архитектура и строительство

Новый вид пенообразователя для производства пенобетона

Пенобетон|Одним из направлений расширения номенклатуры и повышения качества многих видов строительных материалов является их пориза-ция за счет введения в сырьевую смесь предварительно полученной технической пены или путем введения в смесь пенообразователей и ее поризация за счет вовлечения диспергированных пузырьков воздуха при интенсивном перемешивании.

В 80-е годы, в связи с развитием производства и применения гипсовых материалов и изделий ВНИИ-стромом им. П.П. Будникова совместно с бывшим институтом ВНИИ ПАВ специально для производства пеногипсовых материалов и изделий создано и освоено промышленное производство нескольких видов пенообразователей: "Каскад" (авт. свид. СССР N 967996, 1982 г.), "ТЭАС" (авт. свид. СССР N 1114644, 1984 г.), "Поток" (авт. свид. СССР N 1252322, 1986 г.) и др.

С использованием этих пенообразователей и различных видов пе-ногенераторов получена качественная техническая пена, организовано массовое производство различных видов пеногипсовых материалов и изделий, в том числе пеногипсовых тепло- и звукоизоляционных оснований полов. Данная разработка в составе других новых технологий и материалов отмечена премией Совета Министров СССР в области строительства и архитектуры в 1991 г.

В настоящее время в связи с изменившейся экономической ситуацией наметилась тенденция по расширению производства и применения пенобетонных изделий на основе цемента, что объясняется возможностью создания небольших, в том числе мобильных, производств стеновых и теплоизоляционных изделий [I].

Для производства этих изделий как правило, используются упомянутые выше традиционные ("гипсовые") пенообразователи, а также разработанные для пожаротушения, то есть пенообразователи, не учитывающие специфику пеноцементных бетонов (минералогический состав твердеющих систем и высокое рН жидкой фазы, сравнительно медленное твердение, наличие песка и другие). Вместе с тем объем пустот, образуемый пеной, составляет 40-80% пенобетонных изделий, и соответственно свойства пенообразователя и получаемой из него пены относятся к главным факторам, определяющим технологию и свойства готовой продукции.

Однако, несмотря на это, пригодность пенообразователей зачастую оценивается по двум показателям (кратность и стойкость пены) и иногда дополнительно по коэффициенту использования пены. Причем последний показатель, как правило, используют только для экономической оценки рациональности применения пенообразователей.

Опыт показывает, что данных показателей недостаточно для того, чтобы оценить рациональность применения пенообразователя для производства пенобетона, поскольку они не отражают влияния пенообразователя на характеристики пенобетона. Как известно, практически все пенообразователи являются поверхностно-активными веществами и в силу своей природы оказывают влияние на физические свойства, скорость твердения и прочностные показатели пенобетона. Причем, за исключением пластифицирующего эффекта, это влияние является, как правило, негативным, вызывает замедление процесса твердения цемента и ухудшает прочностные характеристики бетона и изделий.

Нами впервые была проведена сравнительная комплексная оценка свойств большинства (около 30 видов) применяющихся в стране пенообразователей, выполнен анализ влияния на эти свойства их состава и параметров приготовления, получены и изучены опытные образцы принципиально новых видов и в конечном счете разработан и освоен промышленностью новый, наиболее пригодный для цементных пенобетонов пенообразователь.

Комплексную оценку пригодности пенообразователей проводили по следующим параметрам:

- рабочая концентрация пенообразователя;

- кратность получаемой пены;

- стойкость пены во времени;

- коэффициент использования пены в пенобетоне;

- стойкость пенобетона во времени;

- сроки схватывания и динамика гидратации цемента в присутствии пенообразователя;

- конечная прочность бетона;

- пластифицирующий эффект пенообразователя.

Рабочую концентрацию пенообразователя и параметры пены определяли с использованием разработанного ВНИИстромом промышленного пеногенератора ПГ-3. По той же схеме получали пену для определения параметров пенобетона.

Влияние пенообразователей на гидратацию цемента, прочность и пластифицирующий эффект оценивали на плотных образцах с составом цемент : песок = 1 : 1 и контрольной проверкой на пенобетоне с плотностью около 800 кг/м3.

Результаты испытаний показали значительные колебания определяемых параметров у испытанных пенообразователей: рабочая концентрация 2-10%, кратность 3-24, стойкость пены 10 с - 40 мин, коэффициент использования 0,4-0,92, стойкость пенобетона 10-240 мин, замедление гидратации цемента до 3-5 раз, снижение прочности 10-60% и снижение водопотребности (пластификация) 0-30%.

Следует также отметить, что пенообразователи, позволяющие получать при сравнительно низкой рабочей концентрации качественную пену, характеризовались, как правило, низкой стойкостью пенобетонной массы или ощутимым отрицательным воздействием на гидратацию цемента, соответственно на твердение и конечную прочность бетона, и наоборот.

Например, типичный представитель первого вида пенообразователей "Поток" при рабочей концентрации 2% обеспечивал получение пены с кратностью 20-22, однако стойкость пенобетонной массы составила всего 12 минут. При применении же типичного представителя второго вида - пенообразователя на основе ПО-6К при рабочей концентрации 5-6% получена пена с кратностью 15-18, стойкость пенобетонной массы около 100 мин, но пенобетон твердел в первые сутки в 4-5 раз медленнее.

Анализ результатов позволил установить общие закономерности связи свойств пенообразователей с их составом и параметрами получения. Это позволило ОАО "Ивхимпром" синтезировать в лабораторных условиях несколько опытных образцов новых видов пенообразователей. После комплексной проверки во ВНИИстро-ме были выбраны перспективные и на их основе разработан и освоен на ОАО "Ивхимпром" наиболее приемлемый при производстве различных видов пенобетона пенообразователь ПБ-2000.

Этот пенообразователь является биологически мягким продуктом (степень биоразложения больше 90%) и представляет собой водный раствор смеси анионактивных поверхностно-активных веществ, обладающих гидрофобным радикалом различного строения, с добавками, повышающими устойчивость пены рабочего раствора в цементном тесте и улучшающими физические свойства концентрата. Отличительной особенностью этого пенообразователя является то, что в нем воплощено оптимальное сочетание компонентов, обеспечивающее получение высокократной и устойчивой в цементном тесте пены, а отрицательное влияние пенообразователя на гидратацию цемента и конечную прочность пенобетона сведено к минимальному.

Наиболее полные и всесторонние испытания опытной и промышленных партий ПБ-2000 проведены на ОАО "Бетиз-ЖБИ" (г. Тверь) на технологической линии с установкой УПБ для непрерывного приготовления пенобетонной массы, разработанной и изготовляемой ВНИИстромом. Основной вид выпускаемых пенобетонных изделий - стеновые блоки, перегородочные плиты и элементы прижимных стенок.

Вначале приготовляется рабочий раствор из расчета 3 л пенообразователя на каждые 100 л воды, полученный раствор перекачивается в расходный бак установки УПБ, а затем через поплавковую систему поступает в бак постоянного уровня и через регулировочный кран в пеногенератор, В пеногене-раторе раствор перемешивается с всасываемым из атмосферы воздухом с получением дисперсной технической пены

Пена из пеногенератора непрерывно поступает в пенобетоносмеси-тель, а ее количество регулируется скоростью подачи раствора пенообразователя в пеногенератор таким образом, чтобы обеспечить требуемую поризацию пенобетонной массы. В заключение следует отметить, что применение ПБ-2000 требует определенной корректировки технологии и оборудования для получения пены и изготовления пенобетона, связанной с относительно высокой вязкостью получаемой пены. Например, отмечена необходимость дополнительной настройки пеногенератора и принятие мер по предотвращению агрегирования частиц цемента при приготовлении пенобетона, особенно с низкой плотностью. Последнее достигается более интенсивным перемешиванием или введением добавок, улучшающих смачивание и распределение цемента в пенобетонной массе (диспергатор НФ, разжижитель НФ, С-3 и другие).

Литература

1. Ахундов А.А., Гудков Ю.В., Ива-ницкий В. В. Пенобетон - эффективный стеновой и теплоизоляционный материал // Строит. материалы, 1997, N 1. Авторы:

В.В. ИВАНИЦКИЙ, канд. техн. наук,

А.В. БОРТНИКОВ, инженер (ОАО "ВНИИстром им, П.П. Будникова"),

В.Ю. ГАРАВИН, канд. хим. наук (ОАО "Ивхимпром"),

А. И. БУГАКОВ, инженер (ОАО "Бетиз-ЖБИ". г. Тверь)

Источник: "Строительные материалы", N5/2001


Отдых на озере СелигерСелигер - это живописнейшее место России, которое представляет собой систему...
Стили ландшафтного дизайнаСейчас ландшафтному дизайну уделяют особое внимание при строительстве загородных домов,...
Бригада строителей 'Ваш Дом' - для вас работают профессионалыПодъем дома, восстановление старого фундамента, реконструкция дома по лучшим ценам...
Преимущества покупки настенных светильников и бра в интернет-магазинеПреимущества и правила использования настенных светильников и бра для достижения...
Причины популярности инвестиций в недвижимость на КипреКипр - одна из самых популярных в плане капиталовложений в...