Применение ПАВ для обезвоживания заполнителей бетона

Промывка заполнителей, как и другие мокрые процессы обогащения (отсадка, обогащение в тяжелых средах) на карьерах нерудных материалов, не получила должного распространения даже в летнее время. Одна из основных причин — отсутствие надежных и эффективных способов обезвоживания продукции. В связи с этим весьма перспективно использование ПАВ (поверхностно-активных веществ), понижающих смачиваемость поверхности обезвоживаемых материалов и уменьшающих величину поверхностного натяжения воды. Такой метод обезвоживания находит распространение в угольной промышленности

Как указывает ряд исследователей, при обезвоживании песков дренированием гравитационная вода быстро удаляется, а остающаяся влага представлена связанной к главным образом капиллярной водой. Связанная вода в процессах смерзания почти не участвует н, таким образом, обезвоживание и предотвращение смерзания песка сводится к удалению капиллярной воды.

Величина капиллярного давления, удерживающего воду в порах зернистого материала, а следовательно, и содержание капиллярной во ты в материале могут быть снижены при уменьшении поверхностного натяжения воды и увеличении краевого угла смачивания поверхности Это может быть достигнуто вводом в промывочную воду реагентов, обладающих поверхностной активностью на границах «вода—воздух» и «вода— твердое».

Дополнительное снижение влажности за счет применения ПАВ было получено нами при лабораторных исследованиях (Оргэнергострой, Куйбышев) процесса обезвоживания многих видов заполнителей бетона

Чтобы воспроизвести условия обезвоживания песка в штабелях использовалась вертикально установленная металлическая труба d=100 мм, 1=5,5 ж), в которую с интервалом 0,5—1,0 м врезаны патрубки для отбора проб песка на влажность. В нижней части трубы размещался гравийный фильтр с патрубком для слива фильтрата. Испытуемый песок после промывки в воде или водных растворах ПАВ загружался в трубу. В каждом эксперименте обеспечивалось одинаковое его уплотнение.

Условия обезвоживания материала на вибрационных грохотах воспроизводились с помощью лабораторного грохота ГЖ-1. Исследуемый материал в специальном бункере, расположенном над виброгрохотом, промывался водой или водными растворами ПАВ и подавался на сито грохота, на котором благодаря наличию бортика на разгрузочном конце мог удерживаться, обезвоживаясь, в течение любого заданного времени.

Прн всех условиях обезвоживания введение ПАВ в промывочную воду приводит к значительному снижению влажности заполнителей (рис. 1, 2). Влажность крупного песка фракций 5— 1,2 мм, промытого в водном растворе ПАВ, за первый час обезвоживания в штабеле высотой 5—5,5 м снижается на 1,5—2% по смерзанию с влажностью песка, промытого технической водой и в верхней части штабеля за 24—48 ч достигает значений, безопасных по смерзанию (1,0—1,5%). Для песка же, промытого в обычной технической воде, безопасная по смерзанию влажность не достигалась даже после 144 ч обезвоживания.

Влажность мелкого песка (фракции 1,2—0,15 ли), промытого водным раствором ПАВ, по сравнению с песком, промытым технической водой в штабеле высотой 5—5,5 м снижается на 5—7% в интервале 4—72 ч обезвоживания Безопасная по смерзанию влажность этого песка с применением ПАВ в верхней части штабеля достигается за 100—120 ч обезвоживания, при промывке обычной водой безопасная влажность не достигалась даже за 240—260 ч.


Замкнутая система производственного водоснабжения для предприятий, использующих ПАВ в процессах обезвоживания заполнителей, является обязательной.

В процессе промывки заполнителей ПАВ частично адсорбируется на их поверхности, а также содержится в воде, составляющей их остаточную влажность.

Проведенные нами исследования покапали, что при правильном выборе ПАВ использование крупного заполнителя с поверхностной влажностью до 2—5% а мелкого заполнителя с влажностью до 5% (по водному раствору ПАВ) приводит примерно к такому же изменению свойств бетонных смесей и бетона, как при использовании обычных гидрофобно-пластифицирующих добавок.

В целом, применение ПАВ в процессах обезвоживания заполнителей бетона, хотя и не исключает необходимости создания нового эффективного оборудования для обезвоживания, но уже сейчас в ряде районов страны при зимней промывке нерудных может существенно уменьшить их смерзание (вплоть до полного предотвращения его для 6-ти дельных фракций) или значительно снизить стоимость сушки мытого материала