Lựa Chọn Phụ Gia Phá Bọt Bê Tông Đúng Như Thế Nào?

Jul 20, 2022

TKT Company

? Cập nhật Bài Viết “Phụ Gia Phá Bọt Bê Tông” lần cuối ngày 19 tháng 7 năm 2022 tại Địa Điểm Công ty TKT Company

Phụ gia phá bọt bê tông (hay còn có các tên gọi khác chất phá bọt cho phụ gia bê tông deformer, Chất phá bọt khí cho bê tông DEFOAMER, chất kháng bọt, phụ gia khử bọt bê tông, phụ gia chống tạo bọt bê tông) bản chất là gì? Khi nào nên sử dụng?

Cùng dịch vụ mài sàn bê tông TKT Company tìm hiểu chi tiết kiến thức về một trong các nhóm phụ gia bê tông quan trọng đó là phụ gia phá bọt bê tông thông qua bài viết sau đây.

Nội dung (Contents)

1. Phụ gia phá bọt, khử bọt khí là gì?

Chất khử bọt hay chất chống tạo bọt, hay kháng bọt là một chất phụ gia hóa học làm giảm và cản trở sự hình thành bọt trong chất lỏng xử lý công nghiệp. Thuật ngữ chất chống tạo bọt và chất khử bọt thường được sử dụng thay thế cho nhau.

Nói một cách chính xác, chất khử bọt loại bỏ bọt hiện có và chất chống tạo bọt ngăn chặn sự hình thành thêm bọt.

Các tác nhân thường được sử dụng là dầu không hòa tan, polydimethylsiloxan và các silicon khác, một số loại rượu, stearat và glycol. Phụ gia được sử dụng để ngăn chặn sự hình thành bọt hoặc được thêm vào để phá vỡ bọt đã được tạo thành.

Trong các quy trình công nghiệp, bọt gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng. Chúng gây ra các khuyết tật trên lớp phủ bề mặt và ngăn cản việc lấp đầy hiệu quả của các thùng chứa. Một loạt các công thức hóa học có sẵn để ngăn ngừa sự hình thành bọt.

2. Đặc điểm phụ gia khử bọt khí

Nói chung chất khử bọt không hòa tan trong môi trường tạo bọt và có đặc tính hoạt động bề mặt. Đặc điểm cơ bản của sản phẩm chất khử bọt là độ nhớt thấp và khả năng lây lan nhanh chóng trên bề mặt có bọt.

Nó có ái lực với bề mặt không khí-chất lỏng, nơi nó làm mất ổn định các phiến xốp. Điều này gây ra vỡ bọt khí và phá vỡ bọt bề mặt. Các bọt khí thoát ra được kết tụ, và các bong bóng lớn hơn nổi lên bề mặt của chất lỏng khối lượng lớn nhanh hơn.

3. Lịch sử phụ gia khử bọt khí

Các chất khử bọt đầu tiên nhằm mục đích phá vỡ bọt có thể nhìn thấy trên bề mặt. Dầu hỏa, dầu nhiên liệu và các sản phẩm dầu nhẹ khác đã được sử dụng để phá vỡ bọt. Dầu thực vật cũng có một số công dụng. Rượu béo (C7 – C22) là chất chống tạo bọt hiệu quả nhưng đắt tiền. Chúng được thêm vào các sản phẩm dầu để tăng hiệu quả. Sữa và kem là tiền thân của các chất khử bọt loại nhũ tương hiện đại.

Trong những năm 1950, các thí nghiệm với chất khử bọt dựa trên silicone bắt đầu. Chúng dựa trên polydimethylsiloxan (dầu silicon) phân tán trong nước hoặc dầu nhẹ. Dầu silicon hoạt động tốt, nhưng gây ra xáo trộn bề mặt trong nhiều ứng dụng như sơn và sản xuất giấy.

Năm 1963, chất chống tạo bọt đầu tiên với các hạt kỵ nước (hydrophobic silica) trong dầu nhẹ đã được cấp bằng sáng chế.

Vào đầu những năm 1970, các loại sáp kỵ nước như ethylene bis stearamide phân tán trong dầu đã phát triển. Các loại chất khử bọt này rất hiệu quả, nhưng cuộc khủng hoảng dầu mỏ năm 1973 đã làm cho chúng quá đắt và dẫn đến việc giảm hàm lượng dầu.

Giải pháp là thêm nước. Vì vậy chất khử bọt gốc nước (nước trong nhũ tương dầu) và nước (dầu trong nước) đã xuất hiện.

Sự phát triển của chất khử bọt dựa trên silicone đã tiếp tục, sử dụng các chất nhũ hóa khác nhau và các loại dầu silicone biến tính. Vào đầu những năm 1990, chất khử bọt nhũ tương silicone ít gây xáo trộn bề mặt đã được sử dụng trong ngành công nghiệp nghiền bột gỗ với thành công lớn. Điều này làm cho quá trình rửa tốt hơn, giảm nhu cầu oxy sinh học (BOD) trong nước thải đầu ra và giảm cặn.

4. Phân loại phụ gia phá bọt

4.1. Chất khử bọt gốc dầu

Chất khử bọt gốc dầu có một chất mang dầu. Dầu có thể là dầu khoáng, dầu thực vật, dầu trắng hoặc bất kỳ loại dầu nào khác không hòa tan trong môi trường tạo bọt, ngoại trừ dầu silicon. Chất khử bọt gốc dầu cũng chứa sáp và / hoặc silica kỵ nước để tăng hiệu suất. Các loại sáp điển hình là ethylene bis stearamide (EBS), sáp parafin, sáp este và sáp cồn béo.

Các sản phẩm này cũng có thể có chất hoạt động bề mặt để cải thiện quá trình nhũ hóa và lan truyền trong môi trường tạo bọt.

Đây là những chất khử bọt hạng nặng và thường tốt nhất trong việc đánh tan bọt bề mặt.

4.2. Chất khử bọt bột

Chất khử bọt dạng bột về nguyên tắc là chất khử bọt gốc dầu trên chất mang dạng hạt như silica. Chúng được thêm vào các sản phẩm dạng bột như xi măng, thạch cao và chất tẩy rửa.

??? Có thể bạn chưa biết

Silicon dioxide, còn được gọi là silica, là một oxit của silic có công thức hóa học là SiO2, được tìm thấy nhiều nhất trong tự nhiên như thạch anh và trong các sinh vật sống khác nhau.

Ở nhiều nơi trên thế giới, silica là thành phần chính của cát. Silica là một trong những họ vật liệu phức tạp nhất và phong phú nhất, tồn tại dưới dạng hợp chất của một số khoáng chất và như một sản phẩm tổng hợp.

Các ví dụ đáng chú ý bao gồm thạch anh nung chảy, silica bốc khói, silica gel và aerogel. Nó được sử dụng trong các vật liệu cấu trúc, vi điện tử (như một chất cách điện), và như các thành phần trong ngành công nghiệp thực phẩm và dược phẩm.

4.3. Chất khử bọt gốc nước

Chất khử bọt gốc nước là các loại dầu và sáp khác nhau được phân tán trong nền nước. Các loại dầu thường là dầu khoáng hoặc dầu thực vật và sáp là rượu béo mạch dài, xà phòng axit béo hoặc este. Chúng thường tốt nhất làm bộ khử khí, có nghĩa là chúng tốt nhất trong việc giải phóng không khí bị cuốn vào.

4.4. Chất khử bọt dựa trên silicone

Chất khử bọt dựa trên silicon là polyme có xương sống bằng silicon. Chúng có thể được phân phối dưới dạng nhũ tương dầu hoặc nước. Hợp chất silicone bao gồm một silica kỵ nước được phân tán trong dầu silicon. Chất nhũ hóa được thêm vào để đảm bảo silicone lan tỏa nhanh và tốt trong môi trường tạo bọt. Hợp chất silicone cũng có thể chứa glycol silicone và các chất lỏng silicone biến tính khác.

Đây cũng là những chất khử bọt hạng nặng và rất tốt trong việc đánh tan bọt bề mặt và giải phóng không khí bị cuốn theo.

Polydimethylsiloxan

Là một chất chống tạo bọt được sử dụng rộng rãi.

Chất khử bọt gốc silicone cũng thích hợp trong các hệ thống tạo bọt không chứa nước như dầu thô và lọc dầu. Đối với các ứng dụng rất khắt khe, fluorosilicones có thể phù hợp.

Chất khử bọt dựa trên EO / PO chứa polyethylene glycol và polypropylene glycol copolyme. Chúng được phân phối dưới dạng dầu, dung dịch nước hoặc nhũ tương gốc nước. Các chất đồng trùng hợp EO / PO thường có đặc tính phân tán tốt và thường rất phù hợp khi các việc lắng gây ra các vấn đề.

Polyacrylat alkyl

Alkyl polyacrylate thích hợp để sử dụng làm chất khử bọt trong các hệ thống không chứa nước, nơi thoát khí quan trọng hơn sự phân hủy bọt bề mặt. Những chất khử bọt này thường được phân phối trong chất mang dung môi giống như sản phẩm chưng cất dầu mỏ.

5. Các vấn đề gây ra khi có bọt khí

5.1. Các đề trong ngành công nghiệp

Dạng bọt dễ nhận thấy nhất là bọt nổi lên và tích tụ trên bề mặt. Nó dễ theo dõi và tương đối dễ xử lý và là một vấn đề thẩm mỹ nhiều hơn. Bọt bề mặt có thể gây ra các vấn đề với mực chất lỏng và tràn dẫn đến các vũng dầu xung quanh thiết bị, đây là một mối lo ngại về an toàn.

Ngoài ra, điều này có thể làm giảm tốc độ quy trình và tính khả dụng của thiết bị xử lý. Vấn đề cơ học chính có xu hướng là khi bọt xâm nhập vào hệ thống vì không khí là chất bôi trơn kém, có nghĩa là kim loại với kim loại có thể xảy ra tiếp xúc.

5.2. Các vấn đề trong cơ học

Các yếu tố cơ học có thể tạo ra bọt và không khí bị cuốn vào:

Lớp seal bị rò rỉ trên máy bơm
Máy bơm cao áp
Thiết kế hệ thống kém (thiết kế bể chứa, đầu vào máy bơm, đầu ra và ống góp)
Tạo áp lực

Các lớp không khí chính mà hệ thống cơ khí quan tâm là:

Không khí hòa tan hoạt động như một phần của pha chất lỏng, ngoại trừ nó có thể thoát ra khỏi dung dịch dưới dạng bong bóng nhỏ (không khí bị cuốn theo)
Không khí đi vào bao gồm các bong bóng đủ nhỏ để tụ lại trên chất lỏng
Bong bóng có đủ sức nổi để nổi lên bề mặt và được mô tả là bọt

5.3. Bọt trong quá trình xử lý và chất lỏng làm mát

Bọt, không khí bị cuốn theo và hòa tan có trong chất làm mát và chất lỏng xử lý, có thể gây ra nhiều loại vấn đề khác nhau, bao gồm:

Giảm hiệu suất máy bơm (cavitation)
Giảm công suất của máy bơm và bể chứa
Sự phát triển của vi khuẩn
Bụi bẩn nổi / hình thành cặn
Giảm hiệu quả của (các) dung dịch chất lỏng
Cuối cùng thời gian ngừng hoạt động để làm sạch bể chứa
Các vấn đề thoát nước trong sàng và bộ lọc

Các vấn đề về hình thành (tức là trong nhà máy giấy, nó có thể khiến các sợi tạo thành một tấm không đồng nhất)

Chi phí bổ sung chất lỏng
Chi phí loại bỏ toàn bộ vật liệu do không hoàn hảo

5.4. Các vấn đề gây ra đối với bê tông

Bọt khí trong quá trình trộn bê tông không đồng đều, và gây ra nhiều vấn đề với đặc tính chịu lực, thẩm mỹ của bê tông. Đặc biệt đối với bê tông kết cấu như dầm, cột hoặc sàn bê tông trang trí đòi hỏi khắt khe.

Hoặc đối với sàn bê tông mài, cần bề mặt đặc chắc mà ít lỗ mọt, để tạo ra bề mặt đẹp do đó việc sử dụng Phụ gia phá bọt bê tông có thể cần thiết trong trường hợp này.

6. Phương pháp kiểm nghiệm

Có một số cách để kiểm tra trình khử bọt.

Dễ dàng nhất là nhìn vào lớp bọt trên bề mặt. Tất cả những gì cần thiết là một hệ thống tạo bọt. Điều này có thể được thực hiện với hệ thống bơm tròn có vòi phun và xi lanh hoặc hệ thống phun khí vào xi lanh. Xylanh được gắn với một cái cân để đo chiều cao của bọt. Thiết bị này có thể có lò sưởi để kiểm soát nhiệt độ.

Không khí đi vào có thể được kiểm tra bằng thiết bị tương tự có máy đo tỷ trọng có thể ghi lại sự thay đổi của tỷ trọng chất lỏng theo thời gian.

Quá trình thoát nước có thể được kiểm tra bằng hệ thống lọc để đo thời gian thoát chất lỏng qua bộ lọc. Bộ lọc có thể được điều áp hoặc có chân không.

7. Ứng dụng phụ gia khử bọt khí

7.1. Chất tẩy rửa

Chất chống tạo bọt được thêm vào trong một số loại chất tẩy rửa nhất định để giảm tạo bọt có thể làm giảm tác dụng của chất tẩy rửa. Ví dụ, chất tẩy rửa của máy rửa bát phải ít tạo bọt để máy rửa bát hoạt động tốt.

7.2. Thức ăn

Khi được sử dụng như một thành phần trong thực phẩm, chất chống tạo bọt nhằm hạn chế sự trào hoặc sủi bọt trong quá trình chuẩn bị hoặc phục vụ. McDonald’s sử dụng polydimethylsiloxane (một loại silicone) trong dầu của mình để giảm thiểu bắn dầu nguy hiểm do tạo bọt trong nồi chiên, vì vậy nó đã được liệt kê như một thành phần trong món gà viên, khoai tây chiên và các món chiên khác.

7.3. Sử dụng công nghiệp

Chất khử bọt được sử dụng trong nhiều quá trình và sản phẩm công nghiệp: bột gỗ, giấy, sơn, xử lý nước thải công nghiệp, chế biến thực phẩm, khoan dầu, công nghiệp máy công cụ, dụng cụ cắt dầu, thủy lực, v.v.

7.4. Dược phẩm

Chất chống tạo bọt cũng được bán trên thị trường để giảm đầy hơi. Một ví dụ quen thuộc là thuốc Simethicone, là thành phần hoạt chất trong các loại thuốc như Maalox, Mylanta và Gas-X.

7.5. Phụ gia phá bọt Bê tông

Phụ gia phá bọt bê tông, chất khử bọt khí sử dụng trong ngành bê tông, đặc biệt là tấm bê tông đúc sẵn và thi công sàn bê tông trang trí chất lượng cao.

8. Làm thế nào để chọn chất khử bọt trong ngành bê tông?

8.1. Vấn đề tương thích giữ phụ gia giảm nước và phá bọt khí bê tông

Sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp bê tông đã đặt ra những yêu cầu cao hơn đối với các loại phụ gia được sử dụng trong bê tông, đặc biệt là tính năng của phụ gia giảm nước bê tông.

Phụ gia giảm nước bê tông hiệu suất cao axit polycarboxylic là thế hệ mới nhất. Khả năng giảm nước cao, khả năng phân tán tốt và duy trì độ dẻo cho phép nó nhanh chóng mở rộng lĩnh vực ứng dụng và dần dần thay thế naphthalene và melamine cũng như các chất giảm nước hiệu quả cao khác.

Tuy nhiên, do cấu trúc phân tử của chất khử nước axit polycarboxylic nên tạo ra nhiều bọt hơn trong quá trình trộn bê tông, kích thước không đồng đều, ảnh hưởng đến chất lượng bê tông. Cần nâng cao khả năng làm việc của bê tông bằng cách bổ sung chất khử bọt để đáp ứng nhu cầu sản xuất.

Hợp chất với chất khử nước axit polycarboxylic đòi hỏi sự tương thích tốt của phụ gia khử bọt khí và phụ gia giảm nước, ít ảnh hưởng đến tỷ lệ giảm nước và khả năng thi công của bê tông.

8.2. Chất chống tạo bọt và chất khử bọt bê tông

Chất chống tạo bọt như đã đề cập ở trên nó giúp hạn chế và giảm thiểu hình thành bọt khí trong quá trình trộn bê tông.

Có nhiều loại chất chống tạo bọt. Chúng được ghép organosiloxan, silicone và ete, có chứa amin, imines và amide. Chúng có tốc độ khử bọt nhanh hơn và thời gian ngăn tạo bọt lâu hơn.

Rộng hơn, ngay cả môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao, axit mạnh và đặc tính kiềm mạnh. Nó được sử dụng rộng rãi để loại bỏ các bọt có hại trong quá trình sản xuất cao su, hồ dệt, lên men thực phẩm, y sinh, chất phủ, hóa dầu, sản xuất giấy, làm sạch công nghiệp và các ngành công nghiệp khác.

Hầu hết các chất khử bọt hiện đang được sử dụng trong vữa bê tông là vật liệu tổng hợp dựa trên polyether và polysiloxan cải tiến.

8.3. Phụ gia khử bọt khí bê tông dựa trên polyether được biến đổi

Polyether là một loại polyme bao gồm các liên kết C-O-C. Nó chủ yếu sử dụng chất xúc tác lưỡng kim hoặc bazơ mạnh làm chất xúc tác để nhúng ethylene oxide (EO), tạo vòng trên các liên kết O-H hoặc N-H hoạt động.

Nó được tạo thành bởi propylene oxide (PO) hoặc butylene oxide (BO). Polyether chủ yếu được sử dụng làm chất khử bọt để tận dụng mối quan hệ giữa độ hòa tan và nhiệt độ.

Đối với chất hoạt động bề mặt không ion có chứa EO, khi nhiệt độ tăng, độ hòa tan của polyete trong nước chuyển từ hòa tan trong nước sang không hòa tan trong nước.

Khi polyether tồn tại trong nước dưới dạng các hạt có kích thước nhất định, nó đáp ứng các đặc điểm của chất khử bọt là “không hòa tan trong môi trường tạo bọt”. Do đó, nó có thể hoạt động như một chất khử bọt trong một số phương tiện tại thời điểm này, đặc biệt là Một số ngành và lĩnh vực không thể sử dụng silicone làm chất khử bọt, chẳng hạn như làm sạch tấm thép, làm sạch bảng mạch, ngành giấy, v.v.

Tuy nhiên, trong nhiều tình huống thực tế, khả năng khử bọt của polyether là không đủ, và nhiệt độ khử bọt thực tế rất khác nhau. Tại thời điểm này, polyether khử bọt thể hiện các khuyết tật rõ ràng.

Do đó, cần phải sửa đổi polyether. Phương pháp sửa đổi chung là sử dụng một nhóm hoạt động để phản ứng với nhóm hydroxyl trên cấu trúc polyether. Các phản ứng đơn chức tham gia chủ yếu là phản ứng este hóa và phản ứng trùng ngưng. Các chất biến đổi bao gồm axit béo, chất liên kết, rượu béo, và các chất tương tự.

Chất khử bọt polyether biến đổi có phạm vi ứng dụng rộng hơn và hiệu quả tốt hơn, có thể loại bỏ các bong bóng lớn dư thừa trong bê tông, làm cho bề mặt bê tông đẹp hơn, đồng thời giảm hàm lượng khí của chất khử nước axit polycarboxylic, cải thiện cấu trúc và độ chặt của các lỗ rỗng bê tông.

Ngoài ra, khi sử dụng phụ gia siêu dẻo bê tông còn gây hiện tượng hiện tượng phân tầng bê tông, nên người ta còn sử dụng thêm phụ gia điều chỉnh độ nhớt bê tông. Do đó cũng cần xem xét cả tính tương hợp này nữa.

Do vậy việc lựa chọn phụ gia sử dụng cùng nhau là vấn đề phức tạp và cần có các thực nghiệm để kiểm chứng tính hiệu quả.

8.4. Làm thế nào để chọn Phụ gia phá bọt bê tông?

Sự thay đổi cường độ của bê tông chủ yếu bị ảnh hưởng bởi hàm lượng không khí của bê tông sau khi thêm chất khử bọt hoặc chất cuốn không khí. Các thí nghiệm cho thấy rằng khi lượng chất tạo bọt tăng lên, hàm lượng không khí và tốc độ giảm nước của bê tông giảm xuống. Trong những trường hợp nghiêm trọng, thoát nước bề mặt và “đào đáy” (bottom digging) xảy ra làm cho khả năng thi công của bê tông kém đi. . Trong quá trình sử dụng chúng ta cần lưu ý ba điểm:

Chất tạo bọt được sử dụng trong sản xuất bê tông với phụ gia siêu dẻo polycarboxylate, sẽ làm giảm hàm lượng khí của chất siêu dẻo axit polycarboxylic, và vữa bê tông sẽ nhớt hơn. Tác nhân, loại bỏ các bong bóng lớn không đồng đều trong axit polycarboxylic, và tạo ra các bong bóng nhỏ đồng nhất, có thể làm tăng độ an toàn của bê tông.
Chất khử bọt có khả năng phân tán mạnh với nước và phụ gia, và rất dễ tách ra sau một thời gian dài. Khuyến cáo nên tiếp tục khuấy trong giai đoạn này.
Chất chống tạo bọt có thể giảm hiệu suất của nó do tính kiềm. Vui lòng tránh sử dụng nó ở giá trị pH từ 10 trở lên.

Với bài viết chia sẻ trên đây, dịch vụ đánh bóng sàn bê tông TKT hy vọng bạn đã có kiến thức nhất định về Phụ gia phá bọt bê tông được sử dụng khá phổ biến ngày nay.

Trong chuỗi bài viết về phụ gia bê tông, ở bài tiếp theo TKT sẽ đề cập đến phụ gia chống co ngót, giảm nứt cho bê tông. Bạn hãy đón đọc nhé.