Виробництво паперу практично безвідходне, оскільки нестандартну продукцію (як мокру, так і суху) переробляють на папір. Воду, яку вилучають з паперової маси, використовують знову для її приготування і лише ту, яка не містить волокон і очищена від шкідливих речовин, випускають в очисні споруди.
Розділ 2. Використання хімічних добавок в галузі будівельних матеріалів
2.1 Класифікація хімічних добавок
Введення добавок - один з найбільш ефективних факторів, що підвищують довговічність бетону. Дія різних типів добавок (пластифікуючих, повітрявтягуючих, комплексних) досить добре вивчене.
Добавки для бетонів - природні або штучні хімічні продукти, що вводяться у склад бетонів при їхньомувиготовленні з метою поліпшення технологічних властивостей бетонних сумішей, фізико-хімічних властивостей бетонів, зниження їх вартості.
ГОСТ 24211-91 класифікує всі добавки для бетонів. Залежно від призначення (основного ефекту дії) добавки для бетонів підрозділяють на види.
1. Регулюючі властивості бетонних сумішей:
• Пластифікуючі I групи (суперпластифікатори), пластифікуючі II групи (сильнопластификуючі), пластифікуючі III групи (середньопластифікуючі), пластифікуючі IV групи (слабопластифікуючі);
• стабілізуючі;
• водоутримуючі;
• поліпшуючі перекачність;
• регулюючі збережність бетонних сумішей;
• сповільнювачі тужавління;
• прискорювачі тужавління;
• поризуючі (для легких бетонів): повітряутягуючі, піноутворюючі, газотворні.
2. Регулюючі твердіння бетону:
• сповільнювачі тужавління;
• прискорювачі тужавління.
3. Підвищуючі міцність і (або) корозійну стійкість, морозостійкість бетону й залізобетону, що знижують проникність бетону:
• водоредуцируючі I, II, III і IV груп;
• кольматируючі;
• газотвірні;
• повітряутягуючі;
• підвищуючі захисні властивості бетону стосовно сталевої арматури (інгібітори корозії сталі).
4. Що надаютьбетону спеціальні властивості:
• Морозостійкі ( щозабезпечують твердіння при негативних температурах);
• гидрофобізиручі I, II і III груп.
2.2 Механізм дії хімічних добавок (сповільнювачі та прискорювачі тужавління)
Строки тужавління (час втрати пластичності) і швидкість твердіння (темп набору міцності) цементних розчинних і бетонних сумішей, у тому числі сухих будівельних сумішей, є основними характеристиками, що визначають умови їх застосування в будівництві. Строго кажучи, поняття "сроки тужавління" ставиться вийнятково до в'язкої речовини - портландцементу й визначається в тесті 1:0 (ГОСТ 310); для сумішей цементу із заповнювачами й наповнювачами користуються характеристиками: втрата пластичності, рухливості, удобоукладаймості.
Для характеристики втрати пластичності розчинних сумішей, отриманих затвором сухих будівельних сумішей, більш інформативне поняття "живучість (життєздатність) сумішей". Це поняття більш ємне й базується не тільки на визначеннічасузагустіннярозчинної суміші, але й на визначенні максимального часу, протягом якого розчинна суміш може бути використана без втрати властивостей, припускаючи можливість одержання із цієї суміші проектних показників готових виробів (розчинів) при використанні розчинної суміші в період, відповідний до часу її живучості. У цьомувипадку живучість характеризує не тільки часзагустівання суміші, але і є гарантією якості при довгострокових випробуваннях. Очевидно, що показники живучості суміші й швидкості набору міцності насамперед залежать від характеристик використаного в сухій будівельній суміші цементу, однак, далеко не вичерпуються цим фактором і залежать від значення В/Ц, співвідношення цемент:заповнювач:наповнювач, їх природи й гранулометрії, наявності в суміші домішних компонентів і функціональних добавок, і від умов твердіння (температури й вологості). Вплив цих факторів може привести до того, що суміш, виготовлена на основі нормально-тужавліючого цементу (45 хв.-10 час. по ГОСТ 10178) може стати як швидко-, так і повільно-тужавліючою. Проте, у тих випадках, коли сроки схоплювання (живучість) суміші виявляються неприйнятними, їх регулювання (уповільнення або прискорення) здійснюють шляхом регулювання процесу гідратації цементу. Цей підхід слушний і в тих випадках, коли потрібно підвищити, або, навпаки, понизити швидкість наростання міцності або абсолютне значення міцності цементних сухих сумішей. Поряд зі зміною складу суміші (співвідношення й виду заповнювачів і наповнювачів) і мінімізації значення В/Ц основним прийманням регулювання швидкості твердіння, як і у випадку регулювання строків схоплювання, є регулювання процесів твердіння цементу. Строки схоплювання й кінетика наростання міцності цементу, за інших рівних умов, залежать від його речовинного складу (співвідношення клінкер- мінеральні добавки), мінералогічного складу клінкера (насамперед від змісту фаз аліта й алюмінату), тонкощі млива цементу й змісту часток певних фракцій, змісту в цементі гіпсу, лужних з'єднань, домікових фаз та ін.
Однак, ці фактори складаються у виробника цементу, а споживач цементу не може на них впливати й ефективним способом регулювання цих характеристик цементу стає введення до складу, твердіючих цементних сумішей (сухих будівельних сумішей) добавок - регуляторів тужавління й твердіння цементу (прискорювачів або сповільнювачів). Такі добавки, стосовно до технології сухих будівельних сумішей, у якості відмітних ознак від добавок для традиційних розчинів і бетонів, повинні бути сухими, негігроскопічними й швидкорозчинними у воді. Необхідність введення до складу цементних сумішей прискорювачів тужавління й твердіння найчастіше виникає:
• для інтенсифікації твердіння сумішей, використовуваних при низьких і негативних температурах;
• при виробництві сумішей, призначених для ремонтних і відбудівних робіт;
• при виробництві сумішей для спеціальних робіт: торкрет-мас, набризкувальних- розчинів, ін'єкційних складів та ін.
• для прискорення обертаймості форм при виробництві виробів;
для ліквідації побічного ефекту сповільнення гідратації цементу при використанні функціональних добавок деякого типу (суперпластифікаторів, редіспергіруймих полімерних порошків, ефірів целюлози та ін.).Необхідність в сповільненні тужавління й твердіння цементу шляхом застосування добавок- сповільнювачів може виникнути при проведенні робіт у спекотну пору року або в гарячих цехах, при необхідності формування ослабленого ("жертвенного") шару при опоряджувальних роботах, при тампонуванні гарячих шпар та ін.
Добавки - прискорювачі тужавління й твердіння сухих сумішей на основі портландцементу найчастіше являють собою неорганічні солі, солі органічних кислот або продукти на їхній основі. Перелік солей - прискорювачів тужавління включає багато з'єднань: K2CO3, Na2SO4, NaAlO2, NaF, Na2O·nSiO2·mH2O, Ca(NO3)2, Li2CO3. У якості прискорювача тужавління використовують також форміати кальцію й натрію, щавлеву кислоту, технічні продукти, що містять алюмінати кальцію, оксиди й гідроксиды алюмінію. Оскільки в ряді випадків застосування прискорювачів тужавління приводить до деякої втрати кінцевої міцності виробів, вибір прискорювача тужавління є відповідальним розв'язком.
Загальною тенденцією в цей час є застосування речовин і з'єднань, що не містять хлору й шкідливих речовин, у тому числі зухвалих корозію встаткування або арматури, а також обмеження в ряді випадків застосування лужних з'єднань, що звичайно знижують марочну міцність цементних розчинів (бетонів).
Розповсюдженимприйманням скорочення строків тужавління сумішей на основі портландцементу євведення до їхнього складу алюмінатныхцементів(глиноземистих і високоглиноземистих), а також прискорювачів тужавління на основі g-Al2O3 [1].
Перелік добавок - прискорювачів твердіння, багато з яких є також прискорювачами тужавління, не включає класичний прискорювач твердіння СаСl2 через його гігроскопічність й обмеження, пов'язаних з негативним впливом іонів хлору на корозію арматур. Застосування в сухих сумішах інших відомих прискорювачів (наприклад, триэтаноламіна) неможливо, оскільки вони є рідинами. Через ці обставини список рекомендованих добавок - прискорювачів твердіння для сухих будівельних сумішей досить обмежений і включає форміат кальцію - СаС2Н2О4 (кальцієву суміш мурашиної кислоти), форміат натрію, нітрат кальцію, тіосульфат кальцію. Є відомості про використання в якості прискорювача твердіння роданіду (тіоцианата) кальцію - Са(NСS)2. Прискорювачем твердіння для алюминатних(глиноземистих) цементів і їх комбінацій з портландцементом, використовуваних у якості швидкотужавліючих композицій, є карбонат літію - Li2CO3. Діяперерахованих добавок більшою мірою проявляється в початковій стадії твердіння (1-3 сут.) і меншою мірою в тривалий термін (28 сут.). Добавками- Модифікаторами сухих будівельних сумішей, на відміну від індивідуальних хімічних сполук перерахованих вище, можуть бути комплексні добавки. По класифікації В.Г.Батракова такі речовини ставляться до поліфункціональних модифікаторів (ПФМ), основи технології й склад яких, стосовно до традиційних розчинів і бетонам, наведений в [2].
В останні роки інтенсивно розвивається напрямок, пов'язаний з застосуванням у якості поміцнювача розчинів і бетонів різних форм мікрокремнезему в активному стані. Це можуть бути синтетичні форми кремнезему, типу білої сажі та аэросила, а також промислові відходи у вигляді тонкодисперсного кремнезему або высококремнеземистогоскла (конденсований мікрокремнеземний пил), наприклад, золи віднесення від спалювання твердого палива на ТЕС, "мікрокремнезем" у вигляді продуктів сублімації при синтезі кремнію, карбіду кремнію, феросплавів і ін. Оскільки присутність активного кремнезему в сухій суміші збільшує водоцементноевідношення, цю добавку звичайно застосовують разом з водо понижувачами (суперпластифікаторами) у вигляді комплексних добавок. Певну перспективу застосування як добавок - прискорювачів тужавління цементу представляють активні форми глинозему й гідроксида алюмінію. Виробництво добавки на основі аморфного гидроксида алюмінію (АмГА) освоює ВАТ "Бокситогорский глинозем".