Пенообразователь для поризации бетонных смесей

 

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано при изготовлении легкого бетона для теплоизоляции ограждающих конструкций и изделий. Пенообразователь содержит, мас.%: ПАВ 1 - 5, смола древесная омыленная (СДО) 1 - 10, вода 85 - 98, при этом соотношение СДО/ПАВ должно составлять от 1 до 2. Технический результат: повышение кратности пены и коэффициента использования пены. 1 табл.

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано при изготовлении легкого пенобетона и изделий из него.

Известен пенообразователь на основе анионактивного ПАВ, который содержит алкилсульфаты, несульфированные спирты и сульфат натрия при следующем соотношении компонентов, в % по массе: алкилсульфаты 12-20%, несульфированные спирты 4-8%, сульфат натрия 20-40%, вода - остальное [1]. Недостатком этого пенообразователя является невысокая стойкость пены.

Известен также пенообразователь, который содержит в качестве анионактивного поверхностно-активного вещества триэтаноламиновую соль лаурилсульфата и дополнительно мездровый клей при следующем соотношении компонентов, в % по массе: триэтаноламиновая соль лаурилсульфата 0,08-0,32%, мездровый клей 0,2-1,0%, вода - остальное [2]. Приготовление данного пенообразователя осуществляется следующим способом: триэтаноламиновую соль лаурилсульфата разводят в воде с температурой 30-40^oC, отдельно готовят раствор мездрового клея в воде с температурой 50-60^oC, затем смешивают оба раствора и осуществляют вспенивание.

Недостатком этого пенообразователя является низкое качество пенобетона, особенно низкой прочности из-за расслоения пенобетонной массы по высоте до начала твердения, и невысокий коэффициент использования пены, а также трудоемкость его приготовления.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является способ изготовления легких полистиролбетонных изделий, согласно которому для повышения морозостойкости изделий и снижения вредных выделений из полистирольных гранул, последние обрабатывают комплексной добавкой из ПАВ (смеси дикарбоновых кислот 35-60% по массе, соли органических кислот 25-30% по массе, в сумме 65-85% по массе) и смолы древесной омыленной (СДО) 15-35% по массе сухого вещества. Причем соотношение по массе СДО/ПАВ составляет от 0,17 до 0,58. После обработки гранул указанной выше добавкой, при перемешивании бетонной смеси, состоящей из цемента, пенополистирольного заполнителя и воды, происходит вовлечение в цементный раствор мелких пузырьков воздуха./3/.

Недостатком комплексной химической добавки является то, что она не обеспечивает существенного снижения плотности бетона из-за низкого коэффициента использования пены.

Технический результат предлагаемого изобретения - повышение коэффициента использования технической пены.

Этот результат достигается тем, что, по сравнению с прототипом, для приготовления пены используется пенообразователь со следующим содержанием компонентов, мас.%: ПАВ - 1-5 СДО - 1-10 Вода - 85-98 при этом соотношение СДО/ПАВ должно составлять от 1 до 2. Данное содержание и соотношение компонентов является отличительной особенностью предлагаемого изобретения и обеспечивает получение из такого пенообразователя легкой и стойкой пены, которая затем смешивается с цементом и, при необходимости, с заполнителем (зола, молотый шлак или песок и др.) и в конечном счете позволяет получить бетон с плотностью, например, 350 кг/м³ без введения пенополистирольных гранул и, соответственно, без дополнительных проблем по экологичности и пожаробезопасности изготавливаемых изделий.

Пена, полученная только с использованием комплексной добавки по прототипу при введении в пенобетонную массу сравнительно быстро разрушается в результате воздействия солей и электролитов, образующихся при взаимодействии цемента с водой.

Это приводит к уменьшению коэффициента использования пены и к получению разноплотных пенобетонных изделий. Для замедления разрушения пены предлагается использовать смесь с большим соотношением СДО/ПАВ. ПАВ и СДО, содержащиеся в "перегородках" пены при предлагаемом соотношении, образуют в пенобетонной массе на поверхности частиц цемента, песка или другого наполнителя и воздушных пузырьков длинноволокнистые адсорбционно-гидратные слои с высокой плотностью. Эти слои служат структурно-механическим барьером для разрушения перегородок пены в месте контакта с твердыми частицами и препятствуют расслоению пенобетонной массы, то есть способствуют ее стабильности и, соответственно, приводят к повышению коэффициента использования пены и получению равноплотных пенобетонных изделий, особенно высотой более 0,3-0,5 м.

Приготовление предлагаемого пенообразователя осуществляется следующим образом.

Поверхностно - активное вещество (1-5%) разводили в воде (85 - 98%), затем вводили смолу древесную омыленную (1-10%) и тщательно перемешивали. Причем соотношение СДО/ПАВ изменяли от 1 до 2. Получение пены осуществляли механическим и аэрационным способом.

Конкретные составы пенообразователя и характеристики пены приведены в таблице.

Примеры 1 - 4 - предлагаемые составы и их параметры.

Примеры 5 - 8 - составы с запредельными значениями.

Примеры 9-10 по прототипу.

В качестве ПАВ использовали: - в примере 1, 6 - вторичные алкилсульфаты (ВА) - в примере 2, 6 - триэтаноламин (ТЭА) - в примере 3, 7 - моноалкиловые эфиры серной кислоты (МАЭСК) - в примере 4, 5 - высшие жирные спирты (ВЖС).

Из таблицы видно, что предлагаемый пенообразователь позволяет получить пену с высокой кратностью и более высоким коэффициентом использования пены. Введение СДО в количестве менее 1% приводит к резкому уменьшению коэффициента использования пены, а более 10% - к резкому уменьшению кратности пены. Увеличение количества ПАВ более 5% экономически нецелесообразно, так как не дает технического эффекта, а снижение менее 1% приводит к резкому снижению кратности пены. Причем имеет значение не только содержание СДО и ПАВ, но и их соотношение, которое не должно быть менее 1 и более 2. При соотношении менее 1 (примеры 9, 10), даже при большом содержании ПАВ (2-5%), не получается стойкая пена, а при соотношении более 2 (пример 7, 8) резко уменьшается кратность пены.

Особенно очевиден технический эффект от применения предлагаемого пенообразователя при сравнении однородности изготовленных пенобетонных изделий. Разница в плотности нижнего и верхнего слоев образцов пенобетона высотой 600 мм с плотностью 350 кг/м³, изготовленного с использованием пенообразователя по прототипу, в несколько раз превышает эти показатели, полученные при использовании предлагаемого состава пенообразователя.

Предлагаемый пенообразователь промышленно применим и может быть использован при производстве пенобетона, Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Авт. свид. N 302320, "Пенообразователь", кл. С 04 В 21/00, БИ N 15, 1971.

2. Авт. свид. N 1184835, "Пенообразователь для поризации бетонных смесей", кл. С 04 В 28/20, БИ N 38, 1985.

3. Патент РФ N 2082695, "Способ изготовления экологически чистых, легких полистиролбетонных изделий", кл. С 04 В 38/00, 40/02.

Формула изобретения

Пенообразователь для поризации бетонных смесей, включающий ПАВ, смолу древесную омыленную (СДО) и воду, отличающийся тем, что содержит указанные компоненты в следующем соотношении, мас.%:
ПАВ - 1 - 5
СДО - 1 - 10
Вода - 85 - 98
при этом соотношение СДО/ПАВ по массе должно составлять от 1 до 2.

РИСУНКИ

Рисунок 1