Пенобетоны и другие теплоизоляционные материалы (стр. 11 )

Для клееканифольного пенообразователя количество воды на 1 м3 пенобетона достигает 25 л, а количество концентрированного пенообразователя на 1 м3 пенобетона – 3-4,2 л. Расход компонентов пенообразователя на 1 м3 пенобетона (г): клей – 200; канифоль – 1400; едкий натр – 24 (при средней плотности пенобетона 600-800 кг/м3). Свойства пен из клееканифольного пенообразователя: кратность – 22; стойкость – 10; синерезис – 23. К недостаткам клееканифольного пенообразователя следует отнести сравнительно сложную технологию, длительность приготовления пены, короткие сроки хранения и необходимость помола компонентов до крупности песка. Пенобетон на таком пенообразователе в естественных условиях твердения характеризуется замедленным ростом прочности. Клей в составе пенообразователя не позволяет применять кислые добавки из-за его свертывания и разрушения пены, к тому же клей и канифоль являются дефицитными материалами.

Процесс изготовления алюмосульфонафтенового пенообразователя включает следующие последовательные операции: 1) приготовление 20%-го водного раствора едкого натрия; 2) приготовление водного раствора сернокислого глинозема; 3) получение натриевой соли нефтяных сульфокислот нейтрализацией керосинового контакта щелочью; 4) подщелачивание натриевой соли нефтяных сульфокислот; 5) получение смеси натриевой соли нефтяных сульфокислот и водного раствора сернокислого глинозема. При этом сернокислый глинозем предварительно измельчают на куски размером 3-5 см, укладывают в деревянный бак и заливают горячей водой в соотношении 1:2. Затем через раствор сернокислого глинозема пропускают пар в течение 2-2,5 ч или выдерживают в горячей воде 20-24 ч до плотности 1,16. Раствор может быть использован после его остывания до 15 °С.

Далее в керосиновый контакт, разбавленный водой в соотношении 1:2 (по объему), постепенно вливают при перемешивании заранее приготовленный 20%-й водный раствор едкого натрия. При этом свободная серная кислота переходит в сульфат натрия, а нефтяные сульфокислоты – в натриевые соли нефтяных сульфокислот. Завершение реакции нейтрализации устанавливают посредством лакмусовой бумаги. После нейтрализации для ускорения процесса расслоения керосиновый контакт нагревают до температуры 80-90 °С. При нагревании керосин, маслянистые вещества и побочные продукты нейтрализации в виде хлопьевидной массы собираются в верхнем слое жидкости, который удаляют. Основную массу нижнего слоя жидкости составляет водный раствор натриевых солей нефтяных сульфокислот (плотностью 1,06-1,07), который после остывания до температуры 15 °С нейтрализуют введением 50-60 % (по объему) водного раствора едкого натрия плотностью 1,12 и используют для приготовления рабочего состава пенообразователя. Образующийся при этом гидрат окиси алюминия улучшает качество пены. Перед смешиванием раствор сернокислого глинозема и раствор натриевых солей нефтяных сульфокислот необходимо охладить, в противном случае пена не будет взбиваться. Водный раствор сернокислого глинозема хранится в деревянных бочках, а раствор натриевых солей нефтяных сульфокислот, подщелоченный едким натрием – в стальных емкостях. Смешивание этих растворов производят в объемном соотношении 1:1,35 ((раствор натриевых солей сульфокислот : раствор сернокислого глинозема) в пенобетономешалке непосредственно перед использованием, так как предварительное смешивание растворов отрицательно влияет на пенообразование. Компоненты такого пенообразователя могут храниться длительное время без снижения качества. Количество воды на 1 м3 пенобетона с использованием алюмосульфонафтенового пенообразователя достигает 40 л, а количество концентрированного пенообразователя на 1 м3 пенобетона равно 8-11 л. Расход компонентов такого пенообразователя на 1 м3 пенобетона составляет (г): керосиновый контакт – 1200-1700; сернокислый глинозем – 1200-1700; едкий натр – 160-200. Свойство пены из алюмосульфонафтенового пенообразователя: кратность – 20; стойкость – 2; синерезис – 6. Можно отметить, что данный пенообразователь отличается достаточно сложной технологией, однако он менее дефицитен, по сравнению с клееканифольным, и имеет сокращенные сроки (в 1,5-2 раза) приготовления пены. Основное его преимущество – длительность хранения без снижения качества.

Пенистость пенообразователей и особенно устойчивость образующейся пены могут быть значительно повышены добавками гидрофильных коллоидов – загустителей (столярный клей) и активаторов (щелочные электролиты). Мыльные пенообразователи обеспечивают больший начальный объем пены, но с крупными ячейками. По степени пенистости пенообразователи можно расположить в ряду: нафтеновое мыло > канифольное мыло > карбоновое мыло > сапонин > керосиновый контакт. Высококачественная тонкодисперсная однородная ячеистая структура с утолщенными перегородками обеспечивается использованием пен пониженной кратности (до 8). Клееканифольная эмульсия замедляет процессы схватывания и твердения неавтоклавного ТИ пенобетона.

Возможно применение в пенобетоне раствора хозяйственного мыла с оптимальной концентрацией 30-50 г/л в количестве 35-40 л/м3. Качественные показатели мыльного пенообразователя не только е уступают смолосапониновому, но и имеют большие технологические преимущества: недефицитность, стабильность свойств при транспортировании и долгом хранении, отсутствие запаха и токсичности, длительная стойкость пеносмеси во времени. На основе пенообразователя из хозяйственного мыла и жидкого стекла можно получать [74] бетоны с плотностью 200-350 кг/м3 и прочностью 0,2-1,0 МПа.

Технология производства пенобетона немецких фирм Нопор и Egama включает использование пеноконцентратов белковой природы из биополимеров, построенных из остатков аминокислот, связанных между собой длинными полипептидными цепями (составы и способы приготовления пеноконцентрата эти фирмы держат в секрете). В 1996 г. технология Неопор была выкуплена фирмой Кунайстройсервис (Казахстан), и сейчас на территории СНГ она известна под названием «Унипор».

В качестве вспенивателя в пенобетоне используют (акц. заявка 48-1408 Япония, СО4В16/00, опубл. 17.01.1973) диэтаноламид жирной кислоты формулы:

где группа RCO – насыщенный или ненасыщенный ацил с 8-18 атомами углерода нормального изостроения.

Пенообразователь (а. с. 990722 СССР, СО4В 15/02, опубл.25.06.1981) содержит следующие компоненты (масс.%): жирные кислоты 0,25-0,3; едкий натрий 0,1-0,2; карбонат натрия 0,05-0,1; кремниефтористый натрий – 10-30; вода – остальное. Смесь предварительно подогревается до 60°С для равномерного растворения жирных кислот.

Пенообразователь для поризации бетонной смеси (а. с. 992464 СССР, СО4В 15/02, опубл.30.01.1983) содержит следующие компоненты (масс.%): пасту алкилсульфатов синтетических жирных спиртов 0,1-0,15; жидкое стекло 0,25-0,75; вода – остальное.

Пенообразователь для поризации бетонных смесей (а. с. 1152946 СССР, СО4В 28/02, опубл. 30.04.1985) содержит (масс.%): древесный омыленный пек – 3-6; в качестве стабилизатора – глиняный порошок – 16-18; и воду – остальное.

Пенообразователь для легких бетонов (а. с. 1161498 СССР, СО4В 28/02, опубл. 15.06.1985) содержит (масс.%): ПАВ – додецилбензолсульфонаты – 7,3-10,6; несульфированные соединения – 0,35-3,0; сульфат натрия – 3-10; оксид фосфора – 7,5-14,9; оксид кремния – 0,45-2,1; вода – остальное.

Пенообразователь для изготовления ТИ бетона (а. с. 1183481 СССР, СО4В 28/02, опубл. 07.10.1985) содержит (масс.%): древесный омыленный пек – 3-4; мелассную упаренную последрожжевую барду – 0,5-1,5; воду – остальное.

Пенообразователь для поризации бетонных смесей (а. с. 1184835 СССР, СО4В 28/02, опубл. 15.10.1985) содержит (масс.%): в качестве ПАВ – триэтаноламиновую соль лаурилсульфата – 0,08-0,32 и дополнительно мездровый клей – 0,2-10; вода – остальное. При этом соль разводят в воде с температурой 30-40 °С, отдельно готовят раствор клея в воде при t=50-60°С, смешивают оба раствора и осуществляют вспенивание механическим или аэрационным способом.

Пенообразователь для поризации легких бетонов (а. с. 1189844 СССР, СО4В 28/02, опубл. 07. 11. 1085) содержит (масс.%): древесную омыленную смолу – 3-5; гидравлическую известь – 3-13; мездровый клей – 0,3-1,0; едкий натр – 0,2-0,5; вода – остальное. При изготовлении при непрерывном перемешивании в воде последовательно растворяют едкий натр (марки РД-2), смолу древесную (марки СДО) и клей, затем добавляют известь гидравлическую. В смесителе при числе оборотов мешалки 3000 об/мин из пенообразователя получают пену в течении 15-20 сек.

Пенообразователь для поризации гипсобетонных смесей (а. с. 1252321 СССР, СО4В 38/10, опубл. 23.08.1986) содержит (масс.%): алкилароматические сульфонаты – 75-95; сульфат оксида железа – 5-25.

Пенообразователь (а. с. 1268552 СССР, СО4В 38/10, опубл. 07. 11. 1986) содержит (масс.%): мездровый клей в качестве связующего – 1-6; сульфанол – 6-20; алюмоаммониевые квасцы – 0,1-1,0; вода – остальное. Квасцы химически взаимодействуют со сложными функциональными группами мыла и животного клея и создают прочные межмолекулярные мостики, что резко снижает набухание мыльной пленки и повышает ее прочность.

Пенообразователь (а. с. 1271855 СССР, СО4В 38/10, опубл. 23. 11. 1986) содержит (масс.%): лигносульфатное связующее – 1,0-10,0; сульфат марганца (меди или цинка) – 0,25-2,5; гидрооксид натрия – 0,055-0,55; вода – остальное. Предлагается использовать данный пенообразователь для изготовления поризованных изделий на основе цемента, глин извести, гипса и других материалов. В качестве лигносульфатного связующего используют концентраты сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ) – жидкие (КБЖ) и твердые (КБТ). Пенообразователь готовят в смесителях и компоненты вводят в следующей последовательности: вода, связующее, соль, гидрооксид натрия или кальция.

Пенообразователь для поризации бетонной смеси (а. с. 1291585 СССР, СО4В 38/10, опубл. 23. 02. 1987) содержит (масс.%): алкилсульфаты фракции С10-С13 - 10-30; высшие жирные спирты фракции С12-С16 - 0,5-5,0; мочевина – 10-3; бутанол – 5-15; вода остальное. Содержание мочевины способствует взаимной растворимости компонентов и их растворимости в воде, а бутанол увеличивает срок хранения пенообразователя, предотвращает выпадение из него сульфата натрия, а также улучшает твердую форму пенообразователя.