О выборе поверхностно-активных веществ для производства газобетона

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) находят применение в производстве газобетонов в качестве классификаторов некоторых технологических операций и регуляторов свойств как смеси, так и газобетона. Выбор вида ПАВ и величины добавки обычно решается опытным путем.

В Пензенском инженерно-строительном институте проведена работа по изучению влияния добавок ПАВ на основные процессы производства газобетона и свойства материала.

Водорастворимые ПАВ, выпускаемые в промышленных масштабах, подразделяются на три класса: I) анион-активные, к которым относятся соли карбоновых и нафтеновых кислот, алкилсульфаты, алкилсульфоиаты, алкиларнлеульфо- наты (сульфонолы, «прогресс», ДС-РАС) и др.; 2) катионактивные, к которым относятся соли аминов, четырехзамещенные аммониевые основания и др. ОП-7, ОП-Ю) и др.

В производстве газобетона применяют в основном аннонактивные и изредка неионогенные ПАВ.

Для изучения нами были выбраны синтетические водорастворимые вещества всех перечисленных классов: аминоактивиые (сульфанол НП-1, «прогресс», сульфонат, ДС-РАС), катионактивные (катании) (ОП-7, ОП-Ю). Для сравнения использовались также ССБ, мылонафт и хозяйственное мыло.

Изучалась адсорбция ПАВ на алюминиевой пудре, влияние ПАВ па дисперсность алюминиевой пудры в водной суспензии, на процессы газообразования, газоудержания и структурообразования газобетонной смеси и свойства газобетона.

При изучении адсорбции ПАВ на алюминиевой пудре использовались технические вещества. Принимая во внимание, что они содержат значительное количество примесей, для оценки адсорбционной способности ПАВ на алюминиевой пудре мы использовали понятие «кажущейся» адсорбции .

В раствор поверхиостно-активного вещества определенной концентрации помешалась навеска алюминиевой пудры, полученная суспензия встряхивалась в цилиндре с притертой пробкой в течение 15 мин. После суточной выдержки определялась равновесная концентрация раствора ПАВ. Изменение концентрации раствора после адсорбции определяли для катион-активных веществ по изменению угла смачивания на парафине, для энион-актнвных — методами, основанными на образовании растворимых в хлороформе окрашенных соединений некоторых катионных красителей с анионактивными ПАВ3.

Чтобы выяснить различие в механизме процесса адсорбции очищенных и неочищенных от масел ПАВ на гидрофобной поверхности алюминиевой пудры, сульфонол НП-1 и «прогресс» очищались от масел, а ДС-РАС и мылонафт использовались без очистки.



Именно в присутствии концентраций ПАВ, при которых наблюдается «отрицательная» адсорбция, происходит и резкое замедление скорости газовыделения при взаимодействии алюминиевой пудры со щелочью и систематическое несовпадение результатов параллельных опытов. При концентрациях ПАВ вне этой области, а также после очистки ПАВ от масел указанного замедления не обнаруживается. В промышленных условиях изготовления газобетона снижение скорости газовыделения из-за примесей масел. скажется при добавках ПАВ, начиная примерно с 0,1% от веса вяжущего.

В зависимости от вида и количества поверхностно-активной добавки суспензии алюминиевой устойчивости, т. е. с различной дисперсностью твердой фазы Количественная оценка изменения дисперсности осуществлялась анализом суспензий. Пользовался автоматический рекомендованный ВДНХ СССР к в лабораторных исследованиях.

Установлено, что предельная дисперсность алюминиевой пудры достигается при определенной концентрации каждой добавки. Для разбавленных суспензий алюминиевой пудры, подвергавшихся анализу (0,24 г/л), оптимальная концентрация разных технических ПАЗ составляет 5—20% от веса алюминиевой пудры. Учитывая адсорбцию ПАВ на алюминиевой пудре н разновесную концентрацию раствора добавки после адсорбции, можно найти, что для концентрированных суспензий алюминиевой пудры, используемых в промышленных условиях при производстве газобетона (100—150 г/л), оптимальное количество

Количество ПАВ, введенного в газобетонную смесь, определяет и пористость газобетона. Газобетон, изготовленный с добавкой оптимального количества ПАВ, имеет мелкие равномерно распределенные поры, недостаток или избыток добавки приводит к значительному укрупнению пор (рис. 2).

Исследование кинетики газовыделения и вспучивания газобеташюй смеси проводили на приборе, используемом при изучении реакций, сопровождающихся выделением газа. Газоудерживающую способность оценивали по отношению объема прироста массы к объему выделившегося газа.

Кинетика структурообразовання газобетонной смеси оценивалась по величине пластической прочности с помощью пластометра КП-3 несколько видоизмененной конструкции. Температура смеси при этом была 45°С. Влияние добавок ПАВ на свойства газобетонной смеси изучалось в широком диапазоне концентраций — от тысячных долей до нескольких процентов от веса вяжущего.

В качестве исходных материалов использовали волховский портландцемент марки 400 (для сравнения использовали также пуццолановый, шлакопортландцемент и др.), кварцевый песок, молотый совместно с известью, взятой в количестве 2% (5=2000—2200 см2!г), и алюминиевую пудру ПАК-3. Расход материалов для приготовления газобетониой смеси определялся из расчета получения конструктивного газобетона объемным весом 700 кг. Не имел возможности привести результаты всех экспериментов. мы ограничимся только основными общими выводами.

Если добавка обеспечивает только смачивание алюминиевой пудры (2—5е; ПАВ от веса алюминиевой пудры), процессы газовыделения. вспучивания и кинетика сгруктурообразования газобетонной смеси имеют приблизительно одинаковый характер (вывод справедлив для всех добавок, кроме ССБ и мылонафта. Коэффициент газоудержания смеси 0.75—0,8.