Пеноблок и газосиликат разница: Отличия газобетонных блоков и пеноблоков
Сравнение пеноблоков и газосиликатных блоков
В 21 веке уже мало чем можно удивить строителей, но все еще есть материалы, которые входят в быт. Среди всех новинок особо ярко выделяются пеноблоки и газосиликатные блоки, которые гораздо легче любого из своих конкурентов, обладают неплохими показателями выносливости и при этом идеальной теплоизоляцией.
Основные виды бетона.
Пенобетон и его особенности
Оба материала используются в качестве основных стен и простенков, но, несмотря на целый ряд схожих черт, они все же остаются очень разными.
Пеноблок. Данный материал далеко не всегда отличается экологичностью, т.к. в его состав входит пенообразователь, который крайне редко бывает биологического происхождения. В основной состав входят вода, цемент, песок и пенообразователь, что делает процесс заготовки даже в домашних условиях достаточно простым (иногда добавляются пластификаторы, что тоже не экологично, но весьма эффективно).
Таблица технических характеристик пенобетона.
Из полезных качеств, которые нельзя не отметить на 1-е место выходит размерный ряд, варьируемый под любые потребности. Наименьшая толщина — 150 мм, высота — 300 и длина — тоже 300 мм, а самые крупные обычно поставляются 300*400*600 мм. При заказах больших партий или производстве в домашних условиях можно дополнительно варьировать размеры или вовсе заливать монолитные конструкции.
Как и все строительные материалы, пеноблоки разделяются по маркам, но именно в этой части у многих строителей с большим стажем изначально появляется ступор, т.к. чем выше марка, тем меньшей популярностью пользуется материал. Причина у этого явления достаточно простая — D1000 гораздо прочнее, нежели D400, но из-за этого у него повышается теплопроводность и масса, что в итоге минимизирует пользу от всей технологии. Низкомарочные варианты обычно находят применение в монолитном строительстве, где ими очень удобно выкладывать наружные стены. Такой подход гарантирует даже при небольшой толщине идеальную защиту от холода зимой и жары в летний период.
Ценовая политика достаточно приятная, причем разница между самым высокомарочным и низкомарочным изделием очень маленькая. Умеренная цена — это еще один фактор, который вывел пеноблоки в лидирующие позиции.
Таблица размеров пенобетона и расхода материала на кладку.
Несмотря на множество положительных черт, есть и отрицательные, которые при правильном управлении можно нивелировать. Но не обращать на них внимания нельзя.
Пеноблоки выдерживают нагрузку всего от 9 до 26 кгсм2, причем при повышении прочностных показателей будут страдать масса и теплопроводность. Именно из-за небольшой массы строить дома более одного этажа с легкой крышей не получится. Пеноблоки широко распространены в качестве наружных стен и перегородок в монолитном строительстве, т.к. несущая способность тут не имеет никакого значения.
Основные положительные характеристики:
- низкая масса;
- низкая цена;
- вариативность габаритов;
- простая и быстрая кладка.
Основные отрицательные характеристики:
- низкая выносливость;
- слабая устойчивость к влаге;
- отсутствие экологичности.
Вернуться к оглавлению
Газобетон и его особенности
Газосиликатные блоки. Внешне имеют некоторое сходство с пеной, но на деле отличаются от пенобетона, как бриллиант от стекла. Газосиликатный блок — это продукт нового поколения, который абсолютно экологически чистый и гораздо легче своего собрата. Для его производства используются только натуральные материалы — цемент, кварцевый песок, известь, зола, алюминиевая пудра, шлак и даже отходы производства. Существует множество рецептом приготовления техническим способом, а также своими руками.
Схема конструкции стены из газобетона.
Первоначальное появление в продаже вызвало недоумение даже у тех, кто привык ничему не удивляться, т.к. масса колеблется от 550 до 790 кг за 1 кв. м (при ручном производстве масса вырастает на 10-25%, т.к. не получится использовать автоклав). На производстве обычно изготавливаются всего 4 марки изделий — 400, 500, 600 и 700, но стоит учитывать, что с повышением марки вырастает и масса на 80 кг за каждый кв.
Теплопроводность еще ниже, чем у пенобетона, и в 1,5 раза ниже, чем у кирпича. При такой теплопроводности стена в 60 см (именно такую ширину обычно имеют газосиликатные блоки) будет равноценна кирпичной стене в 1 м, т.е. даже самая суровая сибирская зима будет не страшна.
Цена тоже приятно радует, т.к. благодаря дешевому экологически чистому газообразователю удалось существенно повысить объемы. Обычно в сравнении с ценой на газосиликатные блоки проигрывают абсолютно все конкурирующие варианты.
Есть и отрицательные стороны, на которые стоит обратить внимание.
Газобетон выдерживает от 30 кг и более, но и тут действует описанное выше правило. Выносливость такого материала позволяет строить здания в 2-3 этажа, и при этом быть полностью уверенным в итоговом качестве. Еще одна черта — это физическая неустойчивость к точечным повреждениям (ударам) и влаге (открытая пористая структура впитывает воду, как губка). Именно по этой причине защита нужна на всем протяжении строительства, а полноценно она формируется сразу после завершения.
Основные положительные характеристики:
Сравнительная таблица характеристик пенобетона и газобетона.
- очень низкая масса;
- низкая цена;
- прочность;
- экологичность;
- низкая теплопроводность;
- скорость монтажа.
Основные отрицательные характеристики:
- предельная неустойчивость к влаге;
- невозможность однородного строительства выше 3 этажей.
Вернуться к оглавлению
Насколько много схожих черт и отличий?
Пеноблоки и газоблоки имеют схожести во внешнем виде, причем без предварительного опыта можно легко их перепутать. Чтобы их отличить, достаточно просто обратить внимание на цвет, ибо пеноблок отличается более темными тонами, приближенными к серому оттенку цемента, тогда как газ бледен как известь.
Они оба замечательно обрабатываются любыми пилами, которыми можно пилить древесину. Причем это касается не только ножовки с крупным зубом, но и электролобзика, а вместе с этим и ленточной пилы. Выбирается инструмент в зависимости от той работы, которая будет проделана, т.к. иногда нужно разделить блок на две половины, а иногда закруглить углы для формирования идеальной геометрии здания.
Особым бонусом считается скорость работы, т.к. пеноблоки и газоблоки фиксируются на определенный клеевой раствор, который продается в уже готовом виде.
Достоинства пенобетона.
К тому же они имеют большие габариты и меньшую массу, что суммарно позволяет сократить время работы до 3 раз. Такой подход позволяет рабочим не перетруждаться, благодаря чему они способны работать дольше, а отдыхать меньше. Сюда же можно отнести экономию на инструментах, т.к. уже не нужны электромиксеры и дорогая режущая аппаратура.
Среди технических отличий присутствуют всего два, которые немного разграничивают сферы применения материалов:
- Влагостойкость. Пеноблок обладает некоторой защитой от влаги, т.к. у него закрытая пористая структура. Газобетон, в свою очередь, впитывает каждую каплю, а высыхать может до двух месяцев в зависимости от погодных условий.
- Выносливость. Тут разница может быть в два раза, т.е. из газа можно построить полноценный дом, тогда как пена подойдет лишь на строение в один этаж. При необходимости возвести здание в 2-3 этажа в кратчайшие сроки именно газ становится незаменимым помощником.
В любом случае здание желательно снаружи отделывать кирпичом или любым другим материалом, который надежно защитит от влаги и ударов. При таком подходе стены прослужат хоть век без осложнений и дополнительных запросов.
Основные схожие черты:
- низкая масса;
- одинаковые способы обработки;
- низкая теплопроводность;
- простота в монтаже.
Основная разница:
- противоположны в плане экологичности;
- прочностные показатели;
- пена менее податлива к воздействию влаги, чем газ.
Вернуться к оглавлению
Подведение итогов
Если есть желание построить блочный дом, то делать это нужно именно из газосиликатных блоков, которые достаточно недорого стоят, при этом скорость возведения довольно высокая. Такой дом выдержит даже очень серьезные нагрузки на протяжении многих десятилетий.
http://ostroymaterialah.ru/youtu.be/idIp5JUB1eg
Если же предстоит возведение небольшой конструкции, то лучше использовать пеноблоки.
Их закрытая пористая структура позволит не особо опасаться влаги, а базовая ударопрочность у них значительно выше. Защита в любом случае будет нужна.
Сравнение пеностеклокерамики с различным составом, полученной из стеклянных бутылок Ark Clamshell (ACS) и известково-натриевой силики (SLS), спеченных при различных температурах
1. Соуза М.Т., Майя Б.Г. А.П.Н. Пеностекло изготавливается из стеклянных бутылок и отходов яичной скорлупы. Процесс Саф. Окружающая среда. 2017;111:60–64. doi: 10.1016/j.psep.2017.06.011. [CrossRef] [Google Scholar]
2. Da Silva Fernandes F.A., Arcaro S., Junior E.F.T., Serra J.C.V., Bergmann C.P. Пеностекло, получаемое из отходов известково-натриевого стекла и золы рисовой шелухи, применяется в качестве частичных заменителей бетонных заполнителей. Процесс Саф. Окружающая среда. 2019;128:77–84. doi: 10.1016/j.psep.2019.05.044. [CrossRef] [Google Scholar]
3. Лу Дж., Оницука К. Утилизация отходов вспененного стекла в строительстве. Междунар. Дж. Окружающая среда. науч. 2004; 16: 302–307. [PubMed] [Google Scholar]
4. Chen Q.Z., Thompson I.D., Boccaccin A.R. 45S5 Bioglass ® — каркас из стеклокерамики для инженерии костной ткани. Биоматериалы. 2006; 27: 2414–2425. doi: 10.1016/j.biomaterials.2005.11.025. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
5. Беллучи Д., Каннило В., Сола А., Кьеллини Ф., Газзарри М., Мигон К. Микропористое биостекло ® — каркасы для регенерации костной ткани. Керам. Междунар. 2011;37:1575–1585. doi: 10.1016/j.ceramint.2011.01.023. [CrossRef] [Google Scholar]
6. Sheth N., Luo J., Banerjee J., Pantano C.G., Kim S.H. Характеристика поверхностных структур декальцинированного натриево-кальциевого кварцевого стекла с использованием рентгеновской фотоэлектронной, инфракрасной спектроскопии зеркального отражения, инфракрасной спектроскопии ослабленного полного отражения и спектроскопии генерации суммарной частоты. Дж. Не Крист. Твердые вещества. 2017; 474:24–31. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2017.08.009. [CrossRef] [Google Scholar]
7. Almutawa F., Vandal R., Wang S.Q., Lim H.W. Текущее состояние фотозащиты оконными стеклами, автомобильными стеклами, оконными пленками и солнцезащитными очками. Фотодерматол. Фотоиммунол. Фотомед. 2013;29:65–72. doi: 10.1111/phpp.12022. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
8. Рим Дж. В., Парк Х. М., Ха К. С. Бионанокомпозиты для упаковки пищевых продуктов. прог. Полим. науч. 2013; 38:1629–1652. doi: 10.1016/j.progpolymsci.2013.05.008. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
9. Джуой Дж.М., Арудра Д., Росли З.М., Хуссейн К., Джаафар А.Дж. Текст научной работы на тему «Микроструктурные свойства стеклокомпозитного материала, изготовленного из сжигаемых плановых отходов шлака и натронно-известкового силиката (SLS) отходов стекла» Дж. Не Крист. Твердые вещества. 2013; 367:8–13. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2013.02.004. [CrossRef] [Google Scholar]
10. Juoi J.M., Ojovan M.I., Lee W.E. Микроструктура и устойчивость к выщелачиванию стеклокомпозитных форм для иммобилизации отработанного клиноптилолита. Дж. Нукл. Мат. 2008; 372: 358–366. doi: 10.1016/j.jnucmat.2007.04.047. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
11. Рахман Н.А.А., Матори К.А., Зайд М.Х.М., Зайнуддин Н., Аб Азиз С., Хири М.З.А., Джалил Р.А., Джусо В.Н.В. Производство алюмосиликатно-фтористого биостекла на основе отходов моллюсков и натриево-известкового кварцевого стекла. Результаты Физ. 2019;12:743–747. doi: 10.1016/j.rinp.2018.12.035. [CrossRef] [Google Scholar]
12. Батлер Дж. Х., Хупер П. Д. Отходы стекла. В: Летчер Т.М., Валлеро Д.А., редакторы. Отходы: Справочник по менеджменту. 2-е изд. Академическая пресса; Кембридж, Массачусетс, США: 2019 г.. стр. 307–322. [Google Scholar]
13. Ахмед Э. М. Гидрогель: получение, характеристика и применение: обзор. Дж. Адв. Рез. 2015;6:105–121. doi: 10.1016/j.jare.2013.07.006. [PMC free article] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
14. König J., Petersen R.R., Yue Y. Влияние характеристик стеклокарбонатно-кальциевой смеси на процесс вспенивания и свойства пеностекла. Дж. Евр. Керам. соц. 2014; 34:1591–1598. doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2013.12.020. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
15. Фернандес Х.Р., Туляганов Д.Ю., Феррейра Ж.М.Ф. Получение и характеристика пенопластов из листового стекла и золы-уноса с использованием карбонатов в качестве пенообразователей. Керам. Междунар. 2009; 35: 229–235. doi: 10.1016/j.ceramint.2007.10.019. [CrossRef] [Google Scholar]
16. Аяди А., Стити Н., Бумчедда К., Реннаи Х., Лерари Ю. Разработка и характеристика пористых гранул на основе отходов стекла. Порошковая технология. 2011; 208:423–426. doi: 10.1016/j.powtec.2010.08.038. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
17. Фрэнсис А.А., Абдель Рахман М.К., Дауд А. Обработка, структура и свойства сжатия пористых стеклокерамических композитов, полученных из вторичных побочных материалов. Керам. Междунар. 2013; 39:7089–7095. doi: 10.1016/j.ceramint.2013.02.048. [CrossRef] [Google Scholar]
18. Бензерга Р., Лаур В., Лебулленгер Р., Ле Жандр Л., Дженти С., Шараиха А., Квеффелек П. Переработка отходов стекла: шаг к использованию микроволновых печей. Матер. Рез. Бык. 2015; 67: 261–265. doi: 10.1016/j.materresbull.2014.07.037. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
19. König J., Peterson R.R., Yue Y. Изготовление высокоизолирующего пеностекла из ЭЛТ-панелей. Керам. Междунар. 2015;41:9793–9800. doi: 10.1016/j.ceramint.2015.04.051. [CrossRef] [Google Scholar]
20. Peterson R.R., Konig J., Yue Y. Механизм вспенивания и теплопроводность стекол, вспененных MnO 2 . Дж. Не Крист. Твердые вещества. 2015; 425:74–82. doi: 10.1016/j.jnoncrysol.2015.05.030. [CrossRef] [Google Scholar]
21. Скаринчи Г., Брусатин Г., Бернадо Э. Стеклянная пена. В: Шеффлер М., Коломбо П., редакторы. Ячеистая керамика: структура, производство, свойства и применение. Джон Уайли и сыновья; Хобокен, Нью-Джерси, США: 2005. стр. 158–176. [Академия Google]
22. Марин Ф. Раковины моллюсков: прошлое, настоящее и будущее. Дж. Структура. биол. 2020;212:107583. doi: 10.1016/j.jsb.2020.107583. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
23. Мартинес-Гарсия К., Гонсалес-Фонтебоа Б., Карро-Лопес Д., Мартинес-Абелла Ф. Переработанные раковины моллюсков. В: де Брито Дж., Агрела Ф., редакторы. Новые тенденции в области экоэффективного и переработанного бетона. Издательство Вудхед; Кембридж, Великобритания: 2005. стр. 191–205. [Google Scholar]
24. Мо К. Х., Аленгарам У. Дж., Джумаат М. З., Ли С. С., Го В. И., Юэн К. В. Переработка отходов морских ракушек в бетоне: обзор. Констр. Строить. Матер. 2018; 162: 751–764. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2017.12.009. [CrossRef] [Google Scholar]
25. Сирипром В., Чумнанвей Н., Чойсуппакет А., Лимсуван П. Биомониторинговое исследование: следовые количества металлических элементов в оболочке perna viridis. Procedia англ. 2012;32:1123–1126. doi: 10.1016/j.proeng. 2012.02.065. [CrossRef] [Google Scholar]
26. Кютер Дж., Сешадри Р., Нолл В., Тремел В. Шаблонный рост кристаллов кальцита, ватерита и арагонита на самоорганизующихся монослоях замещенных алкилтиолов на золоте. Дж. Матер. хим. 1998; 8: 641–650. дои: 10.1039/a705859д. [CrossRef] [Google Scholar]
27. Хэншоу Б.Б., Бэк В. Основные геохимические процессы в эволюции карбонатных водоносных систем. Дж. Гидрол. 1979; 43: 287–312. doi: 10.1016/0022-1694(79)
-X. [CrossRef] [Google Scholar]28. Тан Б., Линь Дж., Цянь С., Ван Дж., Чжан С. Получение стеклокерамических пен из шлака твердых бытовых отходов, полученного в процессе плазменной газификации. Матер. лат. 2014; 28:68–70. doi: 10.1016/j.matlet.2014.04.097. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
29. Нуньес Д., Эльгета Э., Варапрасад К., Оярзун П. Нанокристаллы гидроксиапатита, синтезированные из биоотходов, богатых кальцием. Матер. лат. 2018; 230:64–68. doi: 10.1016/j.matlet.2018.07.077. [CrossRef] [Google Scholar]
30. Сапаруддин Д.И., Хишам Н.А.Н., Аб Азиз С., Матори К.А., Хонда С., Ивамото Ю., Зайд М.Х.М. Влияние температуры спекания на рост кристаллов, микроструктуру и механическую прочность пеностеклокерамики из отходов. Дж. Матер. Рез. 2020;9:5640–5647. [Академия Google]
31. Zhao X., Gao C., Li B. Влияние CeO 2 на спекание, кристаллизацию и свойства CaO-Al 2 O 3 -SiO 2 стеклокерамика для корпусов . Дж. Матер. науч. 2020;31:17718–17725. doi: 10.1007/s10854-020-04326-2. [CrossRef] [Google Scholar]
32. Касас-Луна М., Торрес-Родригес Х.А., Вальдес-Мартинес О.У., Обрадович Н., Сламечка К., Мака К., Кайзер Дж., Монтуфар Э.Б., Челко Л. Робокастинг контролируемого пористого CaSiO 3 – SiO 2 структуры: взаимосвязь архитектуры и прочности и каталитическое поведение материала. Керам. Междунар. 2020; 46: 8853–8861. doi: 10.1016/j.ceramint.2019.12.130. [CrossRef] [Google Scholar]
33. Батени Х., Карими К. Производство биодизельного топлива из клещевины, интегрирующее производство этанола с использованием подхода биопереработки. хим. англ. Рез. Дес. 2016; 107:4–12. doi: 10.1016/j.cherd.2015.08.014. [CrossRef] [Google Scholar]
34. Джусо В.Н.В., Матори К.А., Зайд М.Х.М., Зайнуддин Н., Хири М.З., Рахман Н.А., Джалил Р.А., Кул Э. Влияние температуры спекания на физические и структурные свойства алюмосиликатных фторидная стеклокерамика из ракушечника и известково-натриевого силикатного стекла. Результаты Физ. 2019;12:1909–1914. doi: 10.1016/j.rinp.2019.01.077. [CrossRef] [Google Scholar]
35. Zhu M., Ji R., Li Z., Wang H., Liu L., Zhang Z. Получение стеклокерамических пен для теплоизоляции из угольной летучей золы и отходов стекла. . Констр. Строить. Матер. 2016; 112: 398–405. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2016.02.183. [CrossRef] [Google Scholar]
36. Zhang Q., He F., Shu H., Qiao Y., Mei S., Jin M., Xie J. Получение высокопрочной стеклокерамической пены из отходов электронно-лучевой трубки и германиевые хвосты. Констр. Строить. Матер. 2016; 111:105–110. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2016.01.036. [Перекрестная ссылка] [Академия Google]
Проблемы, образование и контроль пенообразования в красках и покрытиях
- Проблема пенообразования в покрытиях и красках
- Что такое пена и почему она возникает?
- Пенообразование в красках и покрытиях
- Пеногашение – основной принцип и механизм
- Как избежать пены?
Проблема пенообразования в покрытиях и красках
Как правило, пенообразование возникает из-за присутствия в составе различных компонентов, таких как поверхностно-активные вещества, диспергаторы, смачивающие вещества, эмульгаторы и т. д. Это нежелательный побочный эффект, который может возникнуть во время производства, розлива или упаковки, а также применения покрасочных систем.
- Пена увеличивает время производства и затрудняет упаковку, например, непроверенная пена может привести к переливу.
- Пена часто оставляет поверхностные дефекты, такие как рыбий глаз, точечные отверстия и апельсиновая корка на стадиях формирования пленки, что приводит к потере блеска и прозрачности пленки с покрытием. Это не только ухудшает внешний вид, но и снижает защитную функцию покрытия, ослабляя сухую пленку.
- Пена также может создавать более проницаемую поверхность краски, способную впитывать грязь и другие загрязняющие вещества, вызывающие обесцвечивание.
Узнайте, как выбрать пеногасители с помощью быстрых предварительных тестов, а также определить оптимальную дозировку и избежать побочных эффектов »
основы, связанные с пенообразованием. Давайте начнем с понимания того, почему пена возникает в любой системе покрытия.
Что такое пена и почему она возникает?
Пена определяется как двухфазная стабильная дисперсия, в которой молекулы газа окружены жидкостью . Чтобы лучше понять это, давайте сначала начнем с чистых жидкостей.Чистые жидкости не пенятся. При встряхивании чистой жидкости включенный газ имеет тенденцию образовывать сферические пузырьки (поскольку при этом требуется наименьшее количество поверхностной энергии). Однако, если жидкость чистая, пузырьки будут подниматься к поверхности и немедленно схлопываться из-за отсутствия какой-либо стабилизации. В чистых жидкостях поверхностно-активные вещества отсутствуют.
Пузырьки в чистой жидкости(Источник: Evonik) По мере вытеснения воздуха из пузырька жидкость быстро устремляется в освободившееся пространство. Таким образом, стабильная пена никогда не достигается в чистых жидкостях.
Полезно знать
Поверхностно-активное вещество – Поверхностно-активное вещество или поверхностно-активное вещество представляет собой вещество, которое снижает поверхностное натяжение среды, в которой оно растворено, межфазное натяжение с другими фазами и положительно адсорбируется на границе раздела жидкость-пар и другие интерфейсы. Поверхностно-активное вещество снижает поверхностное натяжение жидкости, самопроизвольно растекаясь по ее поверхности. С другой стороны, пенообразование возникает, если жидкость не является чистой или содержит больше компонентов. Причиной пенообразования является введение газа в жидкий материал и стабилизация пузырьков на поверхности жидкости.
Одной из основных причин образования пены является наличие других компонентов, снижающих поверхностное натяжение. В результате образуется устойчивая дисперсия газа в жидкой среде, так как вокруг пузырьков воздуха образуется стабилизированный ПАВ двойной слой, увлекающий их внутрь себя. Этот тип пены обычно называют « жидкая пена ».
«Полезно знать»Поверхностное натяжение – Поверхностное натяжение – это свойство жидкости, благодаря которому она ведет себя так, как будто ее поверхность окружена эластичной оболочкой. Поверхностное натяжение — это частный случай межфазного натяжения, при котором фазы представляют собой жидкость и газ.
Когда в растворе поверхностно-активного вещества присутствуют пузырьки газа, молекулы поверхностно-активного вещества адсорбируются на поверхности пузырька и уменьшают поверхностное натяжение между пузырьком и объемной фазой. Если пузырек поднимается, образуются пузыри, окруженные тонкой пленкой (пластинкой). Пластины могут соединяться с другими, образуя пену.
Ламель состоит из двойного слоя ПАВ, одна сторона которого состоит из монослоя молекул ПАВ на границе воздух-жидкость пузырька, а другая сторона состоит из монослоя молекул ПАВ, покрывающих границу раздела жидкость-воздух .
Нестабильные пузырьки в чистой жидкости (л)Стабильная пена в системах, содержащих поверхностно-активные вещества (R)
(Источник: MÜNZING Chemie)
Структура пены
Пена имеет две различные структуры, которые могут встречаться в сферических пузырьках и пенах, содержащих многогранные ячейки. Эти структуры имеют тенденцию изменяться под действием силы тяжести.- Macrofoam существует в основном в многогранной форме, а при высыхании
- Микропена состоит из пузырьков, которые не смогли подняться на поверхность, но остаются в жидкой форме
Крупный план водной пены, состоящей из влажной, переходной и сухой областей. Масштабная линейка 4 мм
Когда возникает пена в красках и покрытиях?
Составы красок и покрытий не являются чистыми жидкостями. Одной из основных причин пенообразования является наличие в составе покрытия добавок, снижающих поверхностное натяжение.Эти добавки включают:
- Поверхностно-активные вещества и смачивающие агенты – Они используются для изменения характеристик растекания покрытия
- Эмульгаторы – Используются для стабилизации связующих молекул вод. дисперсии
- Диспергаторы – Используются для пигментов и наполнителей для облегчения их равномерного диспергирования в водной среде
- Выравнивающие агенты и прочие добавки – Используются для достижения особых свойств краски или улучшения производственного процесса.
В красках, покрытиях и чернилах воздух включается в систему, что приводит к пенообразованию на различных стадиях, например:
- Производство – Из-за высоких скоростей сдвига (перемешивание во время измельчения полимера/пигмента) или когда раствор подмешивается в пасту
- Упаковка – Накачиванием во время заполнения упаковки
- Обращение и транспортировка – Во время перемешивания и заливки краски
- Приложение – При сдвиге или распылении, погружении, чистке кистью и т. д., что приводит к дефектам пленки из-за образования пузырьков воздуха
- Сушка – Путем химической реакции с выделением газов во время отверждения краски или даже через пористую подложку
Пенообразование в покрытиях на водной основе, на основе растворителей и с высоким содержанием твердых частиц
В покрытиях и красках на водной основе низкая скорость испарения и высокое поверхностное натяжение воды делают составы склонными к захвату пузырей и образованию пузырей. Просмотреть Пеногасители для водных систем »Проблемы пенообразования в покрытиях на основе растворителей (SB) в некоторых отношениях заметно отличаются от покрытий на водной основе (WB). Происхождение проблемы с пеной может быть разным. Поскольку присутствие растворителя способствует смачиванию поверхности подложки и пигмента, добавление поверхностно-активных веществ сводится к минимуму, и пена, стабилизированная поверхностно-активным веществом, может представлять меньшую проблему. Однако некоторые поверхностно-активные вещества могут присутствовать в покрытиях SB в виде придающих текучесть и выравнивающих агентов. Просмотреть Пеногасители для систем на основе растворителей »
В покрытиях с высоким содержанием твердых частиц измельчение, смешивание и нанесение могут включать вовлеченный воздух, который можно стабилизировать за счет высокой вязкости. Поскольку уровни смолы высоки, близость к точке фазового перехода может быть причиной поверхностной активности, которая обычно не присутствует в составах с меньшим содержанием твердых веществ. Эта поверхностная активность в покрытиях с высоким содержанием твердых частиц может быть ответственна за стабилизацию пены. Кроме того, олигомеры, присутствующие в покрытиях с высоким содержанием твердых частиц, могут быть поверхностно-активными. Решения проблем с пеной важны, и решения всегда под рукой. Посмотреть пеногасители для покрытий с высоким содержанием твердых частиц »
Что следует учитывать при выборе наиболее подходящего пеногасителя для вашего продукта?
Получите бесплатные советы по выбору здесь
Предполагается, что стабилизация пузырьков поверхностно-активными веществами или поверхностно-активными молекулами является основной причиной образования пены в покрытиях. Степень стабильности и распада пены связана со стабилизирующей системой поверхностно-активного вещества, что объясняется различными теориями, такими как:
- Эффект Марангони (также называемый эффектом Гиббса-Марангони) 90 096
- Когезионная прочность поверхностно-активного вещества мол.
- Электростатическое отталкивание одинаково заряженных молекул ПАВ
- Размер пузыря
- Поверхностная вязкость
- Наземный транспорт
Как действуют пеногасители?
Двумя основными аспектами пеногасителей являются поверхностная активность и нерастворимость . Четыре основных процесса, посредством которых пеногасители разрушают водную пену:- Въезд,
- Мост,
- Удаление влаги и
- Разрыв.
Системы с более высокой объемной вязкостью, такие как составы, содержащие загустители или высокое содержание связующего вещества, замедляют вытеснение жидкости из ламели и ограничивают подвижность вовлеченных пузырьков воздуха.
Если вы хотите рассчитать эффективность вашей системы, ее можно рассчитать математически с помощью следующих уравнений: Где
→ γ wa = поверхностное натяжение пенообразующей жидкости
→ γ WO = межфазное натяжение между дефоомером и пенообразовательной жидкостью
→ γ OA = поверхностное натяжение дефоомера
Если E — отрицательное , масло. водная фаза. Итак, Е должно быть положительным для пеногасителя. необходимо E > 0
Коэффициент растекания: S = γ wa — γ wo — γ oa
Если S положительный , то пеногаситель может растекаться и отталкивать поверхностно-активные вещества.Коэффициент перекрытия: B = γ 2 wa + γ 2 wo + γ 2 oa 9011 2
Если В положительна , то если Е позволяет капле войти в стенку пенопластовой ламели, и если радиус капли достаточно велик, она перекроет стенку. Учитесь многому, прилагая небольшие усилия Узнайте больше о пенообразовании и узнайте, что нужно и чего нельзя делать, чтобы избежать пенообразования в покрытиях, в этой эксклюзивной серии из 4 частей. Откройте для себя цифровые инструменты прогнозирования для решения проблем, связанных с пенообразованием! УЗНАТЬ БОЛЬШЕ » |
Как избежать пены?
Контроль пенообразования является одной из основных задач как для производителей, так и для специалистов по нанесению краски, чтобы обеспечить гладкий и однородный внешний вид пленки краски. Агенты, регулирующие пенообразование, добавляются в состав покрытий и красок для предотвращения захвата воздуха и пенообразования. Агенты контроля пенообразования можно классифицировать как:- Антипенные добавки
- Пеногасители и деаэраторы (или воздухоотделители)
Пеногасители/противовспениватели
Пеногасители, добавляемые в краски для уменьшения:- Проблемы с пеной во время производства,
- Аэрация при наполнении банок и
- Образование пузырьков воздуха во время нанесения.
Используются различные продукты, в том числе сложные эфиры жирных кислот, металлические мыла, минеральные масла, воски, силиконовые масла и силоксаны, иногда в сочетании с эмульгаторами и гидрофобными диоксидами кремния, которые используются в качестве пеногасителей.
Антивспениватели для конкретной системы краски или покрытия обычно оценивают методом, который включает интенсивное перемешивание и введение воздуха в систему краски с последующим наблюдением за временем, требуемым краске для возвращения к своей первоначальной плотности.
Получите доступ к доступным пеногасителям здесь »
Проанализируйте технические данные каждого продукта, получите техническую помощь или запросите образцы для тестирования их в вашем приложении.
Пеногасители
Пеногасители разрушают пену после ее образования. Пеногасители представляют собой жидкости с низким поверхностным натяжением, которые могут проникать в пластину пенопласта или выступать в качестве несущей среды для переноса гидрофобных частиц в пластину пенопласта; что приводит к разрушению пенопластовой ламели.В эмульсионных красках вспенивание может привести к нежелательному образованию поверхностных дефектов (кратеров и пор) в пленке покрытия. Пеногасители снижают поверхностное натяжение жидкости до такой степени, что пузырьки воздуха в пене схлопываются.
Для покрытий на водной основе важны два различных свойства пеногасителей: само пеногашение и деаэрация.
- Для разрушения макроскопической пены, образующейся в покрытии после нанесения – пеногаситель
- Для удаления воздуха, попавшего в процессе нанесения покрытия – деаэрация
Деаэраторы удаляют (микро) пузырьки воздуха или микропену из жидкости и помогают им подняться на поверхность
Пеногаситель должен иметь частичную или целенаправленную несовместимость с составом покрытия. Если деаэратор слишком совместим, он не будет эффективен, а если он слишком несовместим, возникнут такие дефекты, как кратеры, рыбий глаз или помутнение. Пеногаситель обычно гидрофобен, легко распределяется по поверхностям, имеет низкое поверхностное натяжение, не растворяется в среде и в идеале диспергируется в виде мелких капель.Пеногасители обычно включают минеральные масла, парафин, жирные спирты и их сложные эфиры, жирные кислоты и силиконы или гидрофобные алкоксилаты.
Силиконы в качестве пеногасителей
Простые силиконовые масла часто используются в качестве пеногасителей из-за их низкого поверхностного натяжения. Здесь добавление коллоидального кремнезема также оказывает положительное влияние на пеногасящие свойства.Органомодифицированные силиконы напр. полисилоксаны, модифицированные полиэфиром, представляют собой важную подгруппу пеногасителей, используемых в покрытиях, в частности, для решения проблем несовместимости с силиконом в лаках и печатных красках. Их органические модификации могут содержать боковые цепи, такие как простые или сложные полиэфиры, что позволяет эффективно контролировать степень несовместимости. Органомодифицированные силиконы обладают отличными пеногасящими свойствами с небольшими побочными эффектами, такими как потеря блеска, или без них.
Получите доступ к доступным пеногасителям здесь »
Проанализируйте технические данные каждого продукта, получите техническую помощь или запросите образцы для тестирования их в вашем приложении.
Использование ПАВ в качестве пеногасителя
Функция поверхностно-активного вещества в качестве пеногасителя , пеногасителя или деаэратора связана с взаимодействием с поверхностно-активными веществами, стабилизирующими пену. Сильные внутримолекулярные силы между молекулами поверхностно-активного вещества играют доминирующую роль в стабилизации пены. ПАВ, демонстрируя слабые внутримолекулярные взаимодействия при высокой поверхностной активности, замещают пеностабилизирующие компоненты на границе воздух/жидкость и, как следствие, снижают пенообразование. распространенными примерами поверхностно-активных веществ , которые демонстрируют низкую пенообразующую способность, являются:- блок-полимеры ЭО/ПО
- Алкоксилаты спиртов и
- Блок-полимеры ЭО/ПО этилендиамина.
Совет по составу: Пеногасители целесообразно использовать в сочетании с выравнивающей добавкой. После того, как пузырьки пены лопнут, поверхность быстро разглаживается, предотвращая образование вмятин и отверстий.
В целом в красках и покрытиях выбор пеногасителя должен быть тщательно продуман, чтобы эффективно сбалансировать эффективность пеногашения и совместимость с покрытием . Узнайте о факторах , которые жизненно важны для выбора пеногасителей или пеногасителей для вашей рецептуры, а также о методах оценки эффективности для удовлетворения ваших требований конечного использования.