КӨБІКТІБЕТОНДЫ ДАЙЫНДАУДАҒЫ ҚҰРҒАҚ МИНЕРЕЛИЗАЦИЯ ӘДІСІ

КӨБІКТІБЕТОНДЫ ДАЙЫНДАУДАҒЫ ҚҰРҒАҚ МИНЕРЕЛИЗАЦИЯ ӘДІСІ

Қуанова Қымбат Қосайқызы

Арнайы пән оқытушысы, т.ғ. магистрі, МКҚК «Түпқараған гуманитарлық-техникалық колледжі», Маңғыстау обл., Түпқараған ауд.

Бүгінгі таңда көбікті бетонды жасайтын жабдықты шығаратын компаниялар көп және көбікті бетонды мен одан жасалған бұйымдарды өндіретін өндірушілер көп. Ғалымдар жаңа технологияларды шығарып, өндірісі жағынан тиімді және жоғары эксплуатациялық сипаттамалары бар көбікті бетонды жасауға тырысқан. Белгілі технологиялық шешімдерге жасалған талдау көрсеткендей, көбікті бетонды алу үшін үш тәсіл бар: классикалық әдіс, баротехнология, құрғақ минерализация әдісі [1, 529-531 б.].

Құрғақ минерализация әдісі. Осы тәсілді А.П.Меркин ойлап тапқан. Көбіктің «дымқыл» (классикалық әдіс) минерализация әдісі бойынша дайындалған көбікті арнайы дайындалған су-цементтік-құмды ерітіндімен араластырады; ал «құрғақ» минерализация әдісі бойынша дайындалған көбікті құрғақ компоненттермен (цемент және толтырғыш) араластырады. Көбікті бетонды «құрғақ минерализация» технологиясы бойынша дайындағанда құрғақ компоненттерді 4-6 төменеселікті көбікпен араластырады, ал көбікті көбікгенератордың көмегімен немесе басқа тәсілмен алады [2; 3, 16-18 б.].

Көбікті бетонды «құрғақ» минерализация әдісімен дайындағанда араластырудың қарқыны маңызды роль ойнайды. Осы сипаттамаға байланысты «құрғақ» минерализация әдісін көбікті бетонды алу үшін қолданылатын екі дербес әдіске бөлуге болады (Сур. 1).

1)Төменайналымды араластырғышты пайдаланатын «құрғақ минерализация» әдісі. Көбік генераторында дайындалған төмен еселікті техникалық көбік араластырғышқа салынады, оған көбікті бетондық қоспаның құрғақ компоненттері біртекті порциялармен салынады да, үздіксіз араластырылады . Бұл араластырғыштың жұмыс мүшесінің айналу жиілігі 300 айн/мин-тан көп емес.

2)Жоғарыайналымды араластырғышты пайдаланатын «құрғақ минерализация» әдісі. Жоғарыайналымды араластыруды (1500 айн/мин) пайдаланғанда турбуленттік «құрғақ» минерализация процесі жүреді.

Бұл ретте А. П. Меркин пікірінше «бір ауа көпіршігі қатты фазаның бөлшектерімен жабылады, ал су көбіктен тартылады». Осылай бос судың еркін мөлшері бар тұрақтылығы жоғары көбікті бетондық масса түзіледі. Қатты фазаның ұсақ және гидрофильдік бөлшектері көбікті көпіршіктердің беткейінде сорбирленеді. «Ауа саңылауы – дисперсиялық орта» бөлімінің беткейіндегі ПАВ-тың қатты қанығуына байланысты саңылаулар беткейінің қабырғалары тегіс, әрі жылтыр болып қалыптасады. Қалыңдығы 12-30 мкм болатын тығыз саңылау жанындағы қабат қалыптасады – бұл нығаю зонасы. Эксплуатациялық жүктемелердің жағдайларында бір саңылаудың көлемі көбікті бетонға арка ретінде түседі, ал көбікті бетонның саңылау жанындағы «құрғақ минерализацияның» тығыз қабаты конструкцияның армирленген төменгі қабаты ретінде бола алады [9, 7-9 б.].

Сурет 1- Құрғақ минерализация әдісімен дайындалатын көбікті бетонның сызбанұсқасы

Көбіктің құрылымы және технологиялық сипаттамалары оның еселігіне тәуелді қатты өзгереді. Тиісінше көбікті бетонның сипаттамалары көбіктің сапасына және қасиеттеріне тәуелді болады.

Сондықтан «құрғақ минерализацияда тек төменеселі көбіктер ғана» немесе көбікті бетон өндірісінде тек жоғары еселі көбіктер пайдаланылады» сияқты сөздерді зерттеуші де, тәжірибеші де қабылдай алмайды, өйткені мұндай еселікті көбіктің құрылымы қатты өзгереді, бұл әрине болашақ көбікті бетонға әсер етеді.

Құрғақ минерализациялау әдісімен дайындағанда аз еселенген көбікті қолданады. Көбікті қоспаға ақырындап жылдамдықты арттыра отырып, араластыра отырып құрғақ компоненттерді қосу арқылы тұрақтандырады. Бұл әдіс тығыз тесіктердің аралықтарын су мен цемент қатынасының төмен қатынасы мен тұтқыр және кремнеземді компонентті алуға мүмкіндік береді. Көбікті бетонды қоспаның қасиеттерін анықтайтын негізгі өлшемдер, кейін көбікті бетонның өлшемдеріне айналады. Бұл әдісті қолданған кезде құрылғылардың келісілген түрде жұмыс атқаруы маңызды. Бұл әдісті дұрыс пайдаланған жағдайда жоғарғы сапалы көбікті бетон қоспасын алуға мүмкіндік берді.

Еселігі 2-6 болатын төменеселі көбіктер (кейде оларды «дымқыл көбіктер» деп атайды) саңылауларының пішіні сфералық болады, қатты құрылымдық қаңқасы болмайды, аққыштығы жоғары, ал суы артық болады. Осындай көбіктер көбіктүзушінің минималды мөлшерлерінен де (суға қатысты шамамен 0,5 %) дайындалады, сондықтан ПАВ-тың цемент гидратациясының кинетикасына әсері минималды болады [4].

Төменеселі көбіктер өте тұрақсыз болады. Бірақ осындай төменеселі көбікке минералды ұнтақты (толтырғыш және/немесе цемент) қосқанда, синерезис (сұйықтықтың көбіктен ағуы) қатты баяулайды немесе мүлдем тоқтайды. Минералды ұнтақ Плато каналдарын жабады, сорбциялық процестердің (хемсорбциялық процестердің де; бұл өте маңызды, бірақ бұл туралы кейінірек айтылады) деңгейінде көбікті көпіршікті (кейде – «қаптау» дейді) нығайтады. Бұдан басқа, судың құрғақ қоспамен сорбциясы, оның сольваттық қабықшаларға байланысуы және гидраттық түзілістер жүйедегі «артық» судың мөлшерін төмендетеді. Осындай процестердің нәтижесінде көбікті-минералды массаның тұрақтылығы көбікке қарағанда, өте жоғары болады.

Осы процестердің ұзақ болғаннан ерекше жағдайлар қалыптасады; осы жағдайлардың қатысында ұсақ сфералық ауа саңылауларының айналасындағы қалың үлдірлер түріндегі артық сұйық фазаға (судың) байланысты төменеселі көбіктердің құрылымындағы қозғалғыштығы төмен сулықатты арақатынастарда да болатын көбікті-минералды массаның жоғары тұрақтылығын береді (В/Т < 0.5) [5, 11-15 б.].

Цементтік жүйеде су мөлшерінің азаюы белдесу мен қаттылауды үдететін қуатты фактор болғандықтан, осындай төмен В/Т (көбікті бетонды дайындаудың басқа тәсілдерінде оларға жету мүмкін емес болып табылады, мұнда олар В/Ц бойынша оптимумға жақын болады) көбікті қоспа өндірісінің циклын қатты қысқартуға (бұл үздіксіз циклды қондырғыларды қолдануға мүмкіндік береді), жылдамбелдейтін тұтқыр (соның ішінде гипстік пен «қопарылыстық») белдесуді үдеткіштерді (силикат-натрий композициялары) қолдануға мүмкіндік береді.

Көбікті бетон өндірісінің құрға минерализация әдісі жоғарыда сипатталған эффекттерге негізделген.

Құрғақ минерализация әдісінің технологиялық регламенті. Егер басқа әдістемелер бойынша су цементтік тас түзілетін химиялық реакция қатысушыларының бірі ретінде болса, және жеке ингредиент ретінде қосылса, онда құрғақ минерализация әдісі бойынша су жүйеге көбік құрамында енгізіледі. Осы әдіске байланысты төменеселі көбікке (көбік аз – су көп) тұтқыр заттың құрғақ қоспасын және толтырғыштарды енгізуге болады.

Құрғақ минерализация әдісінің басқа әдістерге қарағанда елеулі артықшылықтары көп, себебі көбік генерациясы және көбікті бетонның берілген тығыздығын қамтамасыз ету сияқты күрделі және құбылмалы технологиялық қайта қорыту процесі өте оңтайландырылады. Сондықтан көбікті бетонның өнеркәсіпті өндірісіне бағдарланған ірі өндірушілердің көпшілігі құрғақ минерализация тәсілі бойынша жұмыс істейді [6, 5-6 б.].

Классикалық әдіс те, баротехнология әдісі де бойынша көбікті бетонды жасау үшін пайдаланылатын жабдықты шығаратын өндірушілердің айтуынша осы тәсілдер ең таралған тәсілдер болып табылады. Олар бір жағынан дұрыс айтады. Әрине осындай жеке қондырғылары бар кішігірім өнеркәсіптерде де көбікті бетонды шығарады. Егер өндірілетін өнімнің көлемдерін санасақ, онда барлық көбікті бетонның 90 пайызы құрғақ минерализация әдісі бойынша өндіріледі.

Құрғақ минерализация әдісі бойынша көбікті бетонды (еселігі 6-ға дейін болатын) өндірудің өте маңызды факторы - шекті ыңғайлылығы және бүкіл жабдықтың бірыңғайлылығы.

Төменеселі көбіктің минерализациясы оның негізгі сипаттамаларын өзгертпей (басқа тәсілдерде сияқты), тек нығайтады (тартылған ауаның көлемі, саңылау кеңістігін ұйымдастыру сипаты, саңылаулардың пішіні), бұл көбік еселігін өзгерту есебінен көбікті бетонның эксплуатациялық сипаттамаларын өзгертуге мүмкіндік береді [7].

Еселігі 4-ке тең болғанда, тартылған ауаның көлемі шамамен 75 %-ды құрайды (бірдей өлшемді сфералық саңылаулар орамының теориялық шегі; осы пікір математикалық формулалармен дәлеледенген). Демек, осындай еселік саңылаулардың жабық құрылымы, ұсақкеуекті құрылымы және қалың тұтас саңылауларалық аралықтары (жанама жылуфизикалық қасиеттер , минималды суды сіңірудегі максималды жеткізілетін беріктік) бар конструкциялық-жылуоқшаулағыш көбікті бетонды алу үшін ең оңтайлы болып табылады. Көбіктің еселігі, әдетте 4, ал В/Т = 0.4–0.5 болғанда, тығыздығы 600–900 кг/м3 болатын көбікті бетонды алады [8, 56-58 б.].

Кесте 1-Еселігі бойынша көбіктің сипаттамалары:

Айта кететін тағы бір маңызды жайт (оны бастаушы өндірушілердің көбі және жарнамаға сенетін өндірушілер ескермейді): төменеселі көбіктердің саңылауаралық үлдірлері қалың болады. Ал ең қалыңдары – ауа көпіршіктерінің тораптарының арасында болады . Бұл фактор, сонымен қатар аралық саңылаулардың бір-біріне қатысты қатты орнықпауы ұсақталмаған компоненттерді қолдануға мүмкіндік береді. Бұл ірі құмды пайдалануға да мүмкіндік береді, өйткені ол қалың үлдірі бар көбікті көпіршіктерді жырта алмайды. Теориялық жағынан бәрі дұрыс. Және осы сұлба бізде де, шетелде де (мысалы, Орта Азияның барқанды ұсақталмаған құмдары пайдаланылады) іске асырылған. Бірақ іс жүзінде осындай мүмкіндікті пайдалануға болмайды дерлік.

Еселігі 4-тен жоғары болатын көбіктің сфералық саңылауларының құрылымы полифракциялық болып табылады – саңылаулар сфералық пішінін сақтайды, бірақ олардың өлшемі әр түрлі болады. Еселік өскен сайын полифракциялылығы да өседі.

Еселік 6-ға тең болғанда, саңылаулар орамының жеткізілетін тығыздығы 83 % -ды құрайды. Осындай көбікке енгізілген минералды қоспа осындай полифракциялылықты бекітеді, ал оның ақаулылығы және жетілмеген саңылаулық ұйымдастырылуы болашақ көбікті бетонға өтеді. Көбікті бетон қатайғаннан кейін бұл ашық кеуектілікке әкеледі; түрлі өлшемді саңылаулардың жанасу зонасында саңылауаралық аралықтардың бүтінділігі бұзылу мүмкін. Көбікті көпірішіктер арасындағы сұйық фазаның жұқа қабаттары минералды ұнтақтың түйіршіктеріне дейін кішірейгендіктен , көбікті көпіршік тұтқы затпен минералданбайды және орнықпайды, нәтижесінде осындай кішкентай ақаулар түзіледі.

Осындай кішкентай ақаулар саңылауаралық аралықтардың беріктігіне қатты әсер етпейді (көбікті бетонның беріктігі азғантай төмендейді) , бірақ олар ашық кеуектілікті қалыптастырады – түрлі өлшемді жеке саңылаулар тұтас , бүтін саңылауаралық аралықпен бөлінбей, өзара қатынаса алады. Осыған байланысты көбікті бетонның су өткізгіштігі жоғары болады, және де жиіліктердің кең диапазонында болатын дыбысты жұтады.

Жоғарыда айтылғанды есепке алсақ, еселігі 6-ға тең болатын құрғақ минерализация әдісі тығыздығы 300–450 кг/м3 болатын аралықты көбікті бетон өндірісінде, сонымен қатар көбікті гипстік дыбыс жұтатын және дыбысоқшаулағыш плиталар өндірісінде кеңінен пайдаланылады.

Қаптау жасалатын құрылыс объекттерінде материал жұмысының иіліске қатысты сипаттамалары маңызды болады. Осы қолданыс аясында (жарнамалық БАҚ айтуынша барлық аяларда) көбікті бетонның түрлі текті әдістемелерін іске асыру маңызды болады, олар, ең алдымен иіліске беріктікті өсіруге бағытталған жөн (армирлеу, микроармирлеу, суда еритін полимерлерді енгізу және т.б.).

Еселігі 9-ға тең болатын көбіктің тартатын ауа мөлшері теория жағынан 89 % құрайды. Еселікті 14-ке дейін ұлғайту көбіктің ауа құрамын 93 % көтереді . Егер осындай көбікті минерализатормен бекітсек, онда тығыздығы 150–250 кг/м3 ( бұл ретте В/Т 0,5-0,6 деңгейінде сақталады) болатын, ерекше жеңіл жылуоқшаулағыш көбікті бетонды алуға болады [12, 11-22 б.].

Алайда, жоғарыда айтылғандай, ауа фазасының көлемін өсіру (көбік еселігін өсіру) осындай көбіктің саңылаулық ұйымдастырылуын нашар қылады – бұл жартылай немесе толығымен деформирленген сфералық көпіршіктердің қатты және тығыз орамына әкеледі, оларды көптеген жұқа қабаттар бөледі.

Осы саңылаулардың жанасу зоналарындағы қабаттар тегіс, әрі өте жұқа болады . Осындай өте жұқа қабаттарда цементті қалыпты гидратациясы үшін су жеткіліксіз болады. Бұдан басқа, көбікті көпіршікті «қаптау» үшін жұқа қабаттарға минерализатор ене алмайды .

Көбіктің саңылаулық ұйымдастырылуының осындай өзгерісі еселігі 9-ға тең болатын көбік кезінде байқалады, бұл көбікті бетонның құрылымын және беріктігін қатты өзгертеді. Сондықтан құрғақ минерализация үшін еселігі 9-ға тең және одан да жоғары көбікті пайдалану күрделі салдарға әкелу мүмкін. Көбікті көпіршіктердің төмен қозғалғыштығы және жұқа байланыс зоналардың көп болуына байланысты (мұнда минерализацияны жасауға болмайды) осындай көбіктер минерализация кезінде өздігінен ыдырайды, бұл В/Т > 0.7 көтеруге әкеледі. Осы жағдайдың бір шешімі – су қажеттілігі төмен болатын тұтқыр заттарды қолдану, мысалы, ВНВ (ВНВ-ды пайдаланыс жерлерінде дайындайды және қолданады, ұнтақтау кезінде ұнтақтаудың интенсификаторы мен дезаграгаторы ретінде суперпластификаторларды қосады. Отандық практикада нафталинформальдегидтер – С-3 класының суперластификаторын пайдаланатын технологиялық регламент жете өнделген ). Алайда осыған қарамастан, көбікті бетонның саңылауаралық аралықтары ақаулы болады. Олар енді қысылмай (жүктеудің кессондық сұлбасы), тек түсетін жүктемеден иіледі. Осыған орай беріктік қасиеттері төмен болады, өзін-өзі салмақ түсетін қасиеттері де төмен болады . Сондықтан еселігі 9-дан жоғары көбіктен алынған көбікті бетон әдетте тек «құйылған» көбікті бетонды жасау үшін пайдаланылады – қабырғааралық ойыстарда, көптесікті вибропрестелген тастардың бостықтарын толтыру үшін және т.б.

Еселікті әрі қарай өсіргенде (15-тен жоғары), көбіктердің құрылымы кеңістіктік-ұяшықты болады, олар көпжақты саңылаулардан тұрады , олар бір-бірімен жұқа бөлгіш үлдірлермен байланысып, жалпы қаңқаны құрайды. Осындай жоғарыеселі көбіктерде еркін сұйық фаза болмайды дерлік, сондықтан олардың құрылысы қатты болады, ал синерезистің болмауынан тұрақты болады (бірнеше тәулік бойы).

Еселігі 15-тен жоғары болатын көбіктердің саңылаулық ұйымдастырылуы болашақ көбікті бетонға өтеді, бірақ сұйық фазаның (судың) жетіспеушілігінен оны цементтік ерітіндінің құрамына енгізуге тура келеді. Бұл ретте алынатын көбікті бетонның тығыздығы көбік (құрғақ минерализация әдісі) еселігін өзгерту арқылы реттелмейді, жоғарыеселі көбіктің көлемі және тұтқыр заттың ерітіндісі арасындағы арақатынасты іріктеп алу арқылы реттеледі, немесе ерітінді қоспасына ауаны тарту процестерін моделирлеу арқылы реттеледі (баротехнология) [1, 61-65 б.].

ӘДЕБИЕТТЕР

1. Ружинский С. И., Портик А. А., Савиных А. В. Все о пенобетоне. Издание второе улучшенное и дополненное. Санкт-Петербург, Издательство ООО «Строй-Бетон», 2006, С. 61-69, 525-531.

2. Тихомиров В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения. М.: Химия. 1983. С. 11-16.

3. Меркин А.П., Кобидзе Т.Е. Особенности структуры и основы технологии получения эффективных пенобетонных материалов // Строит. материалы. 1988. № 3. С. 16–18.

4. А.с. №925043. Способ приготовления пеномассы. Меркин А.П., Румянцев Б.М., Кобидзе Т.Е. 1982.

5. Меркин А.П. Ячеистые бетоны: научные и практические пред) посылки дальнейшего развития // Строит. материалы. 1995. № 2. С. 11–15.

6. Меркин А.П., Румянцев Б.М., Кобидзе Т.Е. Поризация гипсовых вяжущих в технологии отделочных материалов // Строит. материалы и конструкции. Киев. 1985. № 1. С. 5–6.

7. А.с. №1524428. Способ изготовления теплоизоляционных изде 770 ₸ - Сатып алу

   Материал ұнаса әріптестеріңізбен бөлісіңіз

   Ватсапта бөлісу Телеграммда бөлісу Фейсбукта бөлісу Сілтемені көшіру
   Ашық сабақ, ҚМЖ, көрнекілік, презентация жариялап табыс табыңыз!

   Материалдарыңызды сатып, ақша табыңыз. (kaspi Gold, Halyk bank)

   Соңғы бір жылда:

   45 000 000 ₸

   Авторлар тапқан ақша

   Толығырақ
   Ресми байқаулар тізімі

   Республикалық байқауларға қатысып жарамды дипломдар алып санатыңызды көтеріңіз!

   Тізімді көру