Приготовление водоразбавляемых и порошкообразных гидрофобно-пластифицирующих добавок

Выпуск гидрофобно-пластифицирующих добавок для нужд строительства предполагается осуществить в ближайшем будущем на специализированных химических комбинатах. Но пока некоторые из этих добавок изготовляют на установках, находящихся в системе строительных организации.

Введение добавок ПЛВ с водой затворения при изготовлении бетонных (растворных) смесей не вызывает трудностей, когда строительную организацию снабжают водорастворимыми техническими ПЛВ, например мылонафтом. Однако большинство поверхностно-активных продуктов, которые в массовом количестве получают на современных нефтехимических комбинатах и нефтеперерабатывающих заводах, водонерастворимы. Для введения с водой затворения в бетонные (растворные) смеси необходимо эти продукты приводить в рабочее состояние. Для этого существуют способы, описываемые ниже.

Осаждение нерастворимого в воде продукта на каком-либо минеральном порошке

По этому способу при размоле, например, известняка к нему добавляют окисленный петролатум, асидол, модифицированные кубовые остатки СЖК. Получают гидрофобизующий карбонатный пластификатор и виде порошка, который вводят в бетонные или растворные смеси. Этот способ, разработанный на кафедре строительных материалов МИСИ нм. В. В. Куйбышева, нашел практическое применение при изготовлении сухих гидрофобизованных растворных смесей (работы В. И. Малина).

Омыление водонерастворимых продуктов

При обработке асидола, окисленного петролатума и подобных продуктов водным раствором, едкого натра получают водоразбавляемые вещества. Однако, как показывает практический опыт, осуществление процесса омыления вызывает ряд трудностей организационно-технического характера.

Сульфирование

Чтобы маслянистые и притом консистентные продукты ПЛВ перевести в рабочее состояние — водоразбавляемые жидкости, можно применять процесс сульфирования. Гак, возможность сульфирования кубовых остатков СЖК показана при исследованиях А. М. Орлоноп и МИСИ им. В. В. Куйбышева. Этот процесс, как показывают данные некоторых исследований, можно также использовать для превращения некоторых синтетических смол в жидкость, способную смешиваться с водой [9]. Таким образом, метод сульфирования исходных продуктов для получения пластификаторов бетона имеет достаточно общий характер и является перспективным при использовании на специализированных заводах.

Эмульгирование

Исследования авторов настоящей книги показали, что целесообразно получать водоразбавляемые гидрофобно-пластифицирующие ПАВ путем эмульгирования, совмещая этот процесс с введением гидрофилизующих составов (главным образом СДБ). Так получают комплексные гидрофобно-пластифицирующие добавки, состоящие из гидрофобизатора и гидрофилизатора.

При изготовлении эмульсионных составов типа гидрофобно-пластифицирующих добавок ист необходимости вводить специальные эмульгаторы, так как они уже находятся в виде лигносульфонатов в одном из компонентов добавки — в СДБ. Этот компонент выполняет несколько функций. Во-первых, способствует образованию самой эмульсии, обусловливая диспергирование таких вязких веществ, как кубовые остатки СЖК или битумы, на отдельные мелкие частицы — глобулы. Во-вторых, содействует закреплению этих глобул в жидкости, чем достигается агрегативная устойчивость эмульсии (стабильность во времени). В-третьих, присутствуя в достаточном количестве в гидрофобно-пластифицирующей добавке, служит ее важной функциональной составной частью.

В последнее время появился ряд работ, посвященных методу подбора эмульгаторов для получения эмульсий, основой которого является гидрофилыю-лннофильиын баланс (ГЛБ). Однако использование представлении о ГЛБ, а также многих других известных положений по теории эмульсии становится затруднительным и даже невозможным при изготовлении комплексных добавок типа КГПД, так как здесь эмульгаторы выступают далеко не как химические индивидуумы Кубовые остатки СЖК, а также СДБ содержат и своем составе различные эмульгаторы и к тому же, как показали опыты, антагонистического действия. Одни из них — гидрофобные, содержащиеся в кубовых остатках СЖК, способствуют образованию эмульсин типа вода в масле, другие же, представленные лигио-сульфонатами в СДБ, вызывают образование эмульсии масло в воде, поэтому при получении эмульсионной комплексной ГПД необходимо существенно ослабить влияние гидрофобных эмульгаторов и обеспечить преобладающее действие гидрофильных с тем, чтобы получить стабильную водоразбавляемую эмульсию, допускающую длительное хранение.

Как показали опыты, получение однородной и стойкой эмульсин типа масло в воде из кубовых остатков СЖК и СДБ достигается регулированием режима смешивания, температуры и других условий изготовления, которые будут указаны ниже при описании организации производства добавок па промышленных установках.

Следует отметить, что в эмульсиях, получаемых из примерно равного количества кубовых остатков СЖК и СДБ, при рассмотрении под микроскопом обнаруживается явление Броуна: частицы совершают зигзагообразные движения, внезапно отклоняясь от своего прямолинейного пути. Как известно, броуново движение — это тепловое движение очень мелких частиц, которые, однако, значительно крупнее обычных молекул. Такое движение свойственно коллоидным системам, размеры частиц которых меньше 0,2 мкм. Опыты также показали, что частицы битумной эмульсии не совершают броунова движения. Этого и следовало ожидать, так как глобулы битумной эмульсии обычно имеют размеры 5—50 мкм, т. е. они значительно крупнее коллоидных частиц. Таким образом, добавка КГПД представляет собой более тонкодисперсную систему, чем, например, битумная эмульсия (рис. 31).

Можно также получать высококонцентрированные эмульсионные добавки типа ГПД, что важно для практических целей. При высушивании эмульсин, изготовляемой из кубовых остатков СЖК и СДБ, образуется почти твердая масса, содержащая всего лишь около 0,5% воды. Такой продукт можно транспортировать в бумажных или полиэтиленовых мешках, а не и бочках. При добавлении воды вновь образуется жидкость.