Пенообразователи из производных нафталина — клеенекалевый пенообразователь
Некаль представляет собой комплексное соединение, полное химическое название которого - дибутилнафталинмоносульфокислый натрий. Его получают нейтрализацией едким натром продукта взаимодействия нафталина, серной кислоты и бутилового спирта.
В промышленности Некаль обычно получают и используют в виде темно-коричневого водного раствора 16-20 %-ной концентрации. В процессе синтеза Не - каля часть серной кислоты остается в нем и, при нейтрализации едким натром, дает сернокислый натрий, содержание которого в товарном Некале достигает 10 %. Кроме того, в растворе находится некоторое количество хлорида натрия. Удельный вес 18 %-ного раствора Некаля при температуре +20 °С равен 1,110-1,113.
Наличие в Некале тяжелого органического радикала и сильного электролита делает его поверхностно-активным веществом, что обуславливает эмульгирующие, пенообразующие и моющие свойства. Это позволяет широко применять Некаль как заменитель мыла в текстильной промышленности.
При комнатной температуре из 17-20 %-ного водного раствора Некаля выпадает осадок, который при нагревании вновь переходит в раствор. Водный раствор Некаля может храниться длительное время, он огне - и взрывобезопасен. В зависимости от производителя и особенностей конкретного производства, в товарном Некале может присутствовать значительное количество сопутствующих солей, значительно снижающих его пенообразующую способность.
Далее приводится только часть комплексных исследований Некаля в качестве пенообразователя для производства пенобетона. Но и они убедительно свидетельствует, насколько фундаментально и всеобъемлюще советское бето - новеденение подходило даже к незначительным нюансам при проведении комплексных исследований.
Добавка Некаля влияет на кинетику гидратации цемента. Это влияние отражено в таблице 13.4.2-1, построенной на результатах испытания цементного раствора.
Эксперименты показали, что пена из Некаля легко поддается стабилизации различными коллагенами. Из всех исследованных веществ по соотношению «цена/эффективность» наилучшие показатели у столярного клея. Результаты отражены в таблице 1.3.4.2-2.
По результатам предыдущих исследований возникла потребность определить влияние на кинетику гидратации цемента добавки к Некалю клея столярного (см. таблицу 1.3.4.2-3).
Для сравнения, в абсолютно идентичных условиях были проведены исследо - ваниясапонинового, клееканифольного, алюмосульфонефтяного, иГКпенообра - зователей. Пример по сапониновому приводится в таблице 1.3.4.2-4, остальные в данном обзоре не отражены.
На основании проведенных исследований была выстроена градация расхода различных пенообразователей (см. таблицу 1.3.4.2-5).
В соответствии с полученными результатами и стоимостью отдельных пенообразователей выстраивается обоснование их применимости в тех или иных условиях с экономической точки зрения (в данном обзоре не отражено).
Проверка влияния клеенекалевого пенообразователя на прочностные показатели пенобетона отражена в таблице 1.3.4.2-6.
Эксперименты показали, что наиболее сильно, Некаль оказывает воздействие на кинетику набора прочности на отрезке 3-7 суток. В дальнейшем его тормозящий эффект значительно нивелируется, и примерно к 3-месячному возрасту исчезает полностью для дозировок 0,03 % (ранее установлено, что 0,03-0,05 % как раз и есть оптимальные дозировки).
|
Водного раствора Некаля от веса цемента |
Сухого Некаля от веса цемента |
Удлинение сроков схватывания (в мин.) |
Сопротивление сжатию |
||
|
Начало |
Конец |
В кг/см2 |
В % от цемента без добавки |
||
|
0,000 |
0,000 |
- |
- |
419 |
100 |
|
0,010 |
0,0025 |
15 |
25 |
390 |
93 |
|
0,025 |
0,006 |
20 |
45 |
367 |
87,6 |
|
0,050 |
0,012 |
10 |
25 |
360 |
85,9 |
|
0,075 |
0,018 |
15 |
60 |
350 |
83,5 |
|
0,100 |
0,025 |
20 |
30 |
337 |
80,4 |
|
0,250 |
0,061 |
25 |
50 |
329 |
76,1 |
Примечание:
- водный раствор Некаля применялся с плотностью 1,115 (содержание Некаля по сухому веществу - 24,52 %);
- В/Ц цементного раствора во всех случаях - 0,27, что соответствовало нормальной густоте для данного цемента;
- испытания на сжатие велись на кубиках 2х2х2 см (в соответствии со стандартами на момент проведения исследований);
- метод испытания образцов на прочность - ускоренный.
|
Таблица 1.3.4.2-1
|
Примечание:
- Клей и Некаль смешивались в указанных весовых соотношениях. Затем отмерялся 1 г полученной смеси и растворялся в соответствующем количестве воды. Приготовление пены осуществлялось в цилиндрическом металлическом сосуде объемом 18 л по стандартной методике;
- Осадка пены определялась на приборе ЦНИИПС (результаты в данном обзоре не отражены).
|
Процент добавки к цементу (по сухому веществу) |
Соотношение некаль/клей |
Сроки схватывания (в час.-мин) |
Сопротивление Сжатию (28-суточное) (в кг/см2) |
Прочность (в %) |
||
|
Некаль |
Клей |
(по весу) |
Начало |
Конец |
||
|
0,02452 |
0,0000 |
1 : 0,00 |
3-50 |
5-05 |
334 |
100,0 |
|
0,02452 |
0,0125 |
1 : 0,51 |
2-25 |
4-05 |
350 |
104,7 |
|
0,02452 |
0,0250 |
1 : 1,00 |
3-08 |
5-15 |
321 |
96,7 |
|
0,02452 |
0,0500 |
1 : 2,04 |
3-05 |
5-15 |
263 |
78,7 |
|
Примечание: За 100 % принята прочность, полученная с учетом снижения прочности без добавок. Таблица 1.3.4.2-3 |
||||||
|
Процент добавки Сапонина от массы цемента (по водному раствору плотн. 1,02) |
Процент добавки Сапонина от массы цемента (по сухому веществу) |
Сроки схватывания (в час.-мин) |
Сопротивление Сжатию (28-суточное) (в кг/см2) |
Прочность (в %) |
||
|
Начало |
Конец |
|||||
|
0,00 |
0,000 |
3-15 |
5-15 |
300 |
100 |
|
|
0,25 |
0,014 |
3-45 |
5-05 |
278 |
93 |
|
|
0,50 |
0,028 |
3-45 |
5-05 |
248 |
83 |
|
|
0,75 |
0,02 |
3-30 |
6-10 |
235 |
78 |
|
|
1,00 |
0,046 |
4-45 |
6-45 |
225 |
75 |
|
|
1,50 |
0,074 |
6-02 |
10-55 |
218 |
73 |
|
|
2,00 |
0,102 |
6-05 |
10-55 |
201 |
67 |
|
|
2,50 |
0,130 |
5-35 |
14-20 |
201 |
67 |
|
|
3,00 |
0,158 |
5-10 |
13-37 |
170 |
56 |
|
|
Таблица 1.3.4.2-3-4 |
|
Название пенообразователя |
Расход пенообразователя (в весовых частях по сухому веществу) на 1 кг цемента |
|
Сапониновый |
0,00500 - 0,0100 |
|
Клее-канифольный |
0,00150 - 0,0020 |
|
Алюмосульфонефтяной |
0,00800 - 0,0200 |
|
ГК |
0,00025 - 0,0004 |
|
Клеенекалевый |
0,00020 - 0,0005 |
|
Дозировка некалевого пенообразователя от массы цемента (в % по сухому веществу) |
Прочность на сжатие в возрасте (в кг/см2) |
Снижение прочности в возрасте (в %) |
||||||
|
3 сут. |
7 сут. |
28 сут. |
3 мес. |
3 сут. |
7 сут. |
28 сут. |
3 мес. |
|
|
0,00 |
82 |
120 |
230 |
330 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0,01 |
45 |
72 |
180 |
165 |
45 |
40 |
22 |
50 |
|
0,03 |
56 |
89 |
205 |
339 |
32 |
26 |
11 |
0 |
|
0,05 |
44 |
83 |
205 |
289 |
46 |
31 |
11 |
13 |
|
0,07 |
15 |
83 |
225 |
278 |
82 |
31 |
2 |
16 |
|
Таблица 1.3.4.2-6 |
|
Вид вяжущего |
Нормальная густота вяжущего (в %) |
Сроки схватывания вяжущего в час. - мин |
Фактическая активность вяжущего (в кгсм2 ) |
|
|
Начало |
Конец |
|||
|
Портландцемент М400 |
27,0 |
3-15 |
5-15 |
432 |
|
Шлакопортландцемент М250 |
27,0 |
3-15 |
6-00 |
280 |
|
Местное вяжущее |
27,5 |
0-45 |
1-45 |
234 |
|
Примечание: - Местное вяжущее - продукт совместного помола в вибромельнице М200 извести комовой негашеной 20 %, боя красного керамического кирпича (цемянка) 70 %, гипса строительного 5 %, портландцемента М400 5 %; - Химико-минералогический, гранулометрическийипетрографическийсостависпользуемыхвяжущихвданном обзоре не отражен. Таблица 1.3.4.2-7 |
|
Расход материалов на 1 м3 пенобетона |
В/Ц |
Объемный Вес (в кг/м3) |
Сопротивление сжатию в возрасте 28 суток (в кг/см2) |
||
|
Портландцемент (в кг) |
Некаль (в гр.) |
Клей (в гр.) |
|||
|
219 |
97 |
52 |
0,38 |
263 |
5,6 |
|
330 |
236 |
120 |
0,40 |
396 |
14,6 |
|
496 |
182 |
99 |
0,34 |
597 |
25,3 |
|
504 |
253 |
129 |
0,40 |
605 |
30,9 |
|
683 |
95 |
50 |
0,40 |
820 |
34,6 |
|
Расход материалов на 1 м3 пенобетона |
В/Ц |
Объемный Вес (в кг/м3) |
Сопротивление сжатию в возрасте 28 суток (в кг/см2) |
||
|
Шлакопортландцемент (в кг) |
Некаль (в гр.) |
Клей (в гр.) |
|||
|
174 |
122 |
65 |
0,40 |
209 |
1,9 |
|
211 |
93 |
49 |
0,38 |
253 |
5,3 |
|
247 |
147 |
78 |
0,40 |
296 |
5,0 |
|
367 |
114 |
60 |
0,40 |
440 |
10,8 |
|
428 |
112 |
59 |
0,34 |
514 |
18,0 |
|
Таблица 1.3.4.2-9 |
|
Наименование материала |
Гранулометрический состав материала по фракциям (в %) |
Удельный вес |
Объемный вес (в кг/м3) |
|||||||
|
1 Мм |
10,6 мм |
0,60,3 мм |
0,30,15 мм |
0,150,05 мм |
0,050,005 мм |
Менее 0,005 мм |
Рыхлое состояние |
Плотное состояние |
||
|
Тонкозернистый песок «А» |
- |
0,05 |
0,30 |
25,70 |
63,20 |
8,20 |
2,55 |
2,70 |
1320 |
1660 |
|
Пылеватый грунт «Г» |
- |
- |
0,80 |
13,30 |
44,20 |
39,30 |
2,40 |
2,65 |
1320 |
1660 |
|
Мелкозернистый песок «Т» |
0,06 |
6,30 |
19,68 |
60,68 |
10,75 |
2,53 |
- |
- |
1380 |
1670 |
|
Тонкозернистый пылеватый песок «С» |
- |
0,08 |
0,70 |
21,42 |
58,30 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
Тонкозернистый пылеватый песок «М» |
- |
0,08 |
0,50 |
8,65 |
41,53 |
43,20 |
6,20 |
2,7 |
1270 |
1590 |
Примечание:
Выбор конкретных заполнителей отражает реалии типичных местных условий.
|
Расход материалов на 1 м3 пенобетона |
Состав пенобетона (по весу) |
Вода/(Цем. + Заполн.) |
Объемный Вес пенобетона (в кг/м3) |
Сопрот. сжатию (в кг/см2) |
|||||
|
Портландцемент М400 |
Заполнители |
Некапь (в гр.) |
Клей (в гр.) |
||||||
|
Наимен. |
Кол-во (в кг.) |
||||||||
|
242 |
Грунт «А» |
97 |
113 |
60 |
1:0,4 |
0,56 |
372 |
7,5 |
|
|
260 |
"// - |
104 |
118 |
29 |
1:0,4 |
0,39 |
399 |
8,0 |
|
|
285 |
114 |
104 |
26 |
1:0,4 |
0,40 |
532 |
9,4 |
||
|
297 |
--//-- |
297 |
80 |
42 |
1:1 |
0,60 |
652 |
15,5 |
|
|
250 |
Грунт «К» |
107 |
102 |
54 |
1:0,43 |
0,50 |
393 |
2,7 |
|
|
199 |
Песок «Т» |
199 |
166 |
83 |
1 |
1 |
0,50 |
438 |
3,1 |
|
244 |
--//"- |
244 |
94 |
50 |
1 |
1 |
0,50 |
538 |
4,1 |
|
248 |
248 |
70 |
37 |
1 |
1 |
0,38 |
546 |
5,5 |
|
|
252 |
252 |
70 |
37 |
1 |
1 |
0,46 |
555 |
6,7 |
|
|
246 |
492 |
78 |
41 |
1 |
2 |
0,60 |
816 |
12,2 |
|
Таблица 1.3.4.2-11 |
|
Расход материалов на 1 м3 пенобетона |
В/П |
Условия твердения |
Объемный Вес пенобетона (в кг/м3) |
Сопротивление сжатию (в кг/см2) |
||||||
|
Портландцемент (в кг) |
Молотый песчаный грунт (в кг) |
Некапь (в гр.) |
Клей (в гр.) |
Предварит. Норм, хранение (в сутках) |
Пропарка |
Последующ, норм, хранение (в сутках) |
||||
|
№ режима пропарки |
Продолж. (в час.) |
|||||||||
|
282 |
121 |
101 |
101 |
0,34 |
1 |
1 |
26 |
8 |
442 |
4,4 |
|
397 |
170 |
90 |
50 |
0,34 |
1 |
1 |
26 |
8 |
624 |
11,3 |
|
414 |
178 |
79 |
42 |
0,34 |
1 |
1 |
26 |
8 |
650 |
12,8 |
|
462 |
199 |
81 |
43 |
0,34 |
1 |
1 |
26 |
8 |
728 |
17,2 |
|
497 |
216 |
65 |
34 |
0,34 |
1 |
1 |
26 |
8 |
781 |
18,2 |
|
620 |
266 |
102 |
54 |
0,34 |
5 |
2 |
26 |
1 |
975 |
54,7 |
|
Таблица 1.3.4.2-12 |
|
№ п/п |
Расход материалов на 1 м3 пенобетона |
В/ц |
Условия твердения |
Объемный Вес пенобетона (в кг/м3) |
Сопротивление сжатию (в кг/см2) |
|||||||
|
Известь (в кг) |
Цемянка (в кг) |
Гипс (в кг) |
Портланд - цем. (в кг) |
Некаль (в гр) |
Клей (вгр) |
Предварит. Норм, хранение (в сутках) |
Продолж. пропарки (в часах) |
Последующее норм, хранение (в сутках) |
||||
|
1 |
67 |
253 |
17 |
17 |
118 |
30 |
0,55 |
1 |
21 |
4 |
388 |
3,5 |
|
2 |
69 |
260 |
18 |
17 |
114 |
28 |
0,55 |
2 |
20 |
4 |
400 |
4,0 |
|
3 |
63 |
254 |
17 |
17 |
118 |
30 |
0,55 |
3 |
21 |
4 |
392 |
4,3 |
|
4 |
63 |
258 |
17 |
17 |
118 |
30 |
0,55 |
5 |
21 |
1 |
392 |
4,7 |
|
5 |
69 |
260 |
17 |
17 |
114 |
29 |
0,55 |
7 |
26 |
4 |
399 |
3,4 |
|
6 |
69 |
258 |
17 |
17 |
115 |
28 |
0,55 |
1 |
21 |
5 |
397 |
4,9 |
|
7 |
69 |
257 |
17 |
17 |
117 |
30 |
0,55 |
2 |
20 |
4 |
395 |
5,2 |
|
8 |
69 |
258 |
17 |
17 |
115 |
26 |
0,55 |
3 |
21 |
6 |
397 |
5,2 |
|
9 |
68 |
257 |
17 |
17 |
117 |
30 |
0,55 |
5 |
21 |
4 |
395 |
5,2 |
|
10 |
70 |
261 |
17 |
17 |
114 |
28 |
0,55 |
7 |
26 |
4 |
401 |
5,0 |
|
11 |
80 |
257 |
18 |
18 |
112 |
28 |
0,55 |
28 |
0 |
0 |
410 |
4,1 |
|
Таблица 1.3.4.2-13 |
|
№ п/п |
Расход материалов на 1 м3 пенобетона |
ВДЦ+П) |
Объемный вес пенобетона (в кг/м3) |
Прочность на сжатие в возрасте (в кг/см2) |
|||||||||||
|
Портландцемент (в кг) |
Песок (в кг) |
Некаль (вгр) |
Клей (вгр) |
Вода (в литрах) |
7 Сут. |
14 Сут. |
28 сут. |
60 сут. |
90 сут. |
120 сут. |
150 сут. |
210 сут. |
|||
|
1 |
240 |
144 |
130 |
32 |
142 |
0,37 |
426 |
5,00 |
6,00 |
7,45 |
9,30 |
10,70 |
11,90 |
11,70 |
11,40 |
|
2 |
240 |
144 |
130 |
32 |
134 |
0,35 |
419 |
3,87 |
4,98 |
5,30 |
5,70 |
- |
7,70 |
7,83 |
- |
|
Таблица 1.3.4.2-14 |
|
CO |
Сл |
Ю |
Ю |
Ю |
Ю |
00 |
00 |
- |
№ Состава |
||
|
І |
Известь |
Портландцемент |
Шлакопортландцемент |
І |
І |
І |
І |
І |
Местное |
Вид вяжущего |
|
|
«3 |
Со ю |
Известь (в кг) |
Расход материалов на 1 м3 пенобетона |
||||||||
|
Со СП со |
Ю ^ Ю |
СП со СП |
СП со СП |
СП со СП |
СП со СП |
Со СП |
Сл |
Вяжущее (в кг) |
|||
|
Сл 00 ю |
Сл «3 |
Со СП со |
^ 00 ^ |
Песок (в кг) |
|||||||
|
00 о |
00 о |
00 о |
00 о |
00 о |
00 о |
00 о |
00 о |
00 о |
00 о |
Некаль (вгр) |
Пенообразователь |
|
^ о |
^ о |
^ о |
^ о |
^ о |
^ о |
^ о |
^ о |
^ о |
^ о |
Клей (вгр) |
|
|
0,37 |
0,35 |
0,32 |
0,32 |
0,45 |
0,45 |
0,45 |
0,45 |
0,45 |
0,45 |
ВДЦ+П) |
|
|
СП |
1:4,5 |
Гг |
ІО |
О |
О |
О |
О |
О |
О |
Номинальный состав (Вяжущее: Песок) |
|
|
00 |
О |
О |
Ю о |
00 |
00 |
^ о |
^ о |
^ о |
Ю о |
Выдержка до запарки (в час.) |
|
|
О |
О |
О |
О |
О |
О |
О |
О |
О |
О |
Время запарки при 8 атм (в час.) |
|
|
Со ю |
О |
О |
Ю |
00 |
Сл |
О |
О |
О |
Ю |
Выдержка после запарки (в час.) |
|
|
Со |
Со |
Со |
Сл |
Со |
Со |
Со |
Последующее нормальное твердение (в сут.) |
||||
|
«3 О |
00 о о |
О о |
СП «3 |
^ |
Ю СП |
О СП |
О |
^ сл |
Объемный вес пенобетона (в кг/м3) |
||
|
Ю |
20,3 |
22,5 |
Сл |
40,2 |
37,1 |
25,8 |
24,9 |
Сл |
Сопротивление сжатию (в кг/см2) |
|
Ш CTv ь s J= ш UJ NJ Un |
Дальнейшие исследования были посвящены изучению поведения клеене - калевого пенообразователя на различных вяжущих и заполнителях. Для начала определились с номенклатурой вяжущих (взяли три типовых) и определили их характеристики, - чтобы иметь возможность сравнивать с ранее проведенными или последующими исследованиями (см. таблицу 1.3.4.2-7).
Испытание пенобетона на вяжущих без инертных заполнителей проводилось по стандартной методике. Результаты для портландцемента М400 отражены в таблице 1.3.4.2-8.
То же самое для шлакопортландцемента (см. таблицу 1.3.4.2-9).
Теперь настал черед испытать пенообразователь, добавив к вяжущему инертный заполнитель. Для сопоставимости полученных результатов заполнители также подвергли предварительному исследованию (см. таблицу 1.3.4.2-10).
Испытания пенобетона на вяжущих с инертными заполнителями проводилось по стандартной методике, и показали следующие результаты: (см. таблицу 1.3.4.2-11).
Влияние тепловлажностной обработки (пропарка) на пенобетон, изготовленный на клеенекалевом пенообразователе, отражено в таблице 1.3.4.2-12.
Использование т. н. «местного» вяжущего совместно с пропаркой: (см. таблицу 1.3.4.2-13).
Была также проверена кинетика изменения прочности пенобетона во времени (см. таблицу 1.3.4.2-14).
Автоклавирование ячеистых бетонов отражено таблице 1.3.4.2-15.
