气泡混合轻质土是由原料土、水泥、气泡和水混合而成的新型填筑材料,具有轻质、强度和密度可调节、良好的流动性和自立性等优点,常用于公路拓宽、管道回填等工程。发泡剂是影响气泡混合轻质土性能的重要因素,研制发泡倍数更高、稳泡性更好的新型发泡剂始终是研究的重要目标之一。本文以明胶为原料,开展了复合型发泡剂的研制试验,并通过试样的工程性质试验对发泡剂进行了综合评价,主要工作与成果如下:(1)开展了明胶的水解试验,结果表明:相比于传统水解方式,加酶催化水解可以显著提高水解效率,将水解时间从4~10h缩短至1h左右。明胶用量为10g时,最佳水解条件为加入0.1g碱性蛋白酶、200g水和0.2g氢氧化钙,并在50℃下持续加热40min。(2)针对上述发泡剂母液开展了与表面活性物质的复配试验,结果表明:该发泡剂母液与三乙醇胺(TEA)、椰子油二乙醇酰胺(CDEA)和阿拉伯树胶粉的复配效果较差,而与十二烷基苯磺酸钠(LAS)和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)的复配效果较好。(3)针对明胶、LAS和AES的用量分别开展了单因素重复试验,并对试验结果进行了显著性检验,结果表明:在显著性水平?(28)01.0下,LAS和AES都可以显著提高发泡剂的稳泡能力和起泡能力,但当两者的用量分别达到32g和18g时,提高效果会明显减弱。明胶可以显著提高发泡剂的稳泡能力,但对发泡剂的起泡能力影响不大。(4)分别设置因素水平LAS(26g、32g、38g)、AES(14g、18g、22g)、明胶(10g),开展了发泡剂配方研制的全面试验,对试验结果进行了显著性检验,并对比分析了9种自制发泡剂与3种市售发泡剂的性能优劣,结果表明:在LAS、AES和明胶的混合体系中,对发泡剂性能影响程度的排序为:LAS和AES的交互作用>AES>LAS>明胶。9种自制发泡剂的综合性能均优于3种市售发泡剂。(5)分析了现有发泡剂性能评价标准和方法的不足,建议以1h消泡占比表征发泡剂的稳泡能力,以发泡倍数表征发泡剂的起泡能力,并提出了综合指标-(9)ba)1(以评价发泡剂的综合性能,其中a是发泡剂的发泡倍数,b是发泡剂的1h消泡占比,其物理意义是单位体积的发泡剂发出的气泡在一定条件下静置1h后剩余的气泡量。(6)分别采用9种自制发泡剂和3种市售发泡剂制备气泡混合轻质土试样,开展了试样的密度、强度和体积吸水率的测定试验,结果表明:对于发泡剂的使用效果而言,基于试样吸水率和强度的评价结果与基于试样密度的评价结果大致相反。鉴于轻质性是气泡混合轻质土最重要的特性,建议采用密度作为评价发泡剂使用效果的基本依据。(7)本文综合考虑基于发泡剂性能指标的评价结果和基于试样密度的评价结果后,确定了综合性能最优的发泡剂是自制发泡剂F-6和F-7,其配方分别是38g LAS+18g AES+10g明胶和26g LAS+22g AES+10g明胶。