Определение свойств пены

12.3.1 Полученную пену в соответствии с пунктом 1 лабораторной работы испытывают для определения кратности, стойкости по количеству истеченной жидкости.

12.3.2 Определение свойств пены производят на приборе типа ЦНИИПС-1.

Прибор ЦНИПС-1 для определения свойств пены состоит из трех основных частей: сосуда, стеклянной трубки и поплавка. Сосуд имеет внизу отверстие. Стеклянная трубку диаметром 14 мми длиной соединена с отверстием сосуда и имеет внизу краник. Поплавок представляет собой круглую алюминиевую пластинку диаметром весом 25 г.Для определения устойчивости пену помещают в сосуд прибора и на её поверхности устанавливают поплавок. По шкале верхнего сосуда измеряется осадка пены, а по шкале бюретки (трубки) - объем жидкости, выделившейся из разрушившейся пены.

Рисунок 12.2. Прибор ЦНПС-I для определения качества пены:

1- стеклянный или целлулоидный сосуд; 2-стеклянная трубка; 3- поплавок; 4- шкала для замера высоты столба пены; 5- шкала для измерения отхода жидкости, полученной в результате разрушения пены.

12.3.3 Заполняют полученной пеной сосуд прибора ЦНИИПС-1, на поверхность пены устанавливается поплавок, оставшейся частью пены заполняют мерную емкость (предварительно определив массу емкости).

12.3.4 Определяют массу пены и плотность пены:

(12.2)

где т – масса пены;

V – объем пены в мерной емкости.

12.3.5 Определяют кратность пены

(12.3)

где k – кратность пены

ρ _в– плотность воды, г/л

ρ _п– плотность пены, г/л

12.3.6 По прибору ЦНИИПС-1 через каждые 5 мин после заполнения емкости прибора пеной фиксируют количество истеченной жидкости и осадку пены в мм.

Наблюдения осуществляют в течение 1 часа. Данные определений вносят в таблицу 12.2.

Таблица 12.2

№ п/п	ПАВ		Стабилизатор		Кратность пены	ρ пены, г/л	Осадка пены, мм	Кол-во истеченной жидкости, мм
№ п/п	Вид	Концентрация в растворе	КМЦ	Жидкое стекло	Кратность пены	ρ пены, г/л	Осадка пены, мм	Кол-во истеченной жидкости, мм

Пример расчета состава ячеистого бетона. Требуется получить ячеистый бетон с применением смешанного (цементно-известкового) вяжущего со средней плотностью 500 кг/м³ с возможно большей прочностью. Объем один замеса - 10 л.

Исходные материалы: портландцемент марки 500, молотая известь-кипелка активностью 70%, зола-унос (ρ_уд = 2,06 г/см³), порообразователь – алюминиевая пудра или КИСК, поверхностно-активное вещество – мылонафт, замедлитель скорости гидратации извести-кипелки – молотый двуводный гипс.

1. Пользуясь соответствующими формулами, подсчитываем расход материалов на 1 замес с учетом следующих исходных величин: К_с =1,1; С =1,5 и п =0,5, расплыв массы (текучесть раствора) должен быть равен 30 см. Опытным путем устанавливаем, что такая текучесть раствора имеет место при В/Т=0,64.

При применении данных материалов W =0,48 л/кг; для газобетона К= 1,39 л/г, а для пенобетона К =18 л/кг, или 0,018 л/г; а=0,85.

Установив эти величины, производим расчет расхода материалов:

Вяжущего..... Р_вяж= кг.

Извести...... Р_и = 1,8·0,5 = 0,9 кг.

Цемента...... Р_ц = 1,8 - 0,9 = 0,9 кг.

Кремнеземистого

компонента..... Р_к = 1,8·1,5 = 27 кг.

Молотого двуводного

гипса..... Р_г = 0,9 · 0,03 = 0,027 кг.

Воды......... В = (1,8 + 2,7) 0,64=2,88 л.

Пористость, которую необходимо создать с помощью порообразователя для получения заданной, средней плотности ячеистого бетона:

(12.4)

Зная пористость, определяем расход порообразователей: алюминиевой пудры

г; (12.5)

Мылонафтана для приготовления водно-алюминиевой суспензии:

Р_м=4,32·0,05=0,22 г; (12.6)

Водного раствора пенообразователя (пены) для пенобетона:

кг. (12.7)

2. Готовим пять замесов с В/Т, равным 0,60; 0,62; 0,64; 0,66 и 0,68. Допустим, что В/Т=0,64 оказалось оптимальным.

Приготовив еще пять замесов с различной температурой, определяем, что при температуре 40°С наблюдалось максимальное вспучивание массы.

3. С целью установления оптимального соотношения между кремнеземистым компонентом и вяжущим веществом готовим пять замесов при В/Т=0,64 и при температуре раствора 40°С, при этом принимаем величину Св следующих пределах: 1,0, 1,25; 1,5; 1,75; 2,0.

Предположим, что после испытания образцов на прочность состав с С=1,5 показал наибольшую прочность.

4. По фактическим значениям после проведения соответствующих измерений уточняем величины W, Кси α.

Допустим, что фактические замеры показали, кг/л:

Плотность раствора...........ρ_р = 1,45.

Средняя плотность газобетонной

смеси...................... ρ_я =0,775

Средняя плотность пеиобетонной

смеси..................... ρ_я = 0,808

Средняя плотность бетона в сухом

состоянии................... ρ_сух = 0,544

Поскольку ячеистый бетон получился тяжелее заданного, то в его состав необходимо внести коррективы.

Величину удельного (абсолютного) объема сухой смеси (W) уточняем по фактической плотности раствора:

л/кг. (12.8)

Фактически полученную пористость (П_г) рассчитываем по фактической плотности раствора и по средней плотности полученной ячеистой смеси за вычетом массы пенообразователя, то есть если средняя плотность пенобетонной смеси равна 0,808, то без учета массы пенообразователя она будет равна 0,808-0,333= 0,775.

- для пенобетона (газобетона). (12.9)

Затем уточняем коэффициент использования порообразователя. Определяем α для газобетона, для чего предварительно вычисляем фактический объем газобетонной смеси по ее массе и средней плотности:

л. (12.10)

Тогда коэффициент использования порообразователя (ПАК-3)

(12.11)

Определяем а в пенобетоне, предварительно вычислив объем пенобетонной смеси без учета объема пены:

л. (12.12)

(12.13)

Уточняем величину коэффициента связанной воды

(12.14)

5. По уточненным значениям К_с, W, П _г и α производим окончательный расчет расхода порообразователей.

Требуемая величина пористости составит

(12.15)

Расход ПАК-3 на 1 замес по уточненным данным

г. (12.17)

Расход рабочего раствора КИСК по уточненным данным

кг. (12.18)

Таблица 12.3

Окончательные данные по составу ячеистого бетона рекомендуется записывать по следующей форме:

Наименование материалов	Расход материалов, кг
Наименование материалов	на 1 замес	на 1 м³
Вяжущее	1,8	180
Известь	0,9	90
Портландцемент	0,9	90
Кремнеземистый компонент	2,7	270
Молотый двуводный гипс	0,027	2,7
Вода (общее количество)	2,88	288
Газообразователь (ПАК-3), г	4,75	475
Пенообразователь (рабочий раствор), кг	0,367	36,7
Поверхностно-активное вещество для приготовления водно-алюминиевойсуспензии (Р_п 0,05), г	0,24	24