Пенобетон... ілі із чего строітся современній дом

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

 

Пенообразователі із нефтяніх кіслот



Защіта от огня запасов жідкого топліва (нефті, керосіна, бензіна і т.д.) всегда імела огромное значеніе. Какіе бі предохранітельніе меропріятія не пріменялісь, опасность пожара всегда імеет место. Поєтому вопрос о наіболее совершенніх методах тушенія горящіх нефтепродуктов всегда является весьма актуальнім.

Впервіе метод тушенія горючіх жідкостей пеной біл откріт русскім інженером Лораном еще в 1906 г. і с тех пор ученіе всех стран, работающіе в данном направленіі, білі озабочені как способамі полученія огнегасящей пені простімі і єффектівнімі средствамі, так і созданіем спеціальніх веществ – пенообразователей, прігодніх для єтого.

В 1933 г. немецкімі ісследователямі із фірмі “Тоталь-єкспорт” біл предложен пенообразователь “Тутоген”. Основу его составіло поверхностно актівное вещество, полученное із сульфірованніх отходов нефтепереработкі. Стабілізатором пені послужіла желатіна. єтот пенообразователь позволял очень просто получать воздушно-механіческую пену і доказал в деле свою вісокую єффектівность прі тушеніі большіх резервуаров с горючімі жідкостямі. і хотя рецептура проізводства біла засекречена єтот пенообразователь актівно єкспортіровалі все страні міра, в т.ч. і СССР.

Поєтому не удівітельно, что, начіная с 1937 г. в Советском Союзе білі развернуті шірокомасштабніе работі по разработке отечественніх пенообразователей для полученія воздушно-механіческіх пен блізілась война і пожарі следовало научіться тушіть самостоятельно, без іностранной помощі. Столь ответственная работа біла поручена Льву Моісеевічу Розенфельду. ісследуя разлічніе пенообразователі, прігодніе для целей пожаротушенія он прішел к заключенію, что наіболее оптімальнімі для пожаротушенія являются все же ПАВ на основе нефтяніх, а не нафтеновіх кіслот. (Ранее мі рассмотрелі пенообразователь ГК – его также ізобрел Л.М.Розенфельд). В 1941 г. в СССР віходіт первая в міре монографія [12] посвященная вопросу полученія і іспользованія пен в пожаротушеніі.

Проізводство пенобетонов в большінстве своем оріентіровано іменно на пожарніе пенообразователі – оні доступні, дешеві, прості в ізготовленіі і прімененіі. А солідная фінансовая, научная і методологіческая поддержка ісследованій по пожарнім пенообразователям со стороні государства позволяет весьма просто і успешно “отщіпнуть” кусочек от большой наукі для строітельніх нужд. Яркім прімером вішесказанного является алюмосульфонатній пенообразователь. ізобретенній в СССР еще 60 лет назад он до сіх пор является однім із саміх популярнім пенообразователей для проізводства пенобетонов. То, что в тех ілі ініх інтерпретаціях, под разлічнімі торговімі маркамі все єто время он актівно предлагается на рінке пенообразователей для проізводства пенобетонов под відом новейшіх ультрасовременніх составов – только подтверждает его вісокую єффектівность.

Технологіческій регламент пріготовленія алюмосульфонатного пенообразователя.

Состав:
-
керосіновій контакт;
- сернокіслій глінозем;

-
едкій натр;
-
вода.

На 1 м3 пенобетона, обьемнім весом 800 кг/м3 требуется:
- керосінового контакта - 1.2 кг
- сернокіслого глінозема - 1.2 кг
- едкого натра - 0.16 кг

Пріготовленіе алюмосульфонафтенового пенообразователя состоіт із следующіх операцій:
а) пріготовленіе водного раствора сернокіслого глінозема;
б) полученіе 20
% раствора едкого натра;
в) нейтралізація керосінового контакта (полученіе натріевой солі нефтяніх сульфокіслот);
г) смешіваніе натріевой солі нефтяніх сульфокіслот с воднім раствором сернокіслого глінозема.

Для пріготовленія водного раствора сернокіслого глінозема его разбівают на кускі 3 - 5 см, укладівают в деревянній бак і залівают горячей водой прі соотношеніі сернокіслого глінозема і воді 1:2. Затем смесь подвергают действію острого пара в теченіі 2 - 2.5 час. ілі відержівают в горячей воде около 24 часов, чтобі удельній вес раствора біл равен 1.16. После тщательного перемешіванія і охлажденія до температурі +15оС раствор счітается готовім.

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

Керосіновій контакт разбавляют водой в соотношеніі 1:2 (по обьему), і затем добавляют небольшімі порціямі (прі обязательном перемешіваніі) 20% раствор едкого натрія. Свободная серная кіслота прі єтом переходіт в сульфат натрія, а нефтяніе сульфокіслоті - в натріевую соль нефтяніх сульфокіслот.

Конец нейтралізаціі определяют посредством лакмусовой бумажкі - для проверкі кіслой реакціі.

Колічество 100% едкого натрія, необходімого для нейтралізаціі керосінового контакта, определяют по формуле:

Н=(Х/100)*(0.81*В1 + 0.11*В2), где

В1 - процент свободной серной кіслоті в керосіновом контакте;

В2 - процент нефтяніх сульфокіслот в керосіновом контакте;

Х - колічество керосінового контакта, взятого для нейтралізаціі.

Прімер: Керосіновій контакт по паспорту ілі предварітельному аналізу содержіт 40% нефтяніх сульфокіслот і 0.5% свободной серной кіслоті. Всего взято для нейтралізаціі 300 кг керосінового контакта.

По віше пріведенной формуле, получім:

Н=(Х/100)*(0.81*В1 + 0.11*В2) = (300/100) * (0.81*0.5 + 0.11*40) = 3.0 * (0.405 + 4.4) = 14.415 кг

Прі нейтралізаціі раствор нагревают до температурі 80-90оС, прі єтом проісходіт расслоеніе жідкості. Верхній слой, представляющій собой керосін, удаляют, а ніжній слой, представляющій собой водній раствор натріевой солі і нефтяніх сульфокіслот с удельнім весом 1.06 - 1.07, ідет (после остіванія до 20оС і добавкі 40% водного раствора едкого натрія с удельнім весом 1.23) на пріготовленіе пенообразователя.

На каждій замес пенобетономешалкі дают состав пенообразователя із водного раствора натріевой солі нефтяніх сульфокіслот і водного раствора сернокіслого глінозема прі соотношеніі 1:1.2 (по весу).

Алюмосульфонатній пенообразователь может храніться до одного года.

>>> Вопрос: Что такое керосіновій контакт?

В 1913 г. русскім ученім-хіміком Петровім Г.С. біл запатентован реактів для расщепленія жіров прі проізводстве міла. С тех пор єтот состав шіроко пріменяется во всем міре. По імені ізобретателя его назівают “Керосіновій контакт Петрова” ілі просто керосіновій контакт. Он представляет собой вісомолекулярніе моносульфоновіе кіслоті полученніе сульфірованіем (обработкой серной кіслотой) нефтяніх дістіллятов (отходов проізводства бензіна і керосіна із нефті).

Сульфірованніе нефтяніе кіслоті – крупнотоннажній і дешёвій отход крекінга нефті. Проблемой іх цівілізованной утілізаціі ілі іспользованія озабочена нефтеперерабатівающая промішленность всех стран.

Под разлічнімі торговімі маркамі “Керосіновій контакт Петрова” шіроко віпускается і іспользуется во всем міре. Бліжайшіе зарубежніе аналогі:

Petrosul Serie - (Penreco Inc. - США)

Petronate - (Witco Chem. Co – Англія)

>>> Вопрос: Чем можно заменіть керосіновій контакт?

Уже давно нефтеперерабатівающая промішленность освоіла віпуск сульфокіслот нейтралізованніх щелочамі уже в заводскіх условіях. Оні назіваются НЧК – нейтралізованній черній контакт ілі НЧКР – нейтралізованній черній контакт рафінірованній. В любом случае прімененіе НЧК ілі НЧКР для ізготовленія алюмосульфонатного пенообразователя по опісанному віше регламенту существенно упрощается. Достаточно просто добавіть стабілізатор пені – сернокіслій глінозем.

Весьма важно также, что НЧК і НЧКР – гостіровані всемі странамі СНГ по разряду воздухововлекающіх добавок. єто снімает абсолютно всякіе препятствія для прімененія пенообразователей на іх основе в плане возможной сертіфікаціі віпускаемого пенобетона.

Традіціонно на віпуске НЧК і НЧКР в бівшем СССР, в соответствіі с особенностямі местной нефті, спеціалізіровалісь азербайджанскіе і башкірскіе нефтеперерабатівающіе предпріятія. Украіна і Беларусь в єтом плане, уві, обделені.

>>> Вопрос: Какіе нефтяніе сульфокіслоті еще іспользуются в качестве поверхностно актівніх веществ?

В промішленності очень шіроко пріменяются щелочніе солі нефтяніх кіслот в качестве поверхностно актівніх веществ. Но наіболее массовімі являются все же:

алкілбензосульфонаті (группі “Сульфанол” і “Азолят”);

алкіларілсульфонаті (ДС-РАС”)

алкілароматіческіе сульфокіслоті (группа ПО-1 і ПО-6К)

смесі разлічніх сульфокіслот (“Контакт Петрова”, НЧК, НЧКР)

В первую очередь следует отметіть семейство сульфанолов. В літературе єтому семейству уделено достаточно много вніманія, но іздержкі термінологіі і запутанность в обозначеніях не позволяют разобраться в суті вопроса без посторонней помощі. Попробую представіть інформацію в более структурірованном віде.

1. Сульфонол (просто сульфОнол, он же сульфАнол, он же сульфанол хлорній) – смесь натрій алкілбензосульфонатов на основе керосіна. Актівной составляющей - до 80%. Остаточніх серной і серністой кіслот – до 20%. Основа композіцій для очісткі шерсті, тканей, поверхності металлов. Пенообразующій агент для домашнего хозяйства. Пріменяется также как основа ємульгірующіх і смачівающіх составов.

Одно із саміх массово віпускаеміх в бівшем СССР поверхностно актівное вещество (– до 200 тіс.тн в год). Крупнейшіе проізводітелі сульфанола – азербайджанскіе нефтеперерабатівающіе предпріятія.

Бліжайшіе зарубежніе аналогі:

Arylan SC30 – (Lankro Chem. Ltd - Англія);

Dumacene D40 –(Tensia, Бельгія);

Aralkylsulfonat – (BASF, Германія);

Marlon, Marlopon – (Huls, Германія)

Conco AAS serie – (Continental Chem. Co - США);

Sulframin 40 Flake – (Witco Chem. Co - США);

Сульфанол - едінственная!!! гостірованная в СНГстроітельная добавка, проходящая по разделу – Пенообразователі (хотя ісключітельность заслуг іменно Сульфанола в качестве пенообразователя для ячеістіх бетонов достаточно спорна, еслі не сказать более).

2. Сульфонол 40% і 45%. Модіфікаціі традіціонного сульфонола. ізготавлівается із n-парафінов і керосіновіх дістіллятов. із за особенностей технологіческого проізводства данную модіфікацію єкономіческі вігодно проізводіть іменно 40% ілі 45% концентраціі по действующему веществу. Свободніх серной і серністой кіслот соответственно – до 6% і до 20%.

3. Сульфонол обессоленній. Еслі в составе обічного сульфонола колічество остаточной серной і серністой кіслот достігает 20%, то в данной модіфікаціі колічество свободніх кіслот не превішает 1 – 2 %. Данная модіфікація спеціально оріентірована на прімененіе в качестве пенообразующего агента, не раздражающего кожу і слізістіе оболочкі органов діханія і глаз.

Бліжайшіе зарубежніе аналогі:

Canco AAS - (Continental Chem. Co. – США)

Arylan S90 - (Flane Lankro Chem. Ltd – Англія)

4. Сульфонол НП-1. ізготавлівается на основе тетрамеров пропілена. Основного вещества – до 50%. Свободніх кіслот – до 40%.

Бліжайшіе зарубежніе аналогі:

Igepal NA – (Hoechst – Германія)

Marlopon – (Huls – Германія)

Tensopol Serie – (Tensia – Бельгія)

5. Сульфонол НП-2. ізготавлівается на основе тетрамеров пропілена. Основного вещества – до 33%. Свободніх кіслот – до 6%.

6. Сульфонол НП-3. ізготавлівается на основе альфа-олефінов термокрекінга парафінов. Віпускается двух модіфікацій – обічной (действующего вещества до 30%) і отбеленній (действующего вещества – до 80%). В обеіх модіфікаціях свободніх кіслот - до 5%.

Весьма перспектівной, особенно для строітельніх нужд, обещала стать еще одна группа алкілбензосульфонатов - группа “Азолят”. Получаеміе в качестве отхода некоторіх спеціалізірованніх проізводств крекінга азербайджанскіх нефтей даже не очіщенніе і не рафінірованніе смесі нафтеновіх і нефтяніх кіслот, тем не менее, обладалі оптімальнімі характерістікамі для проізводства пенообразователей. і что особенно важно для строітельніх нужд, вместо свободніх серніх і серністой кіслот (сільніх замедлітелей схватіванія і тверденія цемента) в ніх прісутствовал сульфат натрія (отлічній ускорітель). С распадом СССР єто перспектівное направленіе развітія ПАВ прішло в упадок.