ОДОРАСТВОРИМЫЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ ДОБАВКИ ГАЗОСИЛИКАТНЫМ СМЕСЯМ —
Свойства газосиликатных изделий в значительной степени зависят от исходных компонентов. Технология производства бетонов предусматривает поэтому измельчение сырьевых материалов в стержневых и других мельницах. С увеличением дисперсии продукта, под влиянием значительных контактных давлений в мельнице сильно оказывается эффект взаимодействия частиц друг с другом. Это взаимодействие выражается в образований из мельчайших частиц материала молекулярно-плотных агрегатов флоккул.
Флоккулирование дисперсных частиц при помоле вызывает значительные технологические трудности и ведет к непроизводительным затратам; снижается производительность помольною оборудования, увеличиваются износ мелющих тел и расход электроэнергии.
Наличие агрегированных частиц ,в измельченном сырье оказывает отрицатель- ое воздействие и на свойства газосиликата. Флоккулы, содержащиеся в продуктах помола, ухудшают условия формирования пористой структуры: они медленно вызывают седиментацию что приводит к разрушению структуру снижают равномерность распределения вяжущего и ухудшают гранулометрический состав смеси, в конечном счете предопределяют неравномерную плотность изделий, ослабление межпоровых Перегородок, уменьшение их прочности.
Все это приводит к необходимости искать пути прдотвращения образования или разрушения уже образовавшихся флоккул. Для интенсификации процессов помола на некоторых заводах в мельницы вводят добавки, которые в определенной мере продуктов помола. Однако введение добавок при помоле требует некоторого усложнения технологии производства (например, установки дозаторов непрерывного действия для ПАВ в мельницу). Кроме того, незначительная часть, заводов, изготовляющих вяжущие, практикует применен не поверхностно-активных веществ при измельчении. Большинство заводов ячеистых бетонов используют сырье с высокой степенью флоккуляции.
Была поставлена задача исследовать возможность и целесообразность введения поверхностно-активных добавок в газосиликатные смеси с водой затворения с целью разрушения флоккул на стадии подготовки силикатной массы. В качестве ПАВ-дефлоккулянтов нами опробованы кремнийорганичесше эмульсин (АТБ-01, КЭ-10-01); гидролизовамчые полиакрилонитрилы (ВО-140-4/6); алкиларилсульфонат (азолят А-2); солн нафтеновых кислот (СНК)
Критерием дефлоккулирующего воздействия добавок были приняты гранулометрический состав порошков и величина сил сцепления (между частицами высококонцентрированных кварцевых суспензий.
Исследовали кварцевый песок, размолотый в лабораторной вибромельнице М-.10. Проба песка тщательно перемешивалась с водой в соотношении 2 : 1 и высушивалась при 100—110°С. Затем высушенный песок для разрушения комков, образовавшихся при испарении воды, просеивался через сито № 60. Таким образом получался контрольный образец. Во всех остальных случаях песок смешивали не с чистой водой, а с раствором ПАВ соответствующей концентрации с таким -расчетом, чтобы отношение песок : : (вода ПАВ) равнялось 2. После просеивания определяли гранулометрический состав песка на приборе ФМН-2 п-рн 400-кратном увеличении. В табл. 1 приведены данные по содержанию различных фракций в песках, молотых до удельной поверхности 1500 и 2о00 см2/г помола. Так, песок, молотый до 1500 см2/г и обработанный добавкой, имеет грансостав, близкий грансоставу песка удельной поверхности 2500 см2/г.
Основные свойства ПАВ связаны со способностью их молекул адсорбироваться на поверхностях твердых тел, покрывая их достаточно плотным мономолекулярным слоем. Образование такого слоя на поверхности частиц минеральных суспензий приводит к стабилизации последних, гак как защитная оболочка из адсорбированных молекул является препятствием для сближения частиц и образования флоккул.
Это подтверждается сравнительным определением сил сцепления между зернами кварцевой суспензии, проведенным на специальном приборе, сконструированном в отраслевой лаборатории МИСИ им. В. В. Куйбышева. Прибор позволяет в сравнительных величинах характеризовать силы взаимодействия между частицами суспензии в зависимости от типа и количества вводимой добавки.
Для каждого испытания готовилась суспензия молотого песка в воде (для контрольных определений) шли в растворе ПАВ различных концентраций. Удельная поверхность песка составляла 2400 см2/г. Отношение количества песка к воде было принято 3 : 1. В табл. 2 приведены величины сил взаимодействия частиц твердой фазы суспензии, измеренные в относительных единицах.
Как видно из табл. 2, под влиянием добавок значительно ослабевают силы сцепления. Это ослабление наиболее заметно при определенных дозировках ПАВ, выше которых силы взаимодействия начинают вновь возрастать. Данные, приведенные в табл. 2, полностью согласуются с результатами определения дефлоккулирующего действия ПАВ. Это указывает на тесную взаимосвязь между процессами флоккуляции в кварцевых системах и изменением сил сцепления между частицами под влиянием дефлоккул янтов.
Влияние ПАВ-дефлоккулянтов на свойства газосиликатов определялось при испытании образцов, залитых в формы 10X10X10 ом, а также выпиленных из изделий. Удельная поверхность кремнеземистого компонента для контрольных образцов составляла 2400 см2/г, для образцов с добавками — 1500 с.м2/г. В табл. 3 приведены результаты испытаний образцов, содержащих ПАВ в оптимальных дозировках. Как свидетельствуют данные табл. 3, физико-технические свойства образцов, изготовленных с добавками, выше или сопоставимы с контрольными, несмотря на то, что последние содержат песок более тонкого помола.
Благодаря дефлоккулирующему действию ПАВ повышается дисперсность вяжущего и кремнеземистого компонента, что способствует улучшению свойств газосиликата. Применение добавок позволит сократить продолжительность помола компонентов, повысить производительность мельниц, сократить расход энергии и уменьшить износ мелющих тел.
Экономическая эффективность от применения дефлоккулирующих добавок в производстве газосиликатных материалов составит 30—40 тыс. руб. в год для завода» с годовой производительностью 100 тыс. м3 ячеистого бетона за счет уменьшения затрат на помол и улучшения качества изделий.