Технология и механизация земляных работ в зимних условиях: Учебное пособие, страница 5

1.5 Пенопокрытие

Очень хорошим утеплителем являются различные полимерные пены, однако, многие из них имеют сравнительно высокую стоимость, что делает не всегда экономически целесообразным их применение для предохранения грунтов от промерзания.

До последнего времени широко применялся способ водовоздушного покрытия пеной из поверхностно-активных веществ грунтов, подлежащих разработке в зимний период. Этот способ позволяет сохранить тепло, накопленное в грунте, и уменьшить теплопотери в осенне-зимний период.

Известны два метода получения пены: конденсационный и диспергационный

Сущностью конденсационного метода является возникновение и рост зародышей газовой фазы из-за снижения давления над пересыщенными газовыми растворами или за счет химических реакций, протекающих с образованием газообразных продуктов. Этот метод не нашел широкого применения, так как он неудобен и сложен в техническом отношении, а также не позволяет получить пену средней (к = 20-200) и высокой (к > 200) кратности.

Диспергационный метод получения пен представлен следующими способами: барботажным; выдуванием пузырьков на сетке; механическим (перемешивание, взбалтывание, дробление и т.д.).

Барботажный способ основан на вдувании воздуха в пенообразующий раствор через диспергирующие отверстия (система капилляров, перфорированные пластины, пористые материалы, рисунок 2,а). Недостатком такого способа является небольшая производительность установки из-за малой величины "съема" пены с единицы площади пористой перегородки в единицу времени.

Способ выдувания пузырьков из пены на ячейках сетки называется способом пленок. Если на пути движения распыленного раствора пенообразователя и воздуха поставить сетку, то при определенных условиях на ячейках сетки будут выдуваться пузырьки пены (рисунок 2, б). Пенообразование на сетках возможно только при некотором интервале скоростей набегающего на сетку потока. Ширина этого интервала зависит от вида и концентрации поверхностно-воздушного вещества в растворе и от размеров ячеек сетки. Преимуществом способа является возможность получения пены высокой кратности (до 1000).

В настоящее время существует большое количество устройств для получения пены способом выдувания пузырьков на сетках отечественного и зарубежного производства, которые различаются главным образом конструктивными особенностями, связанными с процессом подачи воздуха. Существуют конструкции пеногенераторов с подсосом воздуха и принудительным поддувом.

Механический способ основан на эффекте диспергирования газа при взбалтывании или турбулентном движении смеси газа и раствора поверхностно-активного вещества (ПАВ). В техническом отношении этот способ наиболее прост и применим для любых ПАВ (рисунок 2, в). В практике известны несколько вариантов получения пены этим способом.