ПРОИЗВОДСТВО ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА НА ВТОРИЧНОМ АЛЮМИНИИ —
Ячеистый бетон, сочетающий в себе конструктивные и теплоизоляционные свойства, завял прочное место в ряду эффективных строительных материалов. Поризацию таких бетонов осуществляют в основном способом газообразоваиия, расходуя для этих целен более i 5 тыс. т пигментной алюминиевой пудры ПАП, выпускаемой для лакокрасочной промышленности.
Алюминиевый пигмент предназначен в первую очередь для образования пленок, защищающих конструкции от разрушения в агрессивных средах. Поэтому одним «из основных предъявляемых к нему требований является недопустимость присутствия примесей (Fe, Си, Si и др.). Сырьем для пудры ПАП служит дорогой и дефицитный материал—первичный алюминий высоких марок. Кроме того, алюминиевый пигмент должен обладать высокой всплываемостью и укрывистостыо, для чего в процессе размола его частицы покрывают высокомолекулярными жирными кислотами в смеси с предельными углеводородами (75% стеариновой кислоты и 25% парафина).
Применяя в качестве газообразователя гидрофобную пудру, заводы ячеистых бетонов вынуждены вводить дополнительную операцию: обработку пудры раствором поверхностно-активных веществ (хозяйственного мыла, опанола, зверели я т. д.) для придания ей гидрофнльности. С этой целью на большинстве заводов принята объемная дозировка газообразователя, при которой водномыльно-алюминииевая суспензия готовитси на всю смену. При такой подготовке газообразователя наблюдаются -чучая потери жтввиости алюминием разогрев суспензии в подготовительной емкости, сопровождающийся выбросами газообразователя наружу. Таким образом, на заводах ячеистых бетонов неизбежно создается взрывопожароопасный передел.
Лабораторией ячеистых бетонов ВНИИжелезобетона совместно с отраслевой лабораторией кафедры строительных материалов им. В. «В. Куйбышева на протяжении ряда лет проводятся исследования по созданию газообразоватсля целевого назначения. Он изготовлен на Волгоградском алюминиевом заводе и опробован на ряде предприятий ячеистых бетонов.
В качестве исходного сырья взят вторичный алюминий марок АВЧ-1 и АВЧ-2 (ГОСТ 295—60), изготовляемый из отходов производства алюминиевых сплавов, изделий, а также «вторичного сырья и содержащий от 2,5 до 7% металлов I—III групп периодической системы1. По существующей на заводе технологии расплав вторичного алюминия распылялся инертным газом. «Полученный пульверизат домалывали в обычно применяемых помольных агрегатах с 1,5—3% жировой добавки, состоящей из смеои триэтаноламина и синтетических жирных кислот фракции Сю—Сц в соотношении по массе 2: 1. Продукт из первого циклона обозначен «маркой АПВБ-1, а из второго и третьего—: АПВБ-2 (алюминиевая пудра вторичная для бетонов). Характеристика изготовленных пудр в сравнении с ПАП-1 приведена в табл. 1.
Как видно из приведенных «в табл. I данных, порошки АПВБ характеризуются достаточно «высоким содержанием активного алюминия. Основное их отличие от ПАП-1 состоит в способности тонуть в воде (отсутствие ППВ). При ¦рассмотрении под микроскопом обнаружено, что пудра из первичного алюминия по величине частиц занимает промежуточное положение между АПВБ-1 и АПВБ-2. Наименьшие размеры частиц имеет последняя, а толщина частиц всех пудр практически одинакова. Однако микродифракционными исследованиями установлено, что частицы ПАП-1 находятся в более деформированном состоянии, чем АПВБ-2, о чем свидетельствует тексту;рироБа«нный характер полученных с них микродифрактограмм.
Новый газообразователь использовали при вибрационной и литьевой технологии с учетом специфических требований к скорости газовыделения. На Барнаульском заводе ячеистых бетонов, выпускающем газобетон по литьевой технологии на цементно-известковом вяжущем и пудре ПАП-1, применяли наиболее грубодисперсный газообразователь АПВБ-1. Характеристика сырьевых материалов и состав ячеистобетонных смесей (в кг на 1 м3) для конструктивно- теплоизоляционных изделий следующие: портландцемент М 400—250; известь (содержание активной СаО — 47%, температура гашения 39°С, время гашения 8 мин) — 100; песок — 320; В/1 — 0.48
При подборе составов на новом газообразователе расход сухих -компонентой назначали аналогичным принятому на заводе Количество воды затворения находили опытным путем с сохранением величины расплава (по прибору Суттарда) ячеистобетонных смесей па пигментной пудре. Расход газообразователя определялся требуемой степенью вспучивания.
Исследуемую гидрофильную пудру предварительно перемешивали с горячей водой (40—45°С и вводили мешалку вместе со шламом до вяжущего, что увеличивало время перемешивания гязообразователя в смеси на 1—1.5 мин. Оказалось, что составы на АГТВБ-1 отличались пониженным (на 25 л/м3) количеством воды затворения и пониженным (на 0.1 кг па 1 м3) расходом газобразователя.
Несмотря на уменьшенное количество воды затворения в смесях на АПВБ, их практически не отличался от контрольного на ПАП-1 и составлял 22—24 мм. Кроме того, при одинаковой начальной температуре шлама температура выливаемой смеси на исследуемом газообразователе была ниже на 2—4°С. Время вспучивания смесей на обеих пудлах было одинаковым и составляло 20—25 мин. Готовьте изделия на новом газообразователе отличались о г контрольных повышенной прочностью, что является следствием образования мелкой однородной пористости газобетона (табл. 2).
Теплоизоляционные изделия на газообразователе АПВБ-2 формовались по литьевой технологии на известковом вяжущем из Цехе газосиликата Калининского комбината строительных материалов № 2, Содержание активной СаО в вяжущем было 54,5%; температура гашения вяжущего 46°С; время гашения 70 мим; тонкость помола песка 2000 — см2/г. Расход сырьевых материалов на 1 м3 газосиликата принимали аналогичным отработанным в цехе составом для теплоизоляционных изделий: известковО- песчаное дяжущее 115 кг; песчаный шлам (1,74 кг/л) 119 л; сухие компоненты 350 кг; газообразователь 0,71 кг; В/Т — 0,48.
Порядок введения компонентов в растворную смесь, расход газообразователя, а так же длительность перемешивания исследуемых и контрольных смесей сохраняли одинаковыми. Значения контролируемых параметров смесей приведены в табл. 3.
Газообразователь из вторичного алюминия характеризуется повышенной реакционной способностью, о чем свидетельствуют увеличенная начальная температура смеси на АПВ-2 и уменьшенный расплывание. На ускоренное протекание реакции газовыделения указывает также раннее появление всплесков на поверхности вспучившейся смеси при более высокой температуре. Газосиликат на исследуемой пудре имеет мелкую однородную пористость и при пониженной объемной массе (390 против 415 кг/м3) повышенную прочность на сжатие (.17,8 против 12,5 кгс/см2).
На конвейерной линии Люберецкого комбината строительных материалов и конструкций на пудре АПВБ-2 по вибрационной технологии было изготовлено около 400 и3 конструктивно-теплоизоляционных изделий, высотой 20 см. За 11 смен работы цеха свойства сырьевых материалов изменялись в следующих пределах; содержание активной СаО в песчаиой 36—42%; тонкость помола песчаного шлама 1700—2200 см2/г; температура шлама 32—49°С. Состав ячеистобетонной смеси (в кг на 1 м3) на пудре АПВБ-2 и ПАП-1 был одинаков; цемент—145; известь (содержание активной СаО 100%) — 100; газообразователь — 0,56; В/Т — 0,39.
Физико-механические показатели изготовленных изделий определялись на высверленных кернах размером 50 мм. Средние значения объемной массы и прочности за этот период составили соответственно 647 кг/м3 и 62 кгс/см2 (пудра АПВБ-2) и 656 кг/м3 и 50.7 кгс/см2 (пудра ПАП-1).
Таким образом, новый газообразователь из вторичного алюминия опробован на различных составах и с использованием наиболее широко применяемых технологических приемов изготовления ячеистобетонных смесей. Бетон на АПВБ-2, полученный как по вибрационной, так и по литьевой технологии на смешанном вяжущем, отличается повышенной прочностью, что позволяет Снизить объемкую массу изделий с сохранением механических свойств в пределах требований действующего стандарта.
Перевод отечественной промышленности ячеистых бетонов на новый газообразователь за счет использования дешевого вторичного алюминия для его производства дает годовой экономический эффект более 2 мли. руб.