Пенообразователь «ПБ-Формула 2012» - отечественный инновационный продукт

  В.Ю.Гаравин, 

к.х.н., гл. инженер ЗАО «ЭГИДА ПТВ»

С начала текущего столетия, когда особенно активно стало развиваться производство неавтоклавного пенобетона, рынку было предложено огромное количество марок пенообразователей, которые, несомненно, являются самым главным после цемента компонентом и расходным материалом в технологии пенобетона. «Пенобетонщики» все пенообразователи привыкли делить на две большие группы: белковые (протеиновые) и синтетические (углеводородные). Деление это по большей части условное, т.к. компоненты, используемые для получения пенообразователей, подвергаются химическому превращению (читай направленному синтезу). А в органическом синтезе, продуктом химической реакции может являться как более сложное, так и более простое, чем одно из исходных соединений, вещество. Тем не менее, такая классификация прижилась и интуитивно понятна всем потребителям.

Следует отметить, что принятое сообществом производителей пенобетона деление пенообразователей на белковые и синтетические не случайно, и имеет под собой серьезные основания, связанные с технологическими особенностями их применения. Протеиновые пенообразователи предназначены для получения пены низкой кратности (в основном 15-20 ед. (т.е. масса 1 литра пены составляет 67-50 г) ). Для их вспенивания нужны специальные пеногенерирующие установки с принудительной подачей воздуха под высоким давлением в пеногенератор, где он смешивается с рабочим раствором пенообразователя. На выходе из пеногенератора получается так называемая компрессионная пена, которая подается в смеситель с цементным тестом для получения пенобетонной массы. Это так называемая классическая (двухстадийная) технология производства пенобетона. В других технологиях получения пенобетона (миксерной и баро-), где подъем пенобетонной массы происходит за счет быстрого вращения перемешивающего устройства различной конструкции, белковые пенообразователи не применяются, поскольку они либо не пенятся, либо пенятся недостаточно. Главное достоинство протеиновых пенообразователей заключается в возможности получать более прочный и более легкий пенобетон.

В отличие от протеиновых пенообразователей синтетические пенообразователи универсальны. Они образуют пену как в классической двухстадийной технологии, так и в миксерной и баро- технологиях. Синтетические пенообразователи менее «прихотливы» при использовании, лучше переносят циклы замораживания-размораживания, не портятся (не гниют) на жаре. Именно поэтому они широко применяются на практике. К этому следует добавить, что стоимость таких пенообразователей в разы ниже, чем протеиновых, да и оборудование для миксерной и баро- технологии дешевле.

За время, что прошло после начала производства самого успешного по объемам продаж и востребованности рынком синтетического пенообразователя для пенобетона «ПБ-2000», был накоплен богатый практический опыт его применения, объективно оценены его достоинства и недостатки. Фактически он стал негласным и достаточно высоким стандартом синтетических пенообразователей для пенобетона. При его разработке пришлось ориентироваться на характеристики импортных протеиновых пенообразователей, т.к. уже были сформулированы технические требования к ним и получаемой из них пене, а также  разработаны технологические нормы производства пенобетона с их применением и определены характеристики получаемого пенобетона. С одной стороны, это позволило существенно сократить сроки разработки рецептуры синтетического пенообразователя «ПБ-2000». С другой стороны, как выяснилось много позже, многие характеристики пены были заведомо избыточны (например, устойчивость собственно пены). Если для протеиновых пенообразователей устойчивость пены является их естественным свойством, то в случае синтетических пенообразователей необходимость повышения устойчивости пены требует введения в состав дополнительных (необязательных, как оказалось) компонентов, которые увеличивают стоимость продукта, усложняют технологию его производства и существенно повышают вязкость получаемой пенобетонной массы.

Принципы построения рецептуры, использованные при разработке пенообразователя «ПБ-2000», были впоследствии использованы при разработке другого известного продукта – пенообразователя «ПБ-Люкс». Он, естественно, унаследовал все недостатки своего прототипа.

Поворотным и принципиальным моментом в изменении идеологии формулирования синтетических пенообразователей для пенобетона стало совершенно естественное положение, высказанное д.т.н., профессором БГТУ им. В.Г.Шухова Коломацким А.С. В производстве пенобетона важна не собственно стойкость пены как таковая, а устойчивость пены в цементном тесте. И действительно, на практике мы никогда не сохраняем полученную пену сколь-нибудь длительное время. В классической двухстадийной технологии от момента получения пены до смешения ее с цементным тестом проходит не более нескольких секунд. В случае миксерной технологии пена вообще непосредственно образуется в цементном тесте и отдельно не существует.

Дополнительным фактором для разработки нового синтетического пенообразователя для производства пенобетона стал результат мониторинга поверхностно-активных веществ (ПАВ), предлагаемых на рынке в промышленных объемах. Были испытаны и выбраны принципиально новые перспективные компоненты для рецептуры пенообразователя, а в процессе лабораторных испытаний установлены оптимальные соотношения между компонентами.  По сравнению с  предшественниками рецептура пенообразователя «ПБ-Формула 2012» «очищена» от балластных и паразитных компонентов. За счет этого снижено отрицательное влияние пенообразователя на прочность пенобетона, увеличена стойкость пены в цементном тесте, а технологический цикл производства пенообразователя стал максимально коротким. 

Так появился на свет синтетический пенообразователь «ПБ-Формула 2012».

Синтетический пенообразователь для пенобетона «ПБ-Формула 2012» представляет собой синергетическую смесь анионактивных ПАВ со стабилизирующими и функциональными добавками. Используется в качестве основного порообразователя при производстве пенобетона. Продукт обладает высокими функциональными свойствами, что позволяет максимально снизить его расход и минимизировать вредное влияние на динамику твердения цемента. Характеристики пенообразователя представлены в таблице 1.

Таблица 1

Основные характеристики пенообразователя "ПБ-Формула 2012"

В таблице 1 представлен фактически сформировавшийся набор технических характеристик, присущий многим другим синтетическим пенообразователям. Для потребителя основной критерий – технологическая «надежность» пенообразователя и стабильность его производственных свойств от партии к партии. Одним словом, как учили классики марксизма-ленинизма, практика – критерий истины. Здесь следует обратить внимание на характер влияния жесткости воды на кратность и устойчивость пены, полученной из 4%-ного рабочего раствора пенообразователя «ПБ-Формула 2012».

Таблица 2

Зависимость кратности и устойчивости пены пенообразователя "ПБ-Формула 2012" от жесткости воды

Бросается в глаза аномальная зависимость этих характеристик, а именно: при повышении жесткости воды кратность и устойчивость пены растет. Это косвенным образом прогнозирует устойчивое поведение пенообразователя в цементном тесте, т.к. жесткость воды в цементном тесте весьма высока.

В лабораторных тестах пенообразователь «ПБ-Формула 2012» обеспечивал высокую устойчивость пенобетонной массы, исключал усадочные явления и неоднородность пенобетонной массы в объеме.

Полупромышленные испытания и апробация пенообразователя «ПБ-Формула 2012» проводились на производственной базе и при участии ООО ПСФ «Яросвет». Отмечена более высокая устойчивость (в 1,5-2 раза) пены «ПБ-Формула 2012» в цементном тесте в одинаковых условиях по сравнению с пенообразователями-предшественниками.

Первые же испытания коммерческой промышленной партии «ПБ-Формула 2012» подтвердили его закономерную «профпригодность», а чуть позднее сформировался список постоянных потребителей. В течение всего 2014 года наблюдался постоянный рост продаж. Для нас самым главным является то, что мы не получили ни одной рекламации от потребителей, касающейся качества пенообразователя. Напротив, все отмечают стабильность свойств «ПБ-Формула 2012» от партии к партии.

С применением пенообразователя «ПБ-Формула 2012» в подмосковье возведен опытный объект малоэтажного строительства на основе использования неавтоклавного монолитного пенобетона (мелкозернистого поризованного бетона) как универсального строительного материала, начиная от фундамента (пенобетон D-1600 кг/м³, В-12,5 (М-150 кг/см²), цокольных и межэтажных перекрытий Д-1400 кг/м³ и стен (для стен и перегородок использовался пенобетон Д-850 и Д-750), заканчивая мансардными панелями с монолитным наполнением теплоизоляционным пенобетоном Д-350 кг/м³[1].

Положительные отзывы на пенообразователь «ПБ-Формула 2012» получены от предприятия  ООО "АТК Строй". Компания творчески подходит к составам и рецептурам для производства пеноблоков, использует различные функциональные добавки, работает на критических режимах. Для нас важно, что здесь могли сравнить реальные свойства пенообразователя «ПБ-Формула 2012» со свойствами его предшественников в реальном производстве. Результаты испытаний весьма впечатляющи. Пенобетонная масса уверенно держит объем при использовании в баротехнологии давлений свыше 0,3 МПа, выдерживает низкие температуры после заливки в формы вплоть до отрицательных, а пенообразователь хорошо совмещается с добавками для пенобетона. В целом по совокупности технологических характеристик пенообразователь «ПБ-Формула 2012» находится на уровне лучших пенообразователей, а по стабильности характеристик от партии к партии превосходит их. С учетом рекомендаций специалистов ООО "АТК Строй" в рецептуру пенообразователя были внесены некоторые изменения, улучшающие его пользовательские свойства.

При испытаниях на Московском заводе строительных конструкций  ЗАО «Юникон-ЗСК», являющимся лидером по производству изделий из полистиролбетона, также были получены хорошие результаты. Пенообразователь «ПБ-Формула 2012» без каких-либо изменений технологического режима производства пенополистиролбетона был использован вместо штатного порообразователя. Отмечены небольшой расход пенообразователя «ПБ-Формула 2012», быстрый набор распалубочной прочности, хорошая конечная прочность готовых изделий.

Некоторые потребители использовали пенообразователь «ПБ-Формула 2012» для улучшения пенообразующих свойств своих композиций.

На сегодня мы констатируем, что пенообразователь «ПБ-Формула 2012» хорошо зарекомендовал себя в реальном производстве по сравнению с предшественниками, а потенциал его возможностей раскрыт еще не полностью.

Приглашаем все заинтересованные организации, не знакомые до сих пор с пенообразователем для производства пенобетона «ПБ-Формула 2012», присоединиться к армии его потребителей и открыть для себя его неоспоримые достоинства.