Марков С.В., кандидат технических наук, профессор Московского государственного строительного университета
Черкасов В.Д., доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой, член-корреспондент Российской академии архитектуры и строительных наук Ушкина В.В., аспирант (Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарёва)
БЕЛКОВЫЙ ПЕНООБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЯЧЕИСТЫХ БЕТОНОВ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ
Приводятся результаты исследования нового пенообразующего вещества на кратность и стабильность. Подобрана концентрация стабилизатора, определено оптимальное время выдержки раствора до вспенивания. Определено изменение свойств пенообразователя при хранении.
Ключевые слова: пенообразователь, ячеистый бетон, пенобетон, кратность, стойкость, здания и сооружения.
PROTEIN FOAMING AGENT FOR CELLULAR CONCRETE BUILDINGS
AND STRUCTURES
The results of investigation of new foaming agent in the multiplicity and stability are shown. Choosing the concentration of the stabilizer and determination the optimum exposure time solution before foaming are done. Changes in the properties of the blowing agent during storage are described.
Keywords: foaming agent, cellular concrete, foam concrete, multiplicity, stability, buildings and structures.
Получение пенообразователей на основе дешевого сырья с высоким содержанием белков является одним из перспективных направлений современного материаловедения [1]. Свойства модификатора при этом зависят от условий проведения гидролиза (время, температура, концентрация сырьевого материала, гидролизующего агента и т.д.).
В данной работе приведены результаты исследования свойств пенообразователя, полученного путем щелочного гидролиза мицелия гриба Geothrichium candidum. Гидролиз осуществляли по методике, основанной на способе, описанном в литературе [2]. Гидролиз вели в условиях периодического перемешивания при 93оС в течение 2 часов. Концентрация NaOH в растворе составляла 1 М. По окончании процесса раствор охлаждали и нейтрализовали 20% раствором серной кислоты до рН=7. Гидролизат фильтровали под вакуумом с использованием тканевого фильтра. Определение кратности вели по ГОСТ 6948-81. Поскольку устойчивость белковой пены может достигать 10 и более часов, вместо показателя устойчивости была определена стойкость пены как процент жидкости, выделившейся из пены за время равное одному часу. Поверхностное натяжение растворов пенообразователя измеряли методом наибольшего давления пузырьков на приборе Ребиндера. Пенообразователь представляет собой сложную смесь органических молекул с преобладанием пептидов различной длины, обладающую выраженной поверхностной активностью. Добавка способна снижать поверхностное натяжение на границе вода/воздух до 30,3 мН/м. Критическая концентрация мицеллообразования составила 2,5%. Кратность раствора исследуемой добавки достигает максимального значения на 15 минуте выдержки для растворов с концентрацией 2-2,5%, и на 30 минуте при концен-
трациях пенообразователя 3%. Максимальное значение кратности достигается раствором с концентрацией модификатора равной ККМ.
л g 14,0
о
-С Й 13,0
12,0
11,0
10,0
9,0
8,0
■2%
■2,5%
■3%
О 5 10 15 20 25 30
t выдержки, мин
Рис. 1. Зависимость кратности пены от продолжительности выдержки перед вспениванием и концентрации раствора пенообразователя.
В качестве стабилизатора был использован сульфат железа (II). В работе [3] было показано, что соли ионов металлов переменной валентности являются наиболее эффективными стабилизаторами пены для добавки полученной щелочным гидролизом мицелия P. chryso-genum. Наибольшая кратность раствора наблюдалась при концентрации стабилизатора равной 0,31 %, при этом отделение жидкости за один час было равно 0.
Замораживание раствора пенообразователя с концентрацией равной ККМ приводит к снижению его кратности на 10%, при этом стабильность пены не снижается. Хранение пенообразователя при температуре 2±2 оС в течение 60 суток приводит к снижению кратности раствора на 4,7% с 13,2 до 12,6. В процессе хранения возможно выпадение осадка сульфата натрия.
Вопросы добавок в бетоны и их физико-химические характеристики для строительных конструкций, а также работе пространственных систем зданий и сооружений рассматриваются также в научных работах [4-13].
Таким образом, достаточная кратность и высокая стабильность предложенной добавки, делает её применимой в производстве пенобетонов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Черкасов В.Д. Пенобетоны на основе пенообразователя из белков микробного синтеза. Получение и применение в строительстве / В. Д. Черкасов, Бузулуков В.И., Емельянов А.И. и др. - Саранск: Изд-во Мордовского ун-та, 2011.
2. Пат. 2141930 Российская Федерация, МПК6 С 04 В 38/10, С 04 И 24/14. Способ приготовления белкового пенообразователя / Соломатов В.И., Черкасов В.Д., Бузулуков В.И. ; заявитель Мордов. гос. ун-т им. Н.П. Огарева. - № 98107689/03 ; заявл. 21.04.98 ; опубл. 27.11.99, Бюл. № 33.
3. Киселев Е.В. Разработка пенобетонов низкой плотности на белковом пенообразователе : дис. ... канд. тех. наук / Е.В. Киселев. - Пенза, 2000.
4. Курбатов В.Л., Римшин В.И. Практическое пособие инженера-строителя. М; ТИД «Студент» 2012.
5. Бондаренко В.М., Римшин В.И. Усиление железобетонных конструкций при коррозионных повреждениях. М; МГАКХиС 2009.
6. Бондаренко В.М., Римшин В.И. Примеры расчета железобетонных и каменных конструкций. М; Высшая школа, 2007.
7. Казачек В.Г. и др. Под ред. Римшина В.И.. Обследование и испытание зданий и сооружений. М; Высшая школа, 2006.
8. Бондаренко В.М., Римшин В.И. Остаточный ресурс силового сопротивления поврежденного железобетона. Вестник Отделения строительных наук Российской академии архитектуры и строительных наук. 2005, №9.
9. Римшин В.И., Бикбов Р.Х., Кустикова Ю.О. Некоторые элементы усиления строительных конструкций композиционными материалами. Вестник Белгородского государственного технологического университета им В.Г. Шухова, 2005, №10, с. 381.
10. Нотенко С.Н. и др. Под ред. Римшина В.И., Стражникова А.М. Техническая эксплуатация жилых зданий. М; Высшая школа, 2008.
11. Кустикова Ю.О., Римшин В.И., Шубин Л.И. Практические рекомендации и технико-экономическое обоснование применения композитной арматуры в железобетонных конструкциях зданий и сооружений. Журнал «Жилищное строительство», 2014, №7, с.14-18.
12. Кустикова Ю.О., Римшин В.И. Напряженно-деформированное состояние базальтопла-стиковой арматуры в железобетонных конструкциях. Журнал «Промышленное и гражданское строительство», 2014, №6, с. 6-9.
13. Rimshin V.I., Larionov E.A., Erofeyev V.T., Kurbatov V.L. Vibrocreep of concrete with a nonuniform stress state. Life Sciense Journal, 2014, T.11, №11, с. 278-280.
14. Теличенко В.И., Король Е.А., Хлыстунов М.С., Завалишин С.И. Глобальные риски и новые угрозы безопасности ответственных строительных объектов мегаполиса. В сборнике: Городской строительный комплекс и проблемы жизнеобеспечения граждан Сборник докладов научно-технической конференции. 2005. С. 211-218.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.