按照上述试验方法，衡量硬脂酸钙的稳泡能力。记录产生的泡沫在量筒中的高度（h）随时间的变化，试验结果见图1。

  从图1能够准确的看出，不掺硬脂酸钙时，量筒中的泡沫高度为43 cm左右，但在3 min左右迅速破泡，整个发泡胚体塌落；掺4.8 g硬脂酸钙时，量筒中的泡沫高度为42 cm左右，胚体稳定性增加，直到30 min，整个胚体都没任何收缩，30 min后胚体缓慢塌落。实验表明，掺加硬脂酸钙后双氧水发泡能力虽然有所降低，但具有一定的稳泡能力，用此办法能够衡量硬脂酸钙的稳泡能力。

  从图2、图3可见，试验中双氧水的发泡能力受温度和pH值影响较大。温度分别为10、20、30、40、50℃时，随着温度的升高，双氧水发泡能力比为：0.94∶1.00∶1.01∶1.06∶1. 08；pH值分别为7、8、9、10、11、12、13时，随着pH值的提高，双氧水发泡能力比为：1.00∶1.06∶1.10∶1.02∶1.01∶1.01∶0.97。这主要是因为双氧水在浆体中产生气体为化学反应过程，其反应速度受温度和pH值的影响。从图2能够准确的看出，在初始温度为10～50℃时，温度越高双氧水反应越完全，发泡能力越强；而图3显示，当pH值为9时，双氧水分解得最完全。

  （1）采用双氧水化学发泡方法产生泡沫进而制备泡沫混凝土时，双氧水的发泡能力受初始温度和pH值影响较大。

  （2）实验通过测试发泡液的泡沫体积和泡沫随放置时间在量筒中的高度，确定发泡剂的泡沫体积和生成泡沫的稳定性。采用本实验研究的测试方法和判别指标，操作便捷，重复性好，能较准确地反映出化学发泡剂的发泡能力和泡沫稳定性，能够适用于评价在纯水中溶解度很低，或者基本不溶的稳泡剂稳泡能力。

  低密度泡沫混凝土既可使用物理发泡也可使用化学发泡方式制备。化学发泡泡沫混凝土通过镁、双氧水、氨和电石等物质发生化学反应在新拌料浆中产生气体，在浆料凝固时，气孔被固定形成多孔轻质材料[2]。李应权等[3]研究表明，在绝干密度小于300 kg/m3的低密度泡沫混凝土保温材料制备中，化学发泡较物理发泡具有更大的优势。利用化学发泡制备的低密度泡沫混凝土外墙保温材料强度高、闭孔率高、热工性能好。徐文等[4]通过化学方法制备轻质泡沫混凝土，分析了其结构形成机理，研究了发泡剂、激发剂、稳泡剂、料浆稠度与凝结时间及工艺条件等因素对性能的影响。通过优化选择，得到了干密度小于300级、性能优良的泡沫混凝土，其抗压强度为0.4 MPa，导热系数为0.06 W/（m·K）。蔡娜[5]利用化学发泡方式，以合理的配比及最佳工艺条件制备的改性发泡硅酸盐水泥保温板的密度为279 kg/m3，28 d抗压强度为0.51 MPa，导热系数为0.068 W/（m·K），质量吸水率为48%。赵春新和张智强[6]采用化学发泡方法，分别研究了水灰比、调凝剂、料浆温度、发泡剂掺量、稳泡剂掺量、搅拌速率、搅拌时间等重要的因素对泡沫混凝土性能的影响。制备的水泥泡沫混凝土的干密度为294 kg/m3，28 d抗压强度为0.848 MPa，导热系数为0.069 W/（m·K）。在利用化学发泡方法制备干密度小于300 kg/m3的泡沫混凝土保温材料研究中，研究者通常选用硬脂酸钙作为化学发泡的稳泡剂[7]。硬脂酸钙[CH3（CH2）16COO]2Ca为白色粉末，相对分子质量607.02，不溶于水、冷乙醇和。目前，衡量表面活性剂稳泡能力的方法均要求被测试的对象溶于水，这为评价硬脂酸钙为稳泡能力带来了一些困难。本文以双氧水作为化学发泡剂，选用硬脂酸钙作稳泡剂，设计出一种实验方法研究了化学发泡泡沫混凝土中硬脂酸钙的稳泡能力及其影响因素。用时间t1衡量硬脂酸钙的稳泡能力，同时对评价不溶于水的表面活性剂的稳泡能力有一定参考作用。

  【作者单位】重庆大学化学化工学院,重庆400044;重庆大学化学化工学院,重庆400044;重庆思贝肯节能技术开发有限公司,重庆401329;重庆思贝肯节能技术开发有限公司,重庆401329

  实验按照配比称量200 g水，24 g双氧水，4.8 g硬脂酸钙，410 g粉煤灰。向1000 ml大量杯中依次加入水、一定量的掺合料和稳泡剂，加料的同时用搅拌机以150 r/min的速度混合均匀。试验时，首先以恒定速度搅拌172 s，然后向量杯中加入双氧水，继续搅拌8 s，完成后迅速倒入2000 ml量筒。待化学发泡剂到达最高点稳定后，记录产生的泡沫体积V，用V/M（双氧水的质量）计算化学发泡剂的发泡能力。随时间的推移，气体不断从泡沫中溢出，每15 min记录泡沫在量筒中的高度（h）。实验用高度（h）随时间（t）的变化规律，选择合理有效的数据衡量泡沫的稳定性。

  拉法基P·O52.5R水泥；重庆珞璜电厂Ⅱ级粉煤灰（45 μm方孔筛筛余不大于12%）；重庆市售硅灰；稳泡剂：硬脂酸钙，一等品，工业级；发泡剂：双氧水，27.5%浓度工业纯，市售。

  2000ml量筒7个；1000 ml量杯3个；GFJ-1.1搅拌、分散多用搅拌机，搅拌速度可控制；水泥砂浆稠度漏斗。

  以上作用中，稳泡剂具备的性能越多，稳泡性能也越好[8]。硬脂酸钙作为一种表面活性剂，不仅对水泥基材料强度的影响很小，同时能使气泡不溶于水，可提高泡沫液膜的弹性和机械强度，使液膜能够更好地经受外力而不破裂。

  目前，常用评价泡沫发泡以及稳泡能力的方法有很多，我国将GB/T 7462—1994《表面活性剂发泡力的测定改进Ross-Miles法》作为表面活性剂发泡力的测试标准，但也有一些研究单位通过你自己的研究成果，采用自己的技术及测试方法。南京工业大学王翠花和潘志华[9]用搅动来测试溶液的起泡能力。这些试验方法虽然很好，但是不能评价不溶于水的表面活性剂的稳泡能力。本试验中的稳泡剂硬脂酸钙不溶于水，因此，不能按照这些试验办法来进行研究。

  在化学发泡制备泡沫混凝土的过程中，初始水温、初始水溶液pH值对泡沫混凝土性能有着重要的影响，同时，这也是影响硬脂酸钙稳泡能力的主要的因素。因此，实验研究了不同初始水温、不同初始水溶液pH值对稳泡性能的影响，结果分别见图2、图3。

  按照上述理论，选择粉煤灰用量为410 g，初始水溶液温度为20℃，实验室温度为20℃，初始水溶液pH值为7，选不一样硬脂酸钙掺量进行实验，利用t1评价硬脂酸钙的稳泡能力。实验3次，得到的实验结果见表1。

  由表1可见，硬脂酸钙具有稳泡作用，在掺量小于4.8 g时，稳泡能力随掺量的增加而提高；在掺量继续增加时，其稳泡能力增加不明显，在掺量为8.4g时稳泡能力变弱。硬脂酸钙在化学发泡体系中提供了前期泡沫水泥所必须的支撑强度，并且作为一种憎水剂依附在发泡混凝土表面，具有一定的憎水作用；同时在化学发泡制备低密度泡沫混凝土外墙保温材料时，选择的稳泡时间也对调节水泥凝结时间具有一定的参考作用。

  【摘 要】在化学发泡方法制备干密度小于300 kg/m3的泡沫混凝土保温材料的研究中,通常选用硬脂酸钙作为化学发泡的稳泡剂.目前衡量表面活性剂稳泡能力的方法均要求被测试的对象溶于水,这为评价硬脂酸钙稳泡能力带来了一些困难.设计了一种实验方法,研究了化学发泡泡沫混凝土中硬脂酸钙稳泡的能力及其影响因素,用时间t1衡量硬脂酸钙的稳泡能力,对评价不溶于水的表面活性剂的稳泡能力有一定参考作用.

  试验表明，硬脂酸钙稳泡能力受温度和pH值影响较小：t0阶段，化学发泡剂双氧水在环境作用下，混凝土中不断产生气泡，使得实验浆体不断升高；t1阶段，由于硬脂酸钙在固相颗粒和液相泡沫之间形成了一层湿润的弹性薄膜，使得气泡不溶于水，同时又增加了泡沫的强度和弹性，使得泡沫可以稳定存在一段时间；t2阶段，泡沫中水和粉煤灰在重力作用下缓慢析出以及气体通过液膜的扩散，使得液膜变薄，一部分小气泡彼此串通形成大气泡，一部分气泡破裂，这时浆体高度缓慢降低；t3阶段，跟着时间的推移，液膜进一步变薄，大量气泡破裂，浆体高度迅速降低；t4阶段，气泡基本破裂完毕，浆体高度基本没变化。

  泡沫混凝土是在水泥浆或水泥砂浆中引入适量微小气泡，均匀搅拌后再浇注硬化而成的一种内部含有大量密闭气孔的多孔型混凝土[1]。泡沫混凝土作为兼具保温、防火、隔声、耐久性好、成本低廉等特性的无机材料，大范围的应用于建筑保温节能工程，特别是低密度（密度在300 kg/m3以下）泡沫混凝土应用于建筑围护结构作为保温层，其优势日益凸显，是未来保温节能领域一个可供选择的发展方向。

  （3）硬脂酸钙的稳泡能力虽然不如传统的物理发泡稳泡剂，但温度和pH值对它的稳泡能力影响较小；利用本办法能够测试它在化学发泡中的稳泡时间，对评价其稳泡能力具有一定指导作用。

  推进绿色建筑的发展是建设事业走科技含量高、经济效益好、资源消耗低、环境污染少、人力资源优势得到充分的发挥的新型工业化道路的重要举措；是搞好资源综合利用，建设节约型社会，发展循环经济的必然要求；是实现建设事业健康、协调、可持续发展的重大战略性工作。

  [1]仇宝兴.建筑节能与绿色建筑模型系统导论[M].北京：中国建筑工业出版社，2011.

  泡沫高度（h）随时间（t）的变化规律受温度和pH值影响较小，其变化规律可大致分为5个阶段：t0阶段为双氧水发泡完毕；t1阶段为0～30 min，高度（h）基本没变化；t2阶段为31～50 min，高度（h）缓慢降低；t3阶段为51～120 min，高度（h）迅速降低；t4阶段为120 min以后，高度（h）缓慢降低。

  化学发泡形成的气泡不同于物理发泡，用表面活性剂制成的气泡在空气和料浆中的稳定性均不及后者，因此，在保证料浆合适硬化速率的同时，掺加一定量的稳泡剂使以化学发泡方法生成的气泡稳定存在于料浆中，避免逸出或并泡。物理发泡和化学发泡所用的稳泡剂机理类似，稳泡剂的作用主要为：能增大发泡体系的整体黏度，提高液膜的机械强度，提高泡沫液膜的弹性，使液膜能够更好地经受外力而不破裂；调整液膜的排液速度，增强液膜的自我修复能力，提高气泡液膜双电层分子排列密度，加大分子间相互作用，使气泡不溶于水、更加细小、分布更加均匀。

  化学发泡制备干密度小于300 kg/m3的泡沫混凝土时，泡沫混凝土只要往下塌落，则表明泡沫稳定存在的时间与料浆凝结硬化时间不相匹配，坯体有塌模的危险，因此，对硬脂酸钙的稳泡时间应该做一个比较保守的估计；同时为了此实验方法更加简洁，更具有实际操作性，实验选择泡沫可以稳定存在的时间t1作为评价硬脂酸钙稳泡能力的指标。

  化学发泡中通常会掺一定量的活性掺合料，既可调节浆体的稠度，又能降低水化热，提高混凝土后期强度。因此，在研究稳泡剂硬脂酸钙稳泡能力的试验中尝试加入一定量的掺合料，让不溶于水的硬脂酸钙能均匀分散在浆体中。常用的掺合料有粉煤灰、硅灰等。本实验选择粉煤灰作为掺合料，一方面是由于粉煤灰比表面积小，吸水量低，吸附于容器壁的量少，另一方面是因为粉煤灰的细度目数与水泥接近，更能模拟稳泡剂在水泥浆体中的实际环境。为了贴近生产、更真实可靠，物料比参照重庆某公司发泡保温水泥板的生产用配合比：m（水泥）∶m（水）∶m（双氧水）∶m（粉煤灰）∶m（硅灰）∶m（硬脂酸钙）=1∶0.5∶0.06∶0.2∶0.02∶0.09，实验室温度控制在20℃。用搅拌机将发泡水泥配合料均匀搅拌，但是不加双氧水，参照JTGE30—2005《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》中的T 0508—2005“水泥浆体流动度测定方法（倒锥法）”迅速用水泥砂浆稠度漏斗测试其稠度，结果为24.8 s，调整掺合料粉煤灰的用量，直至浆体稠度为（24.8±1.0）s，最终粉煤灰用量为410 g。