WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |

ТЕХНОЛОГИЯ  КЕРАТИНОВОГО  ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЯ  И  ПЕНОБЕТОНОВ НА  ЕГО ОСНОВЕ

К.С. Шинтемиров, докт.техн.наук профессор, Б.К.Шинтемиров, аспирант Казахская головная архитектурностроительная академия

Применение ячеистых бетонов особенно эффективно в условиях, когда ощущается острый дефицит в энергоносителях Изменения, внесенные в СНиП 11379 «Строительная теплотехника», поставили ряд проблем в области создания новых строительных материалов, проектировании и возведении зданий и сооружений, отвечающих поставленным требованиям по сбережению тепла в помещениях.

Одним из наиболее эффективных материалов, применяемых в ограждающих конструкциях, являются пенобетоны. Технология производства пенобетонов более проста, чем технология производства газобетонов, так как при этом не предъявляются жесткие требования по поддержанию положительной температуры (около плюс 30 С) бетонных смесей, а также температуры окружающего воздуха в производственном цехе. Технология современных пенобетонов не боится сквозняков в цехе, а материалы, применяемые в производстве пенобетонов дешевле материалов, применяемых в технологии газобетонов. Так, например, в Казахстане отсутствует производство алюминиевой пудры, что привело к значительному сокращению объемов производства газобетона (на Темиртауском комбинате «Промстройиндустрия») или полному их прекращению (на Павлодарском КЖБИ 1 и КЖБИ 4, Джамбульском заводе силикатных изделий и железобетонных конструкций). Отсутствие алюминиевой пудры и «капризность» технологии газобетона и газосиликальцита также привели к остановке силикальцитного цеха на ПГО «Гурьевнефтегазгеология», хотя в этом регионе ощущается острый недостаток в эффективных стеновых материалах конструкционнотеплоизоляционного назначения. Газобетоны в Атыраускую область завозятся из Российской федерации.

Производство пенобетонов в Казахстане развивается «однобоко», причиной тому явилось «слепое» применение немецких пенообразователей фирм «Неопорсистем» и «ЭДАМА», так как Казахстан находится в определенной зависимости от недобросовестных поставщиковпосредников, которые завышают цену немецких пенообразователей. Хотя эти пенообразователи отличаются высокой стойкостью и являются экологически чистым продуктом, их высокая стоимость, доходящая до 9 15 долларов США, сдерживает их широкое применение для производства пенобетонов в Казахстане. Кроме того, пеногенераторы, предлагаемые этими немецкими фирмами, также имеют высокую стоимость, в пределах 3035 тысяч долларов США.

Учитывая сложившуюся обстановку нами разработана технология пенообразователя на основе кератинсодержащего сырья, имеющего фибрилярную структуру /13/.                            Разработанный нами кератиновый пенообразователь по своим физикохимическим показателям не уступает вышеназванным немецким. Оптимальной концентрацией водного раствора кератинового пенообразователя является 2,5 %, Пена, полученная из данного пенообразователя, путем пропускания его водного раствора через пеногенератор, также разработанный нами, отличается высокой дисперсностью и стабильностью (устойчивостью). Диаметр пузырьков пены, выгнанной через пеногенератор, разработанный нами имеет диаметр около 11,5 мм, Разработанный нами кератиновый пенообразователь не уступает немецким аналогам и по срокам хранения. Образования плесени и грибков не обнаружено при хранении его в течение 2х лет.

Процесс синерезиса (время истечения 50 % жидкости после образования пены) доходит до 4х часов и выше, а кратность находится в пределах 79* Высокая устойчивость пен на основе кератинового пенообразователя объясняется его стабилизацией высокомолекулярными полимерами. Такая стабилизация приводит к совместной адсорбции в необходимых количествах маточного раствора и добавки, а также взаимодействию полярных групп белка с высокомолекулярным полимером, что обеспечивает структурообразование на большую глубину и сохранение большей массы жидкости в пленке, а также высокую структурную прочность пен. Данное обстоятельство позволяет получать пенобетоны без размалывания кремнеземистого компонента, т.е. в этом случае песок является заполнителем, а не компонентом вяжущего. Это в свою очередь способствует получению пенобетонов с низкой линейной усадкой.

Сравнение физикохимических характеристик нашего пенообразователя с получившим в последние годы широкое применение пенообразователем «Пеностром», выпускаемым в г. Шебекино, показало, что разработанный нами пенообразователь значительно превосходит шебекинский. Это послужило основанием для широкого внедрения нашего пенообразователя в г. Старый Оскол Белгородской области Российской Федерации.

Опыт применения белковых пенообразователей, в том числе и немецких, для приготовления пенобетонов показал., что они замедляют сроки начала и конца схватывания цементов. Данное обстоятельство является нежелательным, так как приводит к снижению оборачиваемости форм и удлиняет сроки съема опалубки при монолитном строительстве. Поэтому нами была поставлена задача, сократить сроки схватывания цемента при использовании кератинового пенообразователя для приготовления пенобетонов.

Эксперименты показали, что наиболее приемлемыми добавками являются нитритнитрат кальция (ННК)5 в количестве 2% от массы цемента, а также ускорители твердения РОZZOLITH 42, РОZZOLITH 42CF, POZUTEK 1, также дозируемых в количестве до 2%. При этом кратность и устойчивость пены не изменилась, Коэффициент стойкости пены в цементном тесте, определенный по методике РИСИ, находится в пределах 0,95 0,98 /4/, Поверхностное натяжение пленок из пен с добавкой ННК и РОZZOLITH 42, РОZZOLITH 42 CF, POZUTEK 1, определенный по методу Вильгельми, находилось в пределах 41,542,3  мН/м. Полученные данные согласуются с экспериментальными данными А.А.Трапезникова, где показано, что при добавке солейэлектролитов, катионы металлов взаимодействуют с основным пенообразователем и высокодисперсные коллоидные частицы попадают в среднюю часть пленки, и образовывают там структуру, замедляющую стекание жидкости («закупоривают» каналы Плато) /5/. Данное обстоятельство (сохранение кратности и устойчивости пены) повидимому можно объяснить и тем, что эта соль не вызывает дополнительной ионизации белка, а катион Са2+ блокирует два заряженных центра (СОО), принадлежащих либо одной полипептидной цепочке, либо двум смежным. Происходит сокращение структурных элементов белка в продольном направлении и резкое увеличение, в поперечном. Одновременно заряженные центры белка интенсивно притягивают полярные молекулы, (диполи) воды возникает ионодипольное взаимодействие, что также является причиной высокой водоудерживающей способности пленок из белковых пенообразователей, что даёт возможность готовить пенобетоны способом сухой минерализации пены, Добавки POZZOLITH 42, POZZOLITH 42 СF, РОZUTEK 1 повышают степень гидратации цемента, а содержащиеся в этих добавках соли взаимодействуют с белком по вышеописанной схеме.

Введение ННК и POZZOLITH 42, POZZOLITH 42 СF, РОZUTEK 1 в пенобетонную смесь, кроме вышеописанного, положительного эффекта, позволило сократить время начала и конца схватывания цементов на 3565 и 4560 мин соответственно.

Таким образом, разработанный нами кератиновый пенообразователь обеспечивает получение высокоустойчивых низкократных пен и пенобетонов на его основе с заданными физикотехническими свойствами.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1.  Шинтемиров К.С., Орынбеков С.Б., Шинтемиров Т.К., Увайсова Х.М,Пенообразователь   для   производства   пенобетонов   //   Предварительныйпатент РК № 5921.

2.               Шинтемиров К.С., Байболов С.М,, Нургазиев Б.Н.  и др. Кератиновыйпенообразователь для производства пенобетонов // Предварительный патентРК№9111.

3.               Шинтемиров К,С., Соловьев В.И., Челекбаев А.М, и др. Пенообразовательдля производства пенобетонов // Предварительный патент РК № 11407.

4.               Лапидус МА., Крамаров Е,А.  и др, Изучение свойств недефицитногопенообразователя   и   керамзитобетона   на   его   основе   для   сельскогостроительства // Строительные материалы. 1982. №1. с.2627.

5.Трапезников   А. А.   Некоторые   свойства  пленок  и  пен  и  вопросы  ихустойчивости    /    Пены.    Получение    и    применение.    //Материалы Всероссийской научнотехнической конференции. Часть I Физикохимияпен.М: 1974. С. 637.

Кератиновый пенообразователь и пенобетон на его основе   К.С. Шинтемиров докт. техн. наук КазГАСА; В.И.Соловьев докт. техн. наук, проф. И. Абдулжабар инженер; А.М. Челекбаев инженер.

Отсутствие эффективных пенообразователей, обладающих высокой стойкостью пены, а также способов получения мелкодисперсной пены для производства ячеистых пенобетонов, привели к неоправданному забвению этого вида материала. Пенобетон уступил свои позиции газобетону, хотя технология газобетона более "капризна" по сравнению с технологией пенобетона и к тому же алюминиевая пудра стоит дороже пенообразователя.

Предлагаемые импортные пенообразователи, в частности, немецкими фирмами "Неопорсистем" и "ЕДАМА", отличаются высокой стабильностью и дисперсностью пен при применении пеногенераторов, разработанных этими фирмами. Данные пенообразователи являются экологически чистым продуктом на основе протеинов, не вызывают раздражений кожи человека и могут храниться бех потери первоначальных свойств более 2х лет. Замороженные пенообразователи после оттаивания не теряют своих свойств и могут быть использованы для получения пены. Однако эти пенообразователи и пеногенераторы имеют высокую стоимость, например, пенообразователь фирмы "Неопорсистем" стоит от 9 до 15 DМ за 1 кг, а пеногенератор "ВК8" около 35 тысяч DМ. При существующем экономическом положении Республика Казахстан, да и другие страны СНГ не в состоянии постоянно закупать в дальнем зарубежье названные пенообразователи и пеногенераторы.

Нами разработаны эффективные пенообразователи на основе кератинсодержащего сырья, по своим физикохимическим свойствам не уступающие немецким пенообразователям фирм "Неопорсистем" и "ЕДАМА" /1,2/. В таблице 1 приведены результаты измерений поверхностного натяжения (одного из основных параметров, характеризующих свойства пенообразователя) водных растворов кератинового пенообразователя, определенных по методу Вилъгелъми. Измерения проводили в термостатируемой ячейке с применением платиновой пластинки.

Приводятся новые данные о влиянии кератинового пенообразователя на основе рыбьей чешуи на основные свойства пенобетона.

  Таблица Изотермы поверхностного натяжения кератинового пенообразователя при температуре 20°С   Концентрация, % од 0, 1, 1, 2, 2, 3, 3, 4, 4, 5, 0, мН/м 70, 66, 52, 49, 46, 42, 41, 41, 41, 41, 41, Проведенные исследования (табл.1) показывают, что с повышением концентрации водного раствора пенообразователя, уменьшается поверхностное натяжение. Однако после достижения некоторого значения концентрации (2,5%) происходит стабилизация величины поверхностного натяжения. Дальнейшее увеличение концентрации пенообразователя не даёт значительного снижения поверхностного натяжения, поэтому не эффективно с экономической точки зрения. Объясняется это насыщением адсорбционных слоев двусторонних пленок, что является проявлением специфических свойств белковых поверхностноактивных веществ (ПАВ). Эта специфичность свойств белковых ПАВ проявляется в очень медленном установлении равновесного значения поверхностного натяжения. Согласно современным представлениям, молекулы белка в адсорбционном слое развертываются отдельными участками в зависимости от вида белковой молекулы, концентрации белка, рН среды и других факторов. Считается наиболее вероятным, что белковая молекула находится в некотором промежуточном положении, не являясь ни полностью развернутой, ни полностью свернутой. Поскольку при адсорбции возможно образование нескольких слоев, адсорбционные пленки могут удерживать и неразвернутые нативные молекулы /3,4/. Данные обстоятельства объясняют известный из практики факт более высокой устойчивости пен белковых растворов, чем пен из синтетических ПАВ. Этим же можно объяснить и повышенное водосодержание двусторонних пленок из белковых ПАВ, т.е. его низкую кратность.

Исследования пенообразующей способности и устойчивости пен из растворов кератинового пенообразователя (пену получали в пеногенераторе фирмы «ЕДАМА») показали, что оптимальную кратность (К), равную 79, обеспечивают пенообразователи концентрации 2 3%. За критерий оптимальности была принята величина синерезиса, т.е. время истечения 50% жидкости после образования пены. Эксперименты показали, что время процесса синерезиса составляет ПО, 150 и 190 мин при концентрации пенообразователя 2,0; 2,5 и 3,0% соответственно.

Pages:     || 2 |




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.