Способ получения пенообразующей добавки для строительных смесей на основе цемента

Изобретение относится к способам получения пенообразующих добавок для строительных смесей на основе цемента с определенными свойствами и может быть использовано для получения пенообразующей добавки из продуктов переработки древесины. В способе получения пенообразующей добавки для строительных смесей на основе цемента, включающем нейтрализацию древесной смолы, в качестве древесной смолы используют смолу, выделенную из кислой воды путем экстракции кислой воды органическим растворителем, с последующей отгонкой от экстракта растворителя и выделением смолы, при этом используемая для выделения смолы кислая вода образуется после отделения отстойной смолы от жидких продуктов пиролиза древесины, а нейтрализацию древесной смолы осуществляют до рН 10-12 раствором щелочи, в частности, едкого натра при температуре не выше 90°С. Причем в качестве органического растворителя берут эфиры уксусной кислоты, в частности, этилацетат, бутилацетат. Техническим результатом является повышение пенообразующей и пластифицирующей способности добавки. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к способам получения пенообразующих добавок, необходимых для создания строительных смесей на основе цемента с определенными свойствами и может быть использовано для получения пенообразующей добавки из продуктов переработки древесины.

Известны пенообразующие добавки, полученные на основе отходов лесохимической промышленности.

Одной из таких добавок является добавка на основе смолы древесной омыленной (СДО). Основное назначение данной добавки - пластифицирующий и воздухововлекающий эффект в строительных смесях с целью повышения прочности и морозостойкости.

Известны способы получения пенообразующих добавок для строительных смесей на основе цемента, (в частности, портландцемента) с использованием жидких продуктов пиролиза древесины.

Так, известен способ получения пенообразующей добавки путем омыления жидких отходов, содержащих смоляные кислоты, которые образуются в процессе получения канифоли и скипидара в канифольно-терпентинном производстве при переработке сосновой живицы (а.с. СССР №№1135731, C 04 В 24/00; 1671633, С 04 В 24/00). При этом получаемая добавка, обладает хорошей пенообразующей способностью.

Известен также способ получения пенообразующей добавки, заключающийся в нейтрализации предварительно упаренной водорастворимой смолы термолиза (пиролиза) древесины до удельного веса 1,25-1,3 г/см³ суспензией натронно-кальциевого основания (А.с. СССР №472913, C 04 В 15/02).

Однако добавка, полученная известным способом, обладает низкой пенообразующей способностью.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является известный способ приготовления пенообразующей добавки для бетонной смеси (а.с. СССР №857056, C 04 В 15/02).

Данный способ заключается в нейтрализации древесной смолы, при этом в древесную пирогенную смолу добавляют кубовый остаток азеотропного разделения перегнанной жижки лесохимического производства в количестве 5-20 мас.% от веса смолы, а операцию нейтрализации осуществляют последовательно водным раствором едкого натра до рН 9-10,5, а затем водной суспензией гидроокиси кальция до рН 11-14.

Недостатком данного способа является то, что получаемая добавка обладает низкой пенообразующей и пластифицирующей способностью.

Задачей предлагаемого способа является получение добавки на основе древесной смолы, обладающей высокой пенообразующей и пластифицирующей способностью.

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение пенообразующей и пластифицирующей способности получаемой добавки.

Данный технический результат достигается предлагаемым способом получения пенообразующей добавки для строительных смесей на основе цемента, включающем нейтрализацию древесной смолы, согласно изобретению, в качестве древесной смолы используют смолу, выделенную из кислой воды, путем экстракции кислой воды органическим растворителем, с последующей отгонкой от экстракта растворителя и выделения смолы, при этом, используемая для выделения смолы кислая вода, образуется после отделения отстойной смолы от жидких продуктов пиролиза древесины, а нейтрализацию древесной смолы осуществляют до рН 10-12 раствором щелочи, в частности едкого натра, при температуре не выше 90°С.

Предпочтительно, что в качестве органического растворителя берут эфиры уксусной кислоты, в частности этилацетат, бутилацетат.

Так как в качестве древесной смолы используют смолу, содержащуюся в кислой воде и выделенную путем экстракции кислой воды органическим растворителем, с последующей отгонкой растворителя из экстракта и выделения смолы, при этом используемая для выделения смолы кислая вода образуется после отделения отстойной смолы от жидких продуктов пиролиза древесины, а нейтрализацию древесной смолы осуществляют раствором едкого натра до рН 10-12 при температуре не выше 90°С, то обеспечивается получение добавки для строительных смесей на основе цемента с высокой пенообразующей и пластифицирующей способностью. Высокая пенообразующая и пластифицирующая способность получаемой добавки достигается за счет вовлечения воздуха в смесь в значительно больших количествах, что приводит к снижению плотности строительной смеси на основе цемента при ее высокой прочности, ударной вязкости и морозоустойчивости. При этом снижение плотности строительной смеси не влияет на прочность бетона.

Высокая пенообразующая и пластифицирующая способность добавки, получаемой по предлагаемому способу, обусловлены заданным составом смолы, выделенной экстракцией из кислой воды. Основу смолы, выделенную из кислой воды, составляют фенольные смолы, которые при нейтрализации при данных условиях позволяют получать добавку с такими свойствами.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом:

Кислую воду, образовавшуюся после отделения отстойной смолы от жидких продуктов пиролиза древесины, экстрагируют органическим растворителем, в частности этилацетатом или бутилацетатом, а затем из полученного экстракта отгоняют растворитель, обогащенный растворимыми в нем примесями, в частности уксусной кислотой, и оставшуюся после отгонки растворителя, так называемую экстракционную смолу, нейтрализуют водным раствором едкого натра до рН 10-12 при температуре не выше 90°С.

Примеры конкретного осуществления предлагаемого способа

Пример 1. Кислую воду, образовавшуюся после отделения отстойной смолы от жидких продуктов пиролиза древесины, экстракцию которой осуществляют растворителем - этилацетатом, в соотношении этилацетат - кислая вода 1,6:1, из полученного экстракта отгоняют растворитель, а оставшуюся после отгонки экстракционную смолу, нейтрализуют водным раствором едкого натра (на одну весовую часть смолы - одна весовая часть 20%-ного едкого натра) при температуре 90°С до рН-10.

Данные физико-химических показателей полученной добавки, характеризующие ее пенообразующую и пластифицирующую способность, приведены в таблице.

Пример 2. Пример 2 осуществляют, как пример 1, только нейтрализацию осуществляют при температуре 80°С до рН 12.

Пример 3. Пример 3 осуществляют, как пример 1, только экстракцию осуществляют растворителем - бутилацетатом.

Пример 4. Пример 4 осуществляют, как пример 2, только экстракцию осуществляют растворителем - бутилацетатом.

Физико-химические показатели пенообразующей добавки, полученной предлагаемым способом.

Таблица
№ п/п	Физико-химические показатели	Величины физико-химических показателей добавки, полученной в примерах
1	2	3	4
1.	Кратность пены	9,2	9,1	9,2	9,0
2.	Стойкость пены	1	1	1	1
3.	Плотность пены, кг/л	0,11	0,11	0,11	0,11

Как видно из полученных результатов, предлагаемый способ позволяет получать добавку для строительных смесей на основе цемента, обладающую высокой пенообразующей и пластифицирующей способностью.

1. Способ получения пенообразующей добавки для строительных смесей на основе цемента, включающий нейтрализацию древесной смолы, отличающийся тем, что в качестве древесной смолы используют смолу, выделенную из кислой воды путем экстракции кислой воды органическим растворителем, с последующей отгонкой от экстракта растворителя и выделения смолы, при этом используемая для выделения смолы кислая вода образуется после отделения отстойной смолы от жидких продуктов пиролиза древесины, а нейтрализацию древесной смолы осуществляют до рН 10-12 раствором щелочи, в частности, едкого натра при температуре не выше 90°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя берут эфиры уксусной кислоты, в частности этилацетат, бутилацетат.