Модификаторы в строительной технологии (стр. 15 )

Отдувка нафталина производится с целью очищения нафталинсульфокислоты от непрореагировавшего нафталина. Очищение производят острым паром в колоннах.

Процесс поликонденсации проводят 40%-ным раствором формальдегида. В герметичный реактор, снабженный обратным холодильником, мешалкой и водяным (паровым) обогревом помещают необходимое количество очищенной сульфокислоты и формалина (2:1 по массе). Полученный раствор перемешивают при температуре 90-100°С в течение 3-5 часов.

После остывания раствор нейтрализуют 40%-ным раствором едкого натра. При нейтрализации в промышленности оптимальную температуру и концентрацию щелочи подбирают для каждого соединения эмпирически с целью получения стандартного продукта с максимальным выходом.

Полученный нейтрализованный раствор подвергают сушке в дисковых или распылительных сушилах и расфасовывают в бумажные клапанные мешки, либо в мягкие контейнеры.

3. 2 Агломерированные химические добавки

В настоящее время подавляющее большинство добавок в бетон производится в виде водных растворов различной концентрации, что создает ряд проблем, которые сдерживают применение добавок, особенно многокомпонентных. Так, для транспортировки и хранения водных растворов добавок требуются "чистые" железнодорожные цистерны и емкости [11, 59].

Известны случаи взаимодействия компонентов добавки КОД-С с остатками других веществ в емкостях, в частности нитритов и нитратов, сопровождающегося вспучиванием, выбросами массы и выделением отравляющих газов NO и NO2. Предельно допустимая концентрация оксидов азота в пересчете на NO2 в рабочей зоне составляет 5 мг/м3. Опасность такой ситуации возникает при показателе рН среды менее 8, при котором смешивание растворов нитрита натрия с лигносульфонатами запрещается.

Кроме того, приходится транспортировать и хранить 60-80% воды. Зимой водные растворы добавок могут смерзаться, а при оттаивании – расслаиваться, что ухудшает свойства добавок или приводит к их полной негодности. В случае применения многокомпонентных добавок необходимо создание нескольких параллельных технологических линий, в которые должны войти складирование, транспортирование исходных индивидуальных добавок, что экономически невыгодно.

По сути, сложившееся положение становится серьезным препятствием к созданию, по выражению , "фармацевтии бетона", т. е. промышленных производств многокомпонентных добавок для бетонов и растворов.

Действительно, комплексные добавки в виде порошка являются шагом вперед в организации химической технологии бетона [5, 16, 17]. Однако неудобства их транспортирования остаются. К тому же развитая поверхность порошка может явиться причиной порчи его органической части при хранении, а это, в свою очередь, приводит к ухудшению качества комплексной добавки. За рубежом, в частности в Бельгии, предлагают превращать кубовый остаток, содержащий высшие углеводороды, кремний, галоид, в гидрофильный порошок. На высоком уровне ведутся работы по агломерированию различных добавок в гранулы и порошки фирмой "Сандоз А. Г." (Швейцария) и ее дочерними компаниями "Мастер Билдерс" (США) и "Мак" (Италия) [60].

3. 2. 1 Технологические схемы приготовления агломерированных модификаторов

Разработан ряд способов приготовления добавок в виде брикетов, гранул, таблеток или гранулированных порошков, которые получаются путем агломерации специально подобранных смесей химических веществ. Эти материалы, содержащие многокомпонентную добавку, названы мелиорантами (от лат. meliora, tio – "улучшение") [5, 9, 11, 59].

Агломерацию ингредиентов добавки (мелиоранта) можно производить одним из способов: грануляцией, пластическим формованием, горячим прессованием, перемешиванием в специальных смесителях принудительного действия и др. При этом получены также мелиоранты, в состав которых были включены зола-унос сухого отбора, тиосульфат натрия, суперпластификаторы С-3 и др. К ним, в первую очередь, следует отнести гидрофобизирующие добавки С-ЗА (суперпластификатор С-3 плюс зола-унос), С-ЗСА (суперпластификатор С-3 плюс зола-унос плюс соапсток или КОСЖК), С-ЗСТА (суперпластификатор С-3 плюс зола-унос плюс тиосульфат натрия или нитрит натрия плюс соапсток), С-ЗТА, КОД-СА, С-3 АС, которые могут быть изготовлены как в виде брикетов, так и в виде порошков таблице 5.

Таблица 5 – Составы мелиорантов в зависимости от способа агломерации

Компоненты (кг) мелиоранта, назначение в агломерате	Грануляция	Пластическое формование	Горячее прессование
1	2	3	4	5	6
Эмульсия ГПД, связка	0,27	0,27	0,30	0,30	0,30	0,30
Нитрит натрия, ускоритель твердения	-	1,00	1,50	1,50	0,75	0,75
Известняк, наполнитель (отощитель связки)	2,00	1,00	0,90	0,90
Портландцемент, ускоритель твердения, связка	.			0,05		0,05
Вода, регулятор пластичности и компонент связки	0,13	0,10	0,06	0,80	0,06	0,10

Составы мелиорантов, технологическая последовательность выполнения операций при выбранных способах агломерации, а также нормы технологического процесса определены опытным путем.

Соотношение между органическими ПАВ и солями неорганических кислот в добавках с отпускной формой в виде брикетов, гранул и порошков назначали в соответствии с их расходом в жидких комплексных гидрофобизирующих добавках.

Роль технологической связки в агломератах выполняет эмульсия ГПД (КОСЖК+СДБ), приготовленная в диспергаторах.

В качестве "носителя" органоминеральных компонентов мелиоранта и регулятора вязкости (пластичности) ГПД применяли известняк с тонкостью измельчения, соответствующей требованиям ГОСТ 16557-71 "Минеральный порошок".

Для ускорения твердения мелиорант-агломератов применяли портландцемент или шлакопортландцемент марки 400 Михайловского цементного завода.

Последовательность выполнения технологических операций в производстве мелиорантов бетона таблице 6.

Таблица 6 – Последовательность выполнения технологических операций в производстве мелиорантов бетона

Способ агломерации и технологическая последовательность операций изготовления мелиоранта	Норма технологического процесса
Грануляция
Приготовление гранулирующей жидкости: 1 кг ГПД разбавляется 0,5 л воды, при этом эмульсия становится жидкотекучей	Соотношение ГПД и воды 1:0,5 обеспечивает жидкотекучесть эмульсии
Грануляция компонента мелиоранта	Гранулятор с диаметром тарелки 1000 мм под углом 45°
Опудривание гранул мелиоранта минерал. порошком и складирование готового продукта	Опудривание цементом или известняком

Продолжение таблицы 6

Способ агломерации и технологическая последовательность операций изготовления мелиоранта	Норма технологического процесса
Пластическое формование
Приготовление эмульсин гидрофобизирующего компонента в водном растворе гидрофилизатора	Контроль качества эмульсии: концентрация 0,25%-0,5%
Совмещение эмульсии с другими компонентами мелиоранта до получения однородной тестообразной массы	Контроль пластичности (полученная масса должна иметь пластические свойства, равные пластилину при нормальной температуре окружающей среды)
Формование и опудривание брикетов мелиоранта	Давление пресса при формовании – 1,5-2 МПа
Твердение мелиоранта	Прочность брикета 0,2-0,5 МПа
Упаковка и складирование готовой продукции	По мере готовности брикетов
Горячее прессование
Нагревание эмульсии ГПД до получения жидкотекучести	Температурный уровень нагрева ГПД не более 80°С
Совмещение горячей связки с другими компонентами мелиоранта	Активное перемешивание до получения однородной массы
Горячее прессование мелиорантов в виде брикетов, таблеток и т. п.	Давление пресса при формовании брикетов 1,5-2 МПа
Остывание готового продукта и его складирование	Около 1ч

Рассмотрим на примере пластического формования принципиальную схему приготовления гидрофобизирующих добавок в виде брикетов (рисунок 5).

В технологической схеме предусмотрены приемные устройства ингредиентов брикетов-добавок для СДБ; КОСЖК, соапстока с пароразогревом в железнодорожных цистернах и емкости (силоса) для хранения золы, известняка в виде порошка, солей неорганических кислот (нитрит натрия), суперпластификатора СЗ.

Вначале готовится связка. Для этого разогретые в емкостях приемных устройств СДБ, КОСЖК или соапсток поочередно насосом подаются в расходные бункера. ГПД получают перемешиванием в смесителе дозированных 50% водных растворов СДБ и КОСЖК в соотношении 1:1 в течение 4-5 мин при температуре 65-70°C. Затем водная смесь КОСЖК и СДБ диспергируются в роторно-пульсационном аппарате. Полученная эмульсия ГПД может самостоятельно применяться при изготовлении бетона. Готовая добавка содержится в емкости для хранения и отпуска.

В случае использования ГПД как связки ее подают в расходный бункер. КОД-С готовится таким же способом, только вместо КСЖК используют соапсток.