4.1. Некоторые технологические особенности метода сухой минерализации.
Выбор пенообразователя
В технологии сухой минерализации присутствует такой замечательный парадокс: самый плохой пенообразователь, от которого открещиваются пенобетонщики, работающие по традиционному методу, в данном случае оказывается наилучшим. Речь идет о СДО (смола древесная омыленная).
Данный факт проистекает из того, что СДО не является пенообразователем моносостава. Эти отходы пиролиза древесины при изготовлении уксусной кислоты содержат множество веществ, но основная доля - омыленные смоляные и жирные кислоты. И именно комбинация - смоляные+жирные кислоты, обеспечивает не только адсорбционные эффекты упрочнения пенного пузырька, но и хемсорбционные, а это уже, как говорится, «тяжелая артиллерия».
Смоляные кислоты и в первую очередь абиетинового ряда - прекрасные пенообразователи. Особенно в присутствии гидроокисей кальция. Иными словами, практически на любой воде. А если это будет жесткая минерализованная вода (еще лучше ее дополнительно минерализовать), процесс пеногенерации будет весьма стабильным.
Жирные кислоты тоже хорошие пенообразователи. Но в присутствии гидроокиси кальция (цемент) они свою пенообразующую способность утрачивают, так как переходят в водонерастворимые кальциевые мыла.
Переход растворимых мыл в водонерастворимые осуществляется в самой оболочке пенного пузырька, в момент, когда низкократная пена совмещается с цементом. В результате пенный пузырек «бронируется» не только прилипшими к нему мелкими минеральными частицами, но эти частички еще и склеиваются мельчайшими новообразованиями кальциевых мыл жирных кислот.
В итоге на «плохом» и дешевом СДО сухая минерализация показывает прекрасные результаты, а применение «хороших» и жутко дорогих заморских компонентов способно довести технолога до инфаркта.
Вот откуда утверждение, что именно СДО - самый массово применяемый пенообразователь, ведь большинство индустриальных производителей пенобетона, осуществляющих львиную долю его выпуска, работают как раз на СДО.
Выбор заполнителя
При работе по методу сухой минерализации, в принципе, можно использовать немолотые пески или золы. Теоретически все просто: взяли копеечный пенообразователь, изготовили низкократную пену. Затем в соседнем карьере набрали мелкого песка, не пригодного ни для чего больше, смешали его насухо с цементом, добавили к готовой пене - и все.
Но это теория. На практике, как правило, получается брак. Потому что смешать цемент с песком насухо и обеспечить при этом гомогенность смеси практически невозможно. И если в традиционных технологиях гомогенизацию облегчает жидкая смазка - вода, то при смешении насухо обязательно начинаются процессы агрегатирования.
Обычными способами обеспечить равномерность распределения цемента в наполнителе вряд ли удастся. Поэтому минерализатор, вводимый в низкократную пену, привносит с собой неравномерность структуры затвердевшей пеносмеси. В одном месте пузырек был минерализован смесью цемента с наполнителем (как нужно) - и там все нормально. В другом месте минерализатором был только заполнитель - какая с него прочность? Еще рядом оказался только один цемент - здесь на стадии твердения начинаются деструктивные процессы, обусловленные протеканием влажностной и контракционной усадки слишком жирного вяжущего. В результате - «плавающие» характеристики по прочности и водопоглощению, а технолог опять в предынфарктном состоянии.
Выход прост - нужен помол. Простейшая шаровая или вибромельница не только отлично гомогенизирует смесь песка с цементом насухо, но и дополнительно ее активизируют. Если вместо песка применяется зола-унос или доменные шлаки, помол поможет раскрыть потенциал их вяжущих свойств. Такая активированная и гомогенизированная смесь вяжущего и наполнителя обладает очень высоким запасом прочности, что позволяет изготавливать отличный пенобетон при очень незначительном содержании вяжущего или при использовании низкокачественных вяжущих, вплоть до горелой шахтной породы.
Обязательный помол шихты предопределяет, что технология сухой минерализации возможна не в полукустарных, а только в заводских, промышленных условиях.
Кратко можно сформулировать следующие выводы относительно технологического регламента производства пенобетона по методу сухой минерализации:
- производство пенобетона по этому методу возможно исключительно на пенах кратностью до 15;
- управление характеристиками пенобетона, получаемого по методу сухой минерализации, осуществляется исключительно изменением кратности применяемой пены, а не ее количеством, как во всех остальных методах;
- наиболее приемлемым для метода сухой минерализации является пенообразователь СДО (либо его искусственный аналог);
- обязательным атрибутом метода сухой минерализации является технологический передел по помолу сырьевой шихты.[4]
5. Преимущества технологии пенобетона сухой минерализации.
Данную технологию отличают:
простота и надежность оборудования для получения пеномасс;
возможность регулирования средней плотности пенобетона от 300 до 900 кг/м3;
резкое снижение водотвердого отношения и расхода пенообразователя, что ускоряет набор прочности и улучшает физико-механические и эксплуатационные свойства пенобетона;
возможность работы на различных видах гидравлических и воздушных вяжущих: портландцементе, ВНВ, ТМВ, гипсовом и фосфогипсовом вяжущих;
возможность получения пенобетонов без тепловой обработки;
использование немолотых кремнеземистых компонентов;
использование в качестве пенообразователя отечественных синтетических поверхностно-активных веществ (ПАВ), имеющих низкую стоимость и производство которых широко налажено в России. [5,6]
при одинаковом количестве цемента и песка, пенобетон, полученный методом сухой минерализации, будет крепче пенобетона полученного обычной технологией
В методе "сухая минерализация" вода необходимая для гидрации цемента вводится вместе с пеной, поэтому пена имеет иную структуру нежели при обычном методе изготовления. Именно структура тяжелой пены дает возможность повысить прочность пенобетона. На рисунке показана структура пены структура пены при производстве пенобетона. [7]
а - структура пены при обычной технологии б - структура пены при "сухой минерализации"
Список используемых источников
www.stroykaa.ru
www.agregat.info
Глуховский В.Д. Основы технологии отделочных, тепло- и гидроизоляционных материалов / В.Д. Глуховский, Г.Ф. Рунова. - Киев.: Вица школа, 1995. - 288 с.
www.rusblok.ru
Горяйнов К.Э., Коровникова В.В. Технология производства полимерных и теплоизоляционных изделий. Учебник для ВУЗов. М., Высш. школа, 1975. 296с.
Меркин А.П., Зудяев Е.А. Установка для получения и транспортирования пенобетонных смесей // Строительные и дорожные машины. N11-12. 1992.
Румянцев Б.М., Зудяев Е.А. Передвижной механизированный комплекс для устройства теплозвукоизоляционных слоев из пенобетонов сухой минерализации // Промышленное и гражданское строительство. N8. 1997