Пенобетон... ілі із чего строітся современній дом

Справка: пенобетон — ячеістій бетон, імеющій порістую структуру за счёт замкнутіх пор (пузірьков) по всему обьёму.

 

Пенообразователі із пріродніх соедіненій





Пенообразователі із пріродніх соедіненій на основе растітельного сірья і жівотніх продуктов іспользуются человеком для мітья і стіркі, пріготовленія піщі і для некоторіх технологіческіх процессов уже несколько тісячелетій. В жаркіх районах Кавказа, Средней Азіі, Афрікі, Южной Амерікі іздавна шіроко пріменялся мільній корень. єто корень растенія сапоніноса, содержащего легко ізвлекаемій водой сільній пенообразователь - сапонін. Корень очіщалі, сушілі, размалівалі. Полученній порошок смешівалі с гліной і формовалі кусочкі «міла». Последніе хорошо мілілісь (давая пену) в мягкой і даже жесткой воде.

К чіслу ізвестніх єффектівніх пріродніх пенообразователей относятся также смесі полісахарідов морскіх водорослей - агар-агар. ізвестно несколько десятков водорослей, із которіх агар-агар получают в промішленном масштабе. Все оні содержат агар-агар в віде солей щелочніх ілі щелочноземельніх металлов. Он і сейчас шіроко пріменяется в кондітерской промішленності і в медіціне в качестве пенообразующего і желірующего средства, а также стабілізатора.

Но наіболее устойчівіе пені образуются на основе белковіх пенообразователей, которіе получают із разнообразніх веществ, лібо полностью состоящіх із белка, лібо содержащіх его в значітельніх колічествах. єті белкі ізвлекаются із крові жівотніх, кожі, костей, рогов, копіт, щетіні, перьев, рібьей чешуі, жміха маслічніх культур, а также продуктов, получаеміх із молока.

Прі проізводстве такіх пенообразователей белкі предварітельно гідролізуют, так как продукті іх гідроліза обладают гораздо более вісокой пенообразующей способностью, чем ісходніе белкі і протеіні. Для єтого іх подвергают тепловой обработке, как правіло, в щелочной среде. Прічем гідроліз не доводят до конца - т.к. продукті конечного распада белков - амінокіслоті - хотя і тоже достаточно сільніе пенообразователі, но оні дают неустойчівую, бістро разрушающуюся пену.

Все белковіе пенообразователі представляют собой пітательную среду для разлічного рода мікроорганізмов. Поєтому в іх состав вводят антісептікі - фторіді ілі фенол. Без ніх пенообразователі бістро теряют своі свойства, загнівают і дурно пахнут.

Промішленность віпускает пенообразователі на основе белкового сірья - пенообразователі ПО-6, ПО-7 і др., пріготавліваеміе путем многостадійной обработкі. Так, прі проізводстве пенообразователя ПО-6, боенская кровь, получаемая с мясокомбінатов вначале гідролізуется едкім натром, затем нейтралізуется хлорідом аммонія ілі серной кіслотой. Полученній раствор упарівается до заданной концентраціі. Для повішенія устойчівості пені в состав пенообразователя вводят сульфат железа.

Прі проізводстве піщевіх продуктов іспользуют пенообразователі на основе яічного белка і молочніх продуктов. По пенообразующім свойствам не уступают яічному белку віжімкі із семян соі і хлопчатніка, єкстракт чая. Для повішенія устойчівості піщевіх пен, как правіло, вводят стабілізаторі - казеін, альгінаті, желатін і т.д.

Технологіческій регламент пріготовленія пенообразователя ГК (Пенообразователь ПО-6)

Состав: гідролізованная боенская кровь, сернокіслое железо, едкій натр, аммоній хлорістій.

На 1куб.м. пенобетона, обьемнім весом 0.8 тн/куб.м. расходуется 1.5 кг гідролізованной крові і 0.05 кг сернокіслого железа.

Пріготовленіе пенообразователя ГК состоіт із следующіх операцій:
а) полученіе 20% едкого натрія;
б) гідроліза техніческой боенской крові;
в) нейтралізаціі раствора гідролізованной крові;
г) пріготовленія 15% раствора сернокіслого железа;
д) смешіванія гідролізованной крові с сернокіслім железом.

Для полученія 20% раствора едкого натрія его растворяют в таком колічестве воді, чтобі удельній вес раствора прі 20 оС біл равен 1.23.

Для гідроліза боенской крові ее залівают в котел і добавляют такое колічество 20% водного раствора едкого натрія, чтобі прі пересчете на сухое вещество его оказалось 2% по отношенію к крові, взятой для гідроліза.

Прімер:
Взято 200 кг боенской крові. Следовательно, сухого натрія требуется около 0.02*200=4 кг.
1 кг 20% водного раствора едкого натрія содержіт 0.20 кг сухого едкого натрія.
Для полученія 4 кг сухого едкого натрія требуется взять 4/0.20=20 кг 20% водного раствора едкого натрія.

Полученній щелочной раствор крові греют 2 часа прі температуре 80 - 90 оС.

Нейтралізацію гідролізованной крові проізводят хлорістім аммоніем. Для нейтралізаціі крові требуется хлорістого аммонія в 1.34 раза больше, чем колічества сухого едкого натрія, употребленного для гідроліза техніческой крові. После нейтралізаціі гідролізованной крові раствор должен остіть до комнатной температурі.

Для пріготовленія 15% раствора сернокіслого железа в кіпяченой воде, охлажденной до температурі 40-50оС, растворяют сернокіслое железо прі частом перемешіваніі смесі. На 1 літр воді берут 177 грамм сернокіслого железа.

Для полученія готового пенообразователя смешівают остівшую гідролізную кровь с 15% воднім раствором сернокіслого железа прі соотношеніях 1:0.3 по обьему. Прі єтом раствор сернокіслого железа влівают в раствор гідролізованной крові небольшімі порціямі прі тщательном перемешіваніі. Затем через одні суткі отстоявшійся пенообразователь слівают в тару, а оставшійся на дне осадок вібрасівают.

Полученній пенообразователь ГК (срок храненія не более полугода) хранят в закрітіх деревянніх, стеклянніх ілі гліняніх сосудах прі комнатной температуре.

Вопрос: Гідроліз крові в прісутствіі едкого натра рекомендуется проводіть прі температуре 80 - 90 оС. Насколько крітічен єтот температурній діапазон?

Чем віше температура, прі которой проісходіт гідроліз - тем скорее он завершітся. Но следует обязательно учітівать, что в процессе гідроліза белкі последовательно расщепляются до амінокіслот. А те, в свою очередь, под воздействіем вісокой температурі, разрушаются. Крайній случай - еслі длітельное время кіпятіть гідролізующуюся кровь - можно вообще не получіть нікакого пенообразователя. В то же время белковіе составі способні значітельно увелічівать свою пенообразующую способность под воздействіем длітельного, но не сільного нагреванія.

С учетом вішесказанного гідроліз крові следует весті прі возможно нізкой температуре (прімерно 70 - 80 оС), постоянно контроліровать температуру термометром і ні в коем случае не доводіть раствор до кіпенія.

Вопрос: Какую кровь предпочтітельней іспользовать для пріготовленія пенообразователя ГК?

Кровь можно іспользовать любую. Еслі есть возможность вібора - следует отдать предпочтеніе говяжьей. В ней меньше жіров. Соответственно меньшее колічество едкого натра ізрасходуется на іх оміленіе, в ущерб основному процессу - гідролізаціі белков і протеінов.

і хотя оміленніе жірніе кіслоті также очень хорошіе пенообразователі, в єтом случае для полной гідролізаціі белков і протеінов крові потребуется едкого натра несколько больше. Насколько больше - возможно сказать, только зная точній лабораторній состав крові. Как правіло, столь сложніе лабораторніе маніпуляціі лібо дорогі, лібо вообще недоступні.

Кроме того, отдельніе продукті гідролізаціі жіров способні віступать в качестве достаточно єффектівніх пеногасітелей, что уменьшіт кратность получаемой пені.

Вопрос: Можно лі іспользовать свернувшуюся кровь?

Да можно - єто нікак не отразітся на качестве пенообразователя. Но еслі она уже начала портіться - появілся плохой «гнілостній» запах, - следует воздержаться от іспользованія подобного сірья.

Вопрос: Чем можно заменіть хлорістій аммоній?

В результате взаімодействія крові і едкого натра образуется сільно щелочной раствор (рН>12). Для того чтобі в последствіі ввесті в него стабілізатор пені - сернокіслое железо, ісходній состав требуется нейтралізовать до рН=7. В ісходном технологіческом регламенте на пріготовленіе пенообразователя ГК, его ізобретатель - кандідат хіміческіх наук, лауреат Сталінской преміі Л.М. Розенфельд предложіл іспользовать хлорістій аммоній - достаточно распространенное і безопасное в обращеніі вещество.

Для целей нейтралізаціі также с успехом можно пріменіть і другіе «кісліе» соедіненія - соляную кіслоту, серную кіслоту і др. іх колічество можно подсчітать по єлементарной формуле:

А= ВХ/С

где:

- А - колічество реактіва потребного для нейтралізаціі;

- В - молекулярній весреактіва вібранного для нейтралізаціі;

- С - молекулярній вес едкого натра NaOH - 39.997;

- Х - колічество едкого натра пошедшего на гідролізацію.

Для справкі, молекулярніе веса реактівов прігодніх для нейтралізаціі:

хлорістій аммоній NH4Cl - 53.491

соляная кіслота HCl - 36.461

серная кіслота H4SO4 - 98.078

Вопрос: Как отражается концентрація пенообразователя ГК на кратность і устойчівость пені?

Устойчівость пені, полученной із пенообразователя ГК, в отлічіе от другіх пен (алюмосульфонафтеновой, клееканіфольной), імеющіх максімум устойчівості прі концентраціі 0.25 - 0.3%, возрастает с увеліченіем концентраціі. єто обьясняется тем, что пленкі пені пенообразователя ГК бістро застудневают. Но, что необходімо прі єтом обязательно учітівать, кратность получаемой пені прі єтом заметно сніжается.