Способи поризації матеріалу

Головна технологічна задача при виробництві високоефективних ТІМ – забеспечити їх високопористу будову з заданними характеристиками пористої структури. Для цього використовуються різноманітні способи поризації матеріалу, основними з яких є наступні: газо- й піноутворення, сухої мінералізації піни, підвищеного водозачинення, вигоряючих добавок та ін.

Спосіб газоутворення грунтується на виділенні газоподібних продуктів в об’ємі матеріалу, який перебуває у в’зко- чи піропластичному стані. Газоутворювачі вводять у сировинну суміш компонентів, які при визначенних умовах (хімічних реакціях, горінні) виділяють газ. Гази, прагнучи вийти з маси, утворюють пористу структуру матеріалу, яка фіксується внаслідок тверднення композиції. Таким чином поризують газобетони, ніздрювате скло газонаповнені пластмаси (пінопласти).

Як хімічні газоутворювачі найчастіше використовують алюмінієву пудру, карбонатні солі, кислоти. Друга група газоутворювачів хімічно не взаімодіє з основною масою, газ утворюється при термічному розкладі (органічні порофори, карбонати кальцію чи магнію, вода).

У першому випадку газоутворювачем може бути, наприклад, алюмінієва пудра. Газ виділяється в результаті взаімодії порошку алюмінію з гідроксидом кальцію:

2 Al + 3 Ca(OH)₂+ 6 H₂O = 3CaOAl₂O₃6H₂O + 3H₂­ (16.5)

У другому випадку можна використовувати, наприклад, порошок коксу, який при високих температурах вигоряє і виділяє вуглекислий газ.

Можливість використання того чи іншого газоутворювача визначається відповідними вимогами: газоутворення повинно бути рівномірним, максимально наближенним до теоретично можливого і протікати при оптимальній в’зкості спучуваних мас. Газоутворювачі повинні бути хімічно стійкими при зберіганні, нетоксичними і доступними.

Спосіб газоутворення широко використовується при виробництві газобетонів, ніздрюватого скла, деяких газонаповнених пластмас тощо.

Спосіб піноутворення грунтується на зниженні поверхневого натягу рідини (найчастіше – води) при додаванні до неї поверхнево-активних речовин (ПАР) – піноутворювачів. В результаті інтенсивного перемішування утворюється піна, яка потім змішується з поризуємою массою.

Найбільш розповсюдженими піноутворювачами є: солі високомолекулярних жирних кислот (натрієві та калієві мила), клеє-каніфольний і алюмосульфонафтеновий піноутворювачі та ін. Для підвищення пінявості до ПАР додають активатори піноутворення – це електроліти, домішка яких веде до зростання внутрішньої коагуляціїї піноутворювача, підвищення кількості піни та міцності плівок. При цьому суттєве значення має рН середовища, отимальні значення якого дорівнює рН = 8-10. Для підвищення стікості піни в піноутворювач додають стабілізатори піни – столярний клей, сірчанокислий алюміній, сінтетичні смоли тошо.

Спосіб піноутворення використовують для отримання пінобетонів, деяких газонаповнених пластмас і т. ін.

Спосіб сухой мінералізації піни включає виготовлення стійкої чистої піни, суху підготовку твердої сировинної композиції (наприклад, тонкий помел в’яжучого), поступове введення мінерального порошку в піну при безперервному перемішуванні піни – так званне бронювання піни. Остання технологічна операція – найбільш відповідальна, тому що при цьому можливе руйнування піни й піномаси.

Мінералізація піни грунтується на налипанні твердих мінеральних часток до бульбашок піни. Суха суміш при перемішуванні затягується усередину та розподіляється в водних прошарках піни між повітряними бульбашками. Після закінчення перемішування мінералізовані бульбашки образують суцільну ніздрювато-мінералізовану піну. Кожна бульбашка оточена великою кількістю твердих часток, які висмоктують воду з прошарків піни, внаслідок чого починається хімічна взаімодія води та, наприклад, цементу. Піномаса набуває міцності, яка зростає при подальшій тепловологовій обробці. Така технологія, наприклад, пінобетону дозволяє довести кількість води в системі до значень, близьких до теоретично необхідних для гідратаціїї цементу. Тому міжпорові перегородки пінобетону характеризуються високою щільністтю та міцністтю, що значно підвищує якість бетону вцілому.

Спосіб підвищеного водозачинення (водозамішування) грунтується на введенні надлишкової кількості води при виговленні формувальних мас і наступному ії випаровуванні із збереженням пористості внаслідок висушування. Щоб запобігти розшаруванню мас, використовують стабілізатори суспензії, наприклад рідке скло. Пористість регулюють кількістю води, що вводять. Спосіб підвищеного водозачинення (водозамішування) використовується у виробництві деревноволокнистих плит, жорстких мінераловатних виробів.

Спосіб потребує підвищених затрат тепла на сушку виробів і його доцільно використовувати за наявності дешевого палива.

Спосіб вигоряючих добавок заснований на утворенні пористості за рахунок вигоряння органічних добавок. Використовують для виготовлення пористих керамічних виробів. Для цього в якості добавок застосовують тирсу, тонкомелене вугілля, спучений зернистий пінополістирол і т. ін.

Пороутворювальні вогоряючи добавки заданної дисперсності рівномірно розподіляється у масі основної компоциції. З цієї маси формуються вироби і випалюються при температурі не нижче температури вигоряння добавки. Недоліком способу є невелика гранична пористість – 75-80%. Достоїнство способу – простота, відповідність розмірів часток вигоряючої добавки і пор.

Дата добавления: 2014-01-07