ПЕРСПЕКТИВНАЯ ПЕНООБРАЗУЮЩАЯ ДОБАВКА ДЛЯ ЦЕМЕНТНЫХ СИСТЕМ

Ранее в работе [1] были рассмотрены условия получения и свойства раствора белкового пенообразователя, который предлагается в дальнейшем использовать в производстве пенобетонов. Указанный пенообразователь получен в результате гидролиза вторичных продуктов производства этилового спирта в присутствии гидроксида натрия. С целью удешевления стоимости белкового пенообразователя, в настоящей работе приведены результаты изучения процесса гидролиза послеспиртовой барды в присутствии гидроксида кальция (извести). Использование гидроксида кальция в качестве щелочного компонента обусловлено еще и тем, что работа с ним менее опасна, чем с гидроксидом натрия, с точки зрения техники безопасности. Кроме этого в силу малой растворимости извести в воде (0,17 г на 100 г воды при 20 ОC) ее концентрация в растворе в ходе гидролиза будет поддерживаться постоянной. Небольшое количество извести, которое будет содержатся в полученном растворе гидролизата, при необходимости, можно легко удалить путем ее нейтрализации малым количеством минеральной кислоты.

Разработка условий получения пенообразователя проводилась с использованием сухой зерновой послеспиртовой барды (ГОСТ Р53098-2008), поскольку в ней сдержится большее количество сырого протеина (около 27 мас. %) по сравнению с жидкой (около 2 мас. %) [2] и состав сухой барды более стабилен. В ходе работы варьировались такие параметры, как температура, продолжительность процесса гидролиза, содержание сухих веществ в водной суспензии и количество гидролизующего компонента. В результате исследований были установлены следующие наиболее оптимальные соотношения компонентов и условия получения пенообразователя: вода : сухая барда : гидроксид кальция (по массе) - 100,0 : 15,0 : 2,5; продолжительность гидролиза 150 - 180 мин при температуре среды 93 - 95 ОС. Содержание сухих веществ в полученном после фильтрования реакционной смеси растворе составило 8,4 %. Как известно, значительную роль в стабилизации пены белковых растворов играет рН среды. Так объем и стабильность пены достигают максималного значения в области рН, соответствующей изоэлектрическому состояния белка. Экспериментально установлено, что наиболее хорошие пенообразующие свойства раствора гидролизата получаются при рН среды равным 6,5 - 7,0 ед.. Минимальное значение концентрации раствора пенообразователя, при которой достигаются максимальная устойчивость пены (более 24 часов), минимальное водоотделение из пены (0 %) и хорошая кратность пены, оказалось равным 2,5 мас. % (Рисунок 1). В качестве стабилизатора пены был использован раствор сульфата железа (II).

Сравнение свойств пенообразователя полученного путем гидролиза послеспиртовой барды в присутствии гидроксида нария [1] и гидроксида кальция показывает, что в последнем случае гидролизат обладает более хорошими пенообразующими способностями. Кратность растворов гидролизатов определяли как отношение объема пены к объему водного раствора пенообразователя. Водоотделение определяли как количество вытекшего раствора из пены за один час (в процентах к исходному количеству взятого для испытания объема пено- образователя); устойчивость - время выделения из пены половины объема исходного раствора пенообразователя (ГОСТ 6948-81). Однократное замораживание-размораживание раствора пенообразователя не оказывает влияния на качество получаемой из него пены. Продолжительность хранения раствора пенообразователя в плотно закрытой таре составляет не менее трех месяцев (Табл.1). В присутствии антисептика (0,15 мас. % сульфата меди) продолжительность хранения возрастает вдвое.

Таблица 1 

Влияние продолжительности хранения (при 20 °С) белкового пенообразователя на свойства пены

 

Свойства пены	Продолжительность хранения, сут
		0	0	0	0	0	0	0	0	0	00	10	20
Краность,ед. (3% раствор)	5	6	6	6	6	6	6	6	6	6	5	4	4
Водоотделение, % (3% раствор)	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	3	4	4

 

Для использования гидролизата в качестве пенообразователя для получения пенобетона, кроме кратности и устойчивости пены нужно выяснить ее совместимость с цементной системой, которая оценивается коэффициентом стойкости пены в цементном тесте. В лабораторных условиях определение коэффициента стойкости проводили при смешении в течение 1 мин в равных объемах (1 л) цементного теста (В/Ц = 0,4) и пены, затем измеряли полученный объема поризованного теста. Объем полученной пеномассы деленный на 2 и дает коэффициент стойкости. Испытания показали малую усадку цементной массы в присутствии щелочного гидролизата, а коэффициент стойкости пены в цементном тесте оказался равным 0,92.

Предварительные опыты по влиянию полученного пенообразователя и известного пенообразователя «Пеностром» на прочность пенобетона при сжатии плотностью 800 кг/м3 показали идентичные результаты.

Таким образом, на основании вышеизложенных данных можно заключить, что путем гидролиза послеспиртовой барды в присутствии гидроксида кальция, можно получить недорогой и экологически безопасный пенообразователь, который по своим пенообразующим свойствам можно рекомендовать для применения в строительстве.

 

Список литературы

1.     Бузулуков В.И. Белковый пенообразователь для пенобетонов [Текст] / В.И. Бузулуков, В.Д. Черкасов, А.И. Емельянов, Н.П.Сыркина, С.О.Гарцева // Изв. вузов. Строительство. - 2013 - №7. - С. 23 — 27.

2.     Кайшев  А.Ш.  Изучение  биологически  активных  веществ,  содержащихся  в  отходах  спиртового производства / А.Ш. Кайшев, А.Ю. Айрапетова, Л.С. Ушакова, Н.А. Туховская, Н.Ш.Кайшева // Фармация. - 2011. -.№7. С.-7 - 10.