Пенокарбонат
Пенокарбонат приготовляется из извести-кипелки, песка (или трепела, золы электростанций, металлургического шлака и др.), пенообразователя и воды. Для получения стойкой ячеистой смеси в состав пенокарбоната рекомендуется вводить жидкое стекло (с удельным весом 1,36) в количестве 2% от веса извести.
В отличие от автоклавного пеносиликата в данном случае применяется немолотый песок крупностью не более 3 мм и вместо автоклавной обработки проводится карбонизация, т. е. обработка изделий углекислым газом (обычно от известковых печей).
Сущность карбонизации состоит в следующем. Известняк при обжиге превращается в известь (СаО-окись кальция), которая при реакции с водой образует гашеную известь — гидрат окиси кальция. Гашеная известь обладает свойством превращаться обратно в известняк, если ее соединить в присутствии воды с углекислым газом. Химические реакции, происходящие при этом, можно изобразить следующими уравнениями:
В естественных условиях процесс карбонизации может идти годами, искусственная же карбонизация продолжается 16-20 час.
При карбонизации происходят два явления: испарение воды с кристаллизацией Са(ОН)2 из насыщенного водного раствора и поглощение углекислоты гидратом окиси кальция с образованием СаСО, которое идет значительно медленнее вследствие образования на поверхности изделия в первый период поглощения углекислоты плотной пленки углекислого кальция (СаСО), препятствующей дальнейшему прониканию углекислого газа (СО) в изделие.
Карбонизация пористого камня (ячеистого бетона) происходит в более благоприятных условиях, чем плотного камня (силиката), так как пористая структура ячеистого бетона дает возможность углекислому газу быстрее проникать в изделие. Поэтому в данном случае известняк образуется как снару-жи, так и внутри изделия.
Оптимальная влажность пенокарбоната для более эффективного проникания С02 в изделия равняется 12-17% (по весу).
Добавка 15% трепела, взамен песка, увеличивает прочность пенокарбоната на 20.
Для производства пенокарбоната требуются известково-обжигательная печь, дробилка, мельница, пенобетономешалка и камера карбонизации.
Известняк со склада поступает в известе-обжигательную печь. Полученная известь-кипелка подается в камнедробилку для размельчения и затем в шаровую мельницу для тонкого помола. Молотая известь-кипелка направляется в бункер для извести над пенобетономешалкой.
Песок со склада после просеивания через сито с отверстиями 2-3 мм поступает в бункер для песка над пенобетономешалкой.
Отдозированные известь, вода и жидкое стекло подаются в растворный барабан пенобетономешалки и перемешиваются в течение 2 мин. Одновременно в другой барабан пенобетономешалки- пеновзбиватель- заливаются в отдозированных количествах пенообразователь и вода для приготовления пены.
После перемешивания в растворном барабане извести, жидкого стекла и воды туда же подается песок в нужном по расчету количестве, и смесь дополнительно перемешивается в течение 1-2 мин. После этого известково-песчаный раствор, а затем и пена выливаются в смесительный барабан пенобетономешалки, где снова перемешиваются в течение 2 мин.
В результате получается ячеистая смесь, которая выливается в расположенный под пенобетономешалкой бункер, а оттуда разливается в формы, установленные на вагонетках. После заливки форм , первого ряда на них устанавливают прокладки и второй ряд форм, затем третий и так далее до заполнения вагонетки форма-ми по габариту карбонизационной камеры. Затем заполняют формами следующие вагонетки, и составляется поезд, равный длине карбонизационной камеры.
Формы с ячеистой смесью предварительно выдерживают в течение 10-12 час, после чего направляют в карбонизационную камеру. Карбонизационная камера устраивается по типу пропарочной, только вместо паропроводов она оборудуется трубопроводами
для подачи углекислого газа и горячего воздуха. Ввиду того, что в карбонизационных камерах создается небольшое газовое давление (40-60 мм вод. ст.), ограждения камеры (стены, перекрытие, ворота) должны быть полностью герметизированы.
Крышка заполненной вагонетками камеры закрывается и туда подается углекислый газ из известеобжигательной печи. Процесс карбонизации продолжается 16-20 час,
По окончании процесса карбонизации в камеру через калорифер подается горячий воздух для подсушивания пенокарбонатных изделий. Подсушка продолжается 4-6 час. Затем крышку камеры открывают, и вагонетки с готовыми изделиями направляются в цех распалубки, откуда возвращаются в цех приготовления ячеистой смеси. Зимой распалубленные изделия выдерживаются в цеху 2-3 часа для остывания.
Пенокарбонат обладает следующими физико-механическими свойствами: объемный вес 800-1 000 кгм3; предел прочности при сжатии 25-40 кгсм2; коэффициент теплопроводности (в высушенном состоянии) 0,25-0,3 ккалм град час; коэффициент размягчения 0,8-0,85. Морозостойкость пенокарбоната характеризуется снижением прочности при сжатии на 20% после 25 циклов замораживания и оттаивания. Пенокарбонат хорошо обрабатывается и держит гвозди.
Стоимость 1 м3 пенокарбоната составляет примерно 80- 100 руб., капитальные затраты на строительство пенокарбонатного завода производительностью 50 тыс. м3 изделий в год 1-1,5 млн. руб.
Стена из пенокарбоната обходится значительно дешевле, чем из шлакобетонных камней, при одинаковом термическом сопротивлении.
Пенокарбонат может применяться в сельском строительстве, так как для его производства требуются только местные материалы: известь, песок и отходящие газы известеобжигательных печей. Промышленного применения этот материал пока еще не имеет, но его технология была проверена в 1952 г. в производственных условиях на Московском мелосовелитовом заводе. Проверка дала удовлетворительные результаты.