫和最終在混凝土內形成的氣孔均是獨立和封閉的，分布均勻、不會產(chǎn)生大泡，泡沫的形態(tài)和結構是十分理想的。分子結構大，在氣泡表面定向排列后形成的分子間氫鍵作用力強，液膜黏度大且韌性好，是其泡沫穩(wěn)定細密的主要因素。

由于我國皂角樹資源沒有茶樹資源豐富，因而皂角苷的生產(chǎn)規(guī)模沒有茶皂素大。我們研制生產(chǎn)的FP-5B型發(fā)泡劑即為改性皂角苷。鑒于皂角苷的穩(wěn)定性十分優(yōu)異而發(fā)泡倍數(shù)不如合成陰離子發(fā)泡劑的不足，為了提高其發(fā)泡力，我們在其中加入了兩種增泡劑，同時還加入了一種穩(wěn)泡劑，不但使其發(fā)泡倍數(shù)超過了合成陰離子表面活性劑，非常理想，而且穩(wěn)泡性也進一步提高，優(yōu)于單一成分的皂角苷，特別適合生產(chǎn)500㎏/m以下超低密度泡沫混凝土。但由于皂角原料不足，產(chǎn)量一直上不去，歡迎讀者朋友們提供資源信息。

2動物蛋白型發(fā)泡劑

動物蛋白發(fā)泡劑的性能和植物蛋白發(fā)泡劑不相上下，發(fā)泡能力和穩(wěn)泡性與植物蛋白大體相當。但因其原材料資源不如植物蛋白廣泛，因而總的生產(chǎn)規(guī)模及應用量都不如植物蛋白。不論何種動物蛋白發(fā)泡劑，存在的普遍不足是價格高(目前為1.6~1.8萬元/噸)、發(fā)泡倍數(shù)低于合成陰離子類發(fā)泡劑，因而用量較大，發(fā)泡成本偏高。這是動物蛋白發(fā)泡劑的普及應用不如合成類的根本原因，有待改進。改進的方向就是降低成本，提高發(fā)泡力。

由于動物蛋白發(fā)泡劑特別穩(wěn)定，最適宜生產(chǎn)超低密度泡沫混凝土，特別是200~500㎏超 輕砼及制品。在一般情況下，泡沫混凝土600㎏/m以上的較易生產(chǎn)，而500 ㎏/m 以下的很難生產(chǎn)，300 ㎏/m 以下更難生產(chǎn)，而使用動物蛋白發(fā)泡劑，則很容易實現(xiàn)超低密度。因為，它即使在水泥用量極少，泡沫摻量極高時，也不易消泡塌模，澆筑穩(wěn)定性仍然十分好。它的這種特性，決定了它雖然價高且發(fā)泡倍數(shù)略低，但是仍有非常廣闊的應用前景。大家都知道，500 ㎏/m以下超低密度保溫砼將是建筑節(jié)能的主導性產(chǎn)品，未來的用量是相當大的。而這種超低密度砼的生產(chǎn)，離開動物蛋白發(fā)泡劑是不行的。

動物蛋白發(fā)泡劑由于多用動物蹄角或廢毛生產(chǎn)，因而有一種不好聞的氣味，目前還沒有辦法完全除去。隨著技術的發(fā)展，在將來可能會有所改善。

動物蛋白發(fā)泡劑前幾年以進口為主，目前國產(chǎn)的也不少。雖然國產(chǎn)品和進口品相比，質量上還有些差距，但由于國產(chǎn)品的價格相對也低一些，還是有一定競爭力的。有些企業(yè)的產(chǎn)品目前已趕上進口品，完全可和進口品媲美。相信，將來的國產(chǎn)品都會達到進口品的水平。

動物蛋白發(fā)泡劑主要有水解動物蹄角、水解廢動物毛、水解血膠三大類。

(1) 動物蹄角發(fā)泡劑

這類發(fā)泡劑是以動物(牛、羊、馬、驢等)蹄角的角質蛋白為主要原材料，采取了一定的工藝提取脂肪酸，再加入鹽酸、氯化鎂等助劑，加溫溶解、稀釋、過濾、高溫脫水，而生產(chǎn)的高檔表面活性物。外觀暗褐色液體，有一定的腐味，pH值6.5~7.5。

這種發(fā)泡劑在動物蛋白三種發(fā)泡劑中，是性能最好的一種，泡沫最穩(wěn)定，發(fā)出的泡沫保存24h仍有大部分存留。這主要因為物角質所形成的氣泡液膜十分堅韌、富有彈性，受外力壓迫后，可立即恢復原狀，不易破裂。所以用它生產(chǎn)的泡沫混凝土氣孔，大多是封閉球型，連通孔很少。

(2) 動物毛發(fā)泡劑

動物毛發(fā)泡劑是采用各種的動物的廢毛的原料經(jīng)提取脂肪酸，再加入各種助劑反應而成的表面活性物。動物廢毛可采用豬毛、馬毛、牛毛、雞毛、驢毛等，也可采用毛紡廠的下腳料或者廢品收購站收購的廢毛織品如毛毯、毛衣等，只要含毛率達90%以上均可采用。其外觀為棕褐色液體，有焦糊毛發(fā)味，pH值7~8。

這種發(fā)泡劑和上述動物蹄角發(fā)泡劑相比，起泡性能及穩(wěn)泡性能均略次一些，但差別不是很大，技術性能大體相當，也屬于優(yōu)質高檔發(fā)泡劑。它的起泡能力和松香樹脂類及合成表面活性劑相比，要低一些，但泡沫穩(wěn)定性要比其它發(fā)泡劑好得多。它的最大優(yōu)點就是穩(wěn)泡性好，適宜生產(chǎn)超低密度泡沫混凝土產(chǎn)品。

FP-6B型發(fā)泡劑是我們開發(fā)研制生產(chǎn)的廢動物毛型發(fā)泡劑。為了克服其發(fā)泡倍數(shù)低、用量大、發(fā)泡成本高等不足，我們也對它進行了改性。改性方法是加入增泡劑，并復合了其它發(fā)泡劑，另外，還加入了少量穩(wěn)泡劑。改性以后，它的綜合性能大大提高，發(fā)泡倍數(shù)和發(fā)泡穩(wěn)定性均達到了理想的程度，生產(chǎn)的泡沫混凝土密度可達到400㎏/m以下，且泡孔球形封閉。

動物毛資源豐富，所以我國此類發(fā)泡劑生產(chǎn)較多，其應用也比動物蹄角類廣泛，是動物性發(fā)泡劑的主導產(chǎn)品。

(3) 動物血膠發(fā)泡劑

這種發(fā)泡劑是以動物鮮血為原料，以水解、提純，濃縮等工藝加工而成的。因為動物血價格較高，又是食品，故資源有限，發(fā)泡劑的生產(chǎn)成本較高。所以，它的實際生產(chǎn)和應用都比前兩種少，缺乏競爭優(yōu)勢。根據(jù)發(fā)展趨勢看，它也不可以普及應用。因此，本書不再對它進行更多的介紹。

(4)復合型發(fā)泡劑(第四代發(fā)泡劑)

綜合分析前述三大類發(fā)泡劑，雖然目前應用較廣，但是都存在性能不夠全面，不能滿足實際泡沫混凝土生產(chǎn)需要的弊端，沒有一種能完全達到泡沫性能技術要求的。這表現(xiàn)在松香樹脂類起泡力與穩(wěn)泡性均較低，陰離子表面活性劑雖然起泡力很好但穩(wěn)泡性太差，蛋白類發(fā)泡劑穩(wěn)定性好卻又起泡力低。這就是目前我國發(fā)泡劑總體水平低，質量不高的重要原因。如果我們仍停留在這個水平上，泡沫混凝土的發(fā)展勢必會受到很大的影響，成為其發(fā)展的瓶頸。

解決上述單一成分發(fā)泡劑性能不佳的唯一方法，就是向第四代高性能發(fā)泡劑發(fā)展，走復合改性的道路，生產(chǎn)復合型發(fā)泡劑?？梢钥隙ǖ卣f，未來的發(fā)泡劑，大多數(shù)將是多元復合型的，單一成分的會越來越少，第四代復合型發(fā)泡劑的時代一定會到來，并已經(jīng)有了開端。我們已經(jīng)看到，目前我國不少企業(yè)生產(chǎn)的發(fā)泡劑已成為復合型，綜合性能有了很大的提高。以后，復合發(fā)泡劑無疑將成為主導，單一成分的會逐漸淘汰。

1.復合型發(fā)泡劑的復合方法

混凝土外加劑的復合是一個世界潮流，幾乎各種外加劑都在走復合之路,而遠非發(fā)泡劑，因為單一品種制劑即使性能再優(yōu)異，它也不可能滿足人們越來越高，越來越多，越來越嚴格的技術要求。一種發(fā)泡劑，它只可能在某一方面，或者某幾個方面比較出色，而不可能在所有的方面都出色。世界上現(xiàn)在沒有，將來也不可能有任何一種單一成份的發(fā)泡劑，完全可以達到人們期望的全面高性能要求。這就是單一成分的局限性。解決這一問題，用其它成分多元復合是十分科學而有效的。

(1) 復合方法

① 互補法

當多元復合時，各元都有各元的優(yōu)勢，可以實現(xiàn)優(yōu)勢互補，把單一成分最欠缺的東西補救起來，使不完善的性能完善起來。例如，甲發(fā)泡劑發(fā)泡能力強但不穩(wěn)定，我們可以用穩(wěn)定性好的發(fā)泡劑來幫助它實現(xiàn)穩(wěn)定;它成本較高，我們可以在不損害性能的前題下以低成本的成分來復合，降低它的成本。它的哪一方面性能我們不滿意，就彌補它的哪一個方面。優(yōu)勢互補，是相互的，甲補了乙的不足，乙也可能補了甲的不足。這是復合"補"的方法。

② 協(xié)同法

有時，多元復合雖不能互補，但可以協(xié)同。本來，二者或三者的性能在某一方面都不夠好，但當多元復合之后，就可以產(chǎn)生"1+1+1>3"的協(xié)同效應，使效果大大增強。協(xié)同效應是各種外加劑最常用的技術原理，效果非常明顯。

③ 增效法

有些單一成分的發(fā)泡劑在某一方面的效果不好時，可以使用增效成分來加強，使它由劣變優(yōu)。例如，蛋白型發(fā)泡劑普遍發(fā)泡能力較低，是它的弱點，我們可以加入增泡劑來加強它的起泡力。在加入增泡劑之后，它的泡沫量至少可提高30%，基本上可以滿足發(fā)泡倍數(shù)的技術要求。各種發(fā)泡劑都可以用增效方法來提高它某一方面的性能。

④ 增加功能法

有些發(fā)泡劑的功能少，缺乏我們生產(chǎn)的某一方面功能的需要，這也可以通過加入外加劑的方法來解決，沒有的功能我們可以增加。例如，有些泡沫混凝土要求憎水性強，但一般發(fā)泡劑均無憎水性，我們就可以在發(fā)泡劑中加入既有助于發(fā)泡，又有憎水性的外加劑，讓它生產(chǎn)的泡沫混凝土具有憎水功能。其它的功能，也可以通過這種方法來增加。

(2)復合外加劑的組分

復合外加劑的基本組分有以下幾個。這幾個組分并不是每一種發(fā)泡劑都要齊全的，可以根據(jù)實際的需要來確定，可多可少。

① 基本組分

復合外加劑的基本組分也就是各種單一成分的發(fā)泡劑。它可以是一種、或多種。其在復合發(fā)泡劑中的比例應大于80%

② 外加劑組分

外加劑組分可以有多個，其在復合發(fā)泡劑中的總比例應<20%。它可以由以下幾個組分成:

a 增泡組分:主要增強發(fā)泡劑的發(fā)泡能力。它可以是一種或幾種增泡劑;

b 穩(wěn)泡組分:主要提高泡沫的穩(wěn)定性。它也可以是一種或數(shù)種穩(wěn)泡劑;

c 功能組分:主要增加發(fā)泡劑的各種功能。它可以是一種或幾種功能成分，具體種類應根據(jù)功能要求來確定。

d 調節(jié)組分:主要調節(jié)發(fā)泡劑的其它性能，使它更符合發(fā)泡要求，它可以是一種或多種調節(jié)材料。

三、適用范圍

1)地面輻射采暖的絕熱層及屋頂隔熱保溫;

2)建筑物內外填充墻砌塊，隔音墻壁;

3)市政管道如供水、供暖，輸油管道等的保溫、防潮、防腐;

4)植物栽培溫室和貯藏冷庫的建造;

5)填充隧道內部空隙及建筑物縫隙;

6)人行道、運動場、球場的基層鋪設;

四、發(fā)泡水泥生產(chǎn)特性

(1)發(fā)泡速度要適當，過快過慢都會影響混凝土質量。

(2)生成的氫氣氣泡直徑要小而且分散均勻。尤其是水泥漿全容積狀態(tài)下澆注入模，更需分散均勻，才能保證澆模質量。

(3)產(chǎn)生氣體時不得影響水泥的凝結和固化。如果延緩水泥凝結，會招致水泥強度下降或產(chǎn)生水泥異常凝結現(xiàn)象。

一般200kg/桶，發(fā)泡劑應密封存放在專用倉庫或固定的場所妥善保管，以易于識別和便于檢查。應放用后將剩余溶液密封保存，勿混入異物。本產(chǎn)品不屬易燃、易爆品。

水泥發(fā)泡劑在我國的應用已有50多年的歷史。在上世紀50年代初，我國就開發(fā)出松香皂和松香熱聚物這兩種發(fā)泡劑并用于砂漿和泡沫混凝土。這兩種發(fā)泡劑幾十年來在國內應用十分普遍，為建材建筑業(yè)界所熟悉，這是我國的第一代發(fā)泡劑，至今仍有較大的應用。在上世紀80年代之后，隨著我國表面活性工業(yè)的興起，合成類表面活性劑型發(fā)泡劑開始應用，并取代了相當一部分松香皂和松香熱聚物，成為發(fā)泡劑的一個主要品種。這是我國第二代發(fā)泡劑的發(fā)展時期。上世紀末期，國外意大利、日本、韓國、美國等發(fā)達國家的高性能蛋白型發(fā)泡劑，開始隨著我國的市場開放進入我國，并逐漸顯示出其高穩(wěn)定性的優(yōu)勢，得到了較大的應用。在國外蛋白發(fā)泡劑的促進下，我國青海等地也開發(fā)出多種牌號的動物蛋白發(fā)泡劑，植物蛋白發(fā)泡劑也開始在東南沿海地區(qū)出現(xiàn)并推廣應用，我國進入了第三代發(fā)泡劑的開發(fā)應用時期。如今，我國的發(fā)泡劑正從第三代向第四代過渡，發(fā)泡劑由單一成分逐漸向多成分復合發(fā)展。但這僅僅是開始，復合技術還有待完善和提高，我國完全進入復合發(fā)泡劑時代還需時日。所以，我國目前是第一代松香類、第二代合成類、第三代蛋白類，這三代發(fā)泡劑同時存在和應用，沒有哪一種被完全淘汰，也沒有哪一種完全獨霸發(fā)泡劑市場。造成這種發(fā)泡劑"春秋時代"的原因，是因為許多人發(fā)泡劑的基本知識缺乏，對發(fā)泡劑難以區(qū)別，選擇無序，在使用上盲目的成分很大。這就使低性能的發(fā)泡劑不見得被人放棄，高性能的發(fā)泡劑也不見得被人優(yōu)選。隨著泡沫混凝土的高速發(fā)展及泡沫混凝土知識的逐步普及，人們對發(fā)泡劑會有一個更深入、更全面、更透徹的了解，使之選擇和使用逐步理性和科學。屆時，優(yōu)質高性能發(fā)泡劑自然會全面發(fā)展，而低性能的發(fā)泡劑也會自動退出市場，這是必然的結果，不以人的意志為轉移。先進的東西總要淘汰落后的東西，市場是無情的。

正如上述，我國目前市場上的發(fā)泡劑是四代并存，種類、牌號繁多，令一般人眼花繚亂，難識優(yōu)劣。單是作者從各種媒體上統(tǒng)計到的不同名稱的發(fā)泡劑就有100多種，那些已經(jīng)實際應用或進入市場的發(fā)泡劑就更多，少說也有幾百種。如此多的發(fā)泡劑，別說是剛剛接觸發(fā)泡劑的人，就是有一定泡沫混凝土生產(chǎn)經(jīng)驗的人也一時難以分清其優(yōu)劣和類型。

為了使大家對各種發(fā)泡劑能夠理性有序地認識，弄清其實質，了解其大致的性能，在后面的幾個部分，我們將把各種發(fā)泡劑歸類介紹，以幫助大家認識了解發(fā)泡劑。

植物水泥發(fā)泡劑

植物性水泥發(fā)泡劑選用進口優(yōu)質天然植物高分子材料為原料，經(jīng)一系列復雜的化學反應生成，產(chǎn)品呈淺黃色的純凈透明油狀液體。對硬水不敏感，無毒、無味、無沉淀物。PH值接近中性，對水泥和金屬無腐蝕性，對環(huán)境不產(chǎn)生污染。該發(fā)泡劑耐儲存、不易變質，具有優(yōu)異的起泡能性，泡沫豐富，泡沫的穩(wěn)定性適中。用該發(fā)泡劑制作發(fā)泡水泥具有耗用量少、成本低、質量穩(wěn)定等特點，每桶發(fā)泡劑(200kg)可生產(chǎn)發(fā)泡水泥500立方米左右，所以被大量的應用于地暖工程以及屋面保溫工程中，可顯著地降低施工成本。

缺點:1.因用該發(fā)泡劑制作的發(fā)泡水泥其內部氣孔為連通狀，所以發(fā)泡水泥的透氣性好、抗?jié)B透性差，不能用于抗?jié)B水的工程中。

2.在同樣密度下與動物性發(fā)泡劑制做的發(fā)泡水泥相比，其保溫性能、抗壓強度均稍損一些，因而在一些具有特殊要求的工程中的應用受到一定的限制。

3.由于受植物性發(fā)泡劑泡沫穩(wěn)定性的制約，一次性澆注的發(fā)泡水泥的厚度一般不超過200毫米，否則易出現(xiàn)表面塌陷現(xiàn)象。

動物性水泥發(fā)泡劑

動物性水泥發(fā)泡劑以精選的動物(牛、羊)角質蛋白為主要原材料，經(jīng)一系列水解反應，加溫溶解、稀釋、過濾、高溫縮水而成。采用進口先進設備和最新制造工藝生產(chǎn)，生產(chǎn)過程實行嚴格的品質管理，產(chǎn)品呈暗褐色粘性液體，雜質含量低，刺激性氣味較輕，品質均勻，質量一致性好，具有良好的起泡性和優(yōu)異的泡沫穩(wěn)定性，屬新一代動物性水泥發(fā)泡劑。由于用該發(fā)泡劑產(chǎn)生的泡沫表面強度很高，泡沫極其穩(wěn)定，用其制作的發(fā)泡水泥其氣泡呈相互獨立的封閉狀態(tài)，氣泡與氣泡之間不連通發(fā)泡水泥制品的抗?jié)B透性很好。

1.在同樣密度下，與用植物性發(fā)泡劑制作的發(fā)泡水泥相比其密封性和保溫性較好，強度高。

2.由于其優(yōu)異的泡沫穩(wěn)定性，其一次性澆注的發(fā)泡水泥的厚度可以達到1.5米以上而不塌陷，因而適合于發(fā)泡磚、輕質板材、輕質墻體的生產(chǎn)。

缺點:1.由于生產(chǎn)工藝復雜，產(chǎn)品成本較高。2.該發(fā)泡劑起泡性不及植物性發(fā)泡劑，制作發(fā)泡水泥的耗用量較高。3.具有一定的刺激性氣味，制作成發(fā)泡水泥之后才能消失。

它就是能使其水溶液在機械作用力引入空氣的情況下，產(chǎn)生大量泡沫的一類物質，這一類物質就是表面活性劑或者表面活性物質。前者如陰離子表面活性劑、陽離子表面活性劑、非離子表面活性劑等，后者如動物蛋白、植物蛋白、紙漿廢液等。泡沫混凝土發(fā)泡劑,又名水泥發(fā)泡劑，泡沫混凝土發(fā)泡劑是指能夠降低液體表面張力，產(chǎn)生大量均勻而穩(wěn)定的泡沫，用以生產(chǎn)泡沫混凝土的外加劑。

其均具有較高的表面活性，能有效降低液體的表面張力，并在液膜表面雙電子層排列而包圍空氣，形成氣泡，再由單個氣泡組成泡沫。

實質就是它的表面活性作用。沒有表面活性作用，就不能發(fā)泡，也就不能成為發(fā)泡劑，表面活性是發(fā)泡的核心。