Ткач Е.В., Рахимов М.А., Иманов М.О., Кашаев К.А., Кононенко А.М.

Карагандинский государственный технический университет

Составы и способы приготовления гидрофобизирующих модификаторов типа МЖС для модифицированных бетонов

Уровень современного строительства, качество, эффективность и конкурентоспособность строительных объектов различного назначения обеспечиваются, в первую очередь, благодаря применению модифицированных бетона и железобетона, которые в ХХI останутся основными строительными материалами при строительстве не только жилья, но и промышленных объектов и сооружений, в частности в гидромелиоративном строительстве.

Модификаторы, введенные в малых количествах, существенно влияют на физико-механические процессы структурообразования материалов. Формирующаяся благоприятная структура позволяет значительно улучшить комплекс физико-технических свойств и повысить долговечность материалов.

В настоящее время модификаторы в основном завозятся из-за рубежа, так как их производство в республике не организовано. Поэтому в Казахстане применение эффективных модификаторов сдерживается из-за их дефицитности и высокой стоимости. Строительная химия в республике практически не развивается, хотя есть определенные предпосылки: имеются потребность и богатейшая сырьевая база, в частности побочные продукты нефтехимической, химической, масложировой и других отраслей промышленности.

Особенности бетона для мелиоративных конструкций по сравнению с другими видами (для промышленно-гражданского, дорожного и гидротехнического строительства) связаны со специфическими условиями его работы. В мелиоративном строительстве используются в основном тонкостенные конструкции (толщина бетона 5-15 см), которые подвергаются более жесткому воздействию, чем другие конструкции в тех же природных условиях.

Многофакторные условия агрессивности окружающей среды выражаются в резких температурно-влажностных колебаниях, высокой степени минерализации транспортируемой воды, коррозионной активности грунтовых вод, кавитационном воздействии водных потоков и других факторах.

Весь перечисленный комплекс в различных сочетаниях постоянно воздействует в конструкциях на железобетон, вызывая его повреждения, и снижает эксплуатационную надежность сооружений мелиоративного назначения. Кроме того, за последние годы наблюдается тенденция увеличения числа повреждений и отказов сооружений. При этом, как отмечается в технической литературе, сегодня строительный рынок может представить строительному комплексу широкий ассортимент высокоэффективных химических модификаторов для получения бетонов заданных свойств.

В данной работе предлагаются два способа получения комплексных модификаторов типа МЖС:

– в виде прямой эмульсии (жидкая отпускная форма);

– в виде гранулированного порошка ( твердая отпускная форма).

Составы гидрофобизирующих модификаторов типа МЖС в жидкой и твердой отпускной форме представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Составы гидрофобизирующих модификаторов типа МЖС

Наименование компонентов	Содержание компонентов, масс. %
	МЖС	МЖС-А
Жировой гудрон	0,5-0,8	5-6,2
Технические лигносульфонаты	0,8-1,2	3,0-5,0
Нитрит натрия	20-25	36-45
Зола-унос	-	37-45
Смола древесная омыленная	0,2-0,6	-
Вода	Остальное до 100%

Технологическая схема модификатора типа МЖС в жидкой отпускной форме представлена на рисунке 1.

1 – емкость жирового гудрона; 2 – емкость ЛСТ; 3 – емкость для смолы древесной омыленной; 4 – емкость для ускорителя твердения (нитрит натрия);

5 – емкость воды; 6-смеситель с подогревом; 7 – гомогенизатор (диспергатор) марки РПА (роторно-пульсационный аппарат); 8 – дозаторы; 9 –вентили;

10 – емкость готового продукта

Рисунок 1 – Технологическая схема приготовления гидрофобизирующего модификатора МЖС в жидкой отпускной форме

Способ приготовления гидрофобизирующего модификатора МЖС включает следующие технологические операции. Продукты предварительно разогретые до температуры 40-60^оС (температура нагрева зависит от температуры плавления гидрофобизатора), из емкостей 1 и 2 дозируются дозаторами 8 и совмещаются с половиной необходимой нагретой воды в смесителе 6. Далее полученную смесь диспергируют с помощью диспергатора РПА 7 в течение 1-3 мин (время диспергирования зависит от природы гидрофобизатора и эмульгатора и подбирается опытным путем). Эмульсия получается за счет интенсивных аккустических колебаний, сопровождающихся кавитацией и другими гидродинамическими процессами. По глобулярному составу полученные эмульсии, как правило, относятся к тонкодисперсным.

К полученной тонкодисперсной эмульсии добавляется вторая часть воды, необходимая для приготовления модификатора и предварительно разогретая смола древесная омыленная. Затем полученная смесь повторно подвергается диспергированию и транспортируется в емкость 10 для хранения готового продукта.

Технологическая схема приготовления гранулированного гидрофобизирующего модификатора МЖС-А включает следующие операции:

дозирование гидрофобизирующего и гидрофилизирующего ПАВ; совмещение ПАВ при температуре 40-60^оС в течение 5 мин; приготовление прямой эмульсии с помощью РПА; дозирование золы и дальнейшее перемешивание (гранулирование) полученной дисперсии в барабанном грануляторе до получения гранул с размером не более 5 мм. Для испарения излишней влаги в технологической схеме предусмотрена операция сушки.

В результате проведенных работ с применением метода математического планирования эксперимента определено оптимальное содержание модификатора 0,4% МЖС и 4,5% МЖС-А от массы цемента для получения бетона с заданными свойствами.