Температура замерзания нашатырного спирта
Как сделать незамерзайку в домашних условиях
В жизни любого автомобилиста бывают ситуации, когда жидкость в бачке стеклоомывателя закончилась, автомагазина поблизости нет, а нужно срочно ехать дальше. Прочитав статью, вы узнаете, как самостоятельно сделать зимнюю жидкость незамерзайку для стеклоомывателя.
На предприятиях для превращения летней жидкости в незамерзайку применяют:
- этиловый спирт;
- изопропиловый спирт;
- метанол (законом это запрещено, но все равно используют);
- аммиак;
- уксус.
Эти материалы снижают температуру замерзания жидкости для стеклоомывателей. Все они отличаются по цене, запаху и воздействию на человека.
Этиловый спирт, уксус и этиленгликоль в незамерзайке безвредны для человека и не обладают ярко выраженным неприятным запахом. Аммиак (нашатырный спирт) и изопропиловый спирт не представляют опасности для человека, но создают крайне неприятный запах, который сложно перебить отдушками и ароматизаторами. Изопропиловый спирт при превышении концентрации или частом использовании представляет опасность для лакокрасочного покрытия (ЛКП) кузова, а также пластиковых и резиновых деталей. Метанол представляет серьезную угрозу, ведь концентрация его паров свыше 1 мг/куб. метр воздуха опасна для человека. Аммиак (нашатырный спирт) и уксус представляют опасность для ЛКП автомобиля при частом использовании и высокой концентрации.
Как выбрать материал для незамерзайки
При выборе материала для незамерзайки на первое место выходят доступность и цена. Если вам доступен дешевый этиловый спирт (самогон, водка, спиртовые настойки и так далее), то есть смысл использовать его. Если вам доступен дешевый изопропиловый спирт, но нет недорогой отдушки или ароматизатора, то придется искать другой материал.
Если вы каким-то образом раздобыли метанол, розничная продажа которого запрещена в России и не боитесь отравления, то используете его на свой страх и риск. Если же вы берете все материалы в магазине или аптеке, то в первую очередь ориентируйтесь на безопасность и отсутствие неприятного запаха. В этом случае лучшим материалом для изготовления незамерзайки будут уксус, нашатырный и этиловый спирт.
Как приготовить незамерзайку самостоятельно
Для приготовления незамерзайки вам понадобятся:
- любая качественная жидкость для мытья посуды (можно использовать стиральный порошок, шампунь для автомобиля или средство для мытья окон);
- дистиллированная вода (ее продают в любом автомагазине);
- незамерзающий реагент.
Вот несколько рецептов, которые помогут вам сделать хорошую незамерзающую жидкость для стеклоомывателя:
- Возьмите 2 литра медицинского спирта (96%) и 2 литра воды. Добавьте 1 чайную ложку стирального порошка или средства для мытья посуды. Перемешайте жидкость. Температура замерзания такой жидкости не выше минус 30 градусов. Если вам не нравится сильный спиртовый запах, добавьте в незамерзайку ароматизатор для ванн (не на основе солей).
- Возьмите 1 литр аммиака (нашатырного спирта), 3 литра воды и 200 грамм уксуса. Добавьте 1 чайную ложку средства для мытья посуды. Перемешивайте осторожно, чтобы не появилась пена.
- Возьмите 1 пузырек любого недорого одеколона (тройной, Шипр и т.д.) и вылейте в 2 литра воды. Добавьте 2 литра уксуса (9%). Эту незамерзайку используйте только при температурах от минус 5 до минус 20. В противном случае запах уксуса будет очень сильным.
- Возьмите 1 бутылку средства для мытья окон с нашатырным спиртом, разведите с водой в соотношении 2:10. Добавьте туда 4 части аммиака и 1-2 части уксуса (6 или 9%). Температура замерзания такой жидкости около 20 градусов. Если температура на улице ниже, сократите количество воды на 2-3 части.
Экология СПРАВОЧНИК
Согласно ГОСТ 9—67 из синтетического аммиака вырабатывается аммиачная вода двух марок. Продукт марки А предназначен для сельского хозяйства, марки Б — для промышленности. Аммиачная вода обеих марок подразделяется на первый и второй сорта. В аммиачной воде первого сорта должно содержаться не менее 25% Nh4, в продукте второго сорта — не менее 22% Nh4.[ ...]
Плотность 25%-ной аммиачной воды при 20°С составляет 0,907 кг/м3, температура замерзания —50 °С. Аммиачная вода 22%-ная замерзает примерно при —33 °С.[ ...]
Общее давление паров аммиака и воды при 20 °С над 20%-ной аммиачной водой составляет 0,305 кгс/см2, над 25%-ной 0,455 кгс/см2.[ ...]
Растворимость аммиака в воде при обычных температурах сравнительно велика (табл. II-1).[ ...]
Важно, чтобы в каменноугольной аммиачной воде, применяемой в качестве удобрения, содержание цианидов и роданидов не превышало нескольких долей процента, так как при внесении в почву уже 4—9 кг/га роданистого аммония растения страдают, а при более высокой дозе погибают3,4.[ ...]
Принципиальная схема получения аммиачной воды из синтетического аммиака показана на рис. П-З. Газообразный аммиак подается под избыточным давлением 2 кгс/см2 из цеха синтеза аммиака (через распределительный щит) в колонну 3 тарельчатого типа с колпачками. Сюда же поступает газообразный амМиак со склада жидкого аммиака, выделяющийся при наливе последнего в цистерны.[ ...]
Продукционная 25%-ная аммиачная вода из колонны поступает в сборник 4, откуда перекачивается в хранилище 5. Отсюда аммиачная вода подается насосом по гибким шлангам в железнодорожные или автомобильные цистерны, в которых перевозится потребителю.[ ...]
Газообразный аммиак, выделяющийся при наливе цистерн, а также из хранилищ при длительном нахождении в них аммиачной воды, направляется в колонну 3 на абсорбцию водой. Склад аммиачной воды размещают около заводских железнодорожных путей, возле которых сооружается эстакада для налива цистерн5.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| П-З. Принципиальная схема получения аммиачной воды |
Аналогичные главы в дргуих документах:
Вернуться к оглавлениюХимические, физические и тепловые свойства аммиака (Nh4), он же холодильный агент R 717.
Химические, физические и тепловые свойства аммиака (Nh4), он же холодильный агент R 717.Химические, физические и тепловые свойства аммиака (Nh4) : холодильный агент R 717. По умолчанию при атмосферном давлении.
| Молекулярная масса | 17.2 |
| Удельный объем жидкого аммиака при НУ | 1.43 м3/кг, 23.0 футов3/фунт |
| Плотность жидкого аммиака при НУ | 686 кг/м3, 42.6 фунтов/фут3 |
| Плотность газа аммиака при температуре кипения | 0.86 кг/м3 |
| Плотность газа аммиака при температуре 15oC = 59oF | 0.73 кг/м3 |
| Удельный объем газа аммиака при 21oC = 70oF | 1.411 м3/кг |
| Давление насыщенных паров аммиака при 25oC | 1.0 (MН/м2=МПа), 145.4 psia |
| Отношение объемов равных количеств газа аммиака и жидкого аммиака при температуре 15oC = 59oF | 947 |
| Абсолютная вязкость газа аммиака при 0oC | 0.01сПуаз, 6.72 10-6 фунтов/(фут*с) |
| Абсолютная вязкость жидкого аммиака при -23oC | 245*106 Н*сек/м2 |
| Абсолютная вязкость жидкого аммиака при 27oC | 141*106 Н*сек/м2 |
| Абсолютная вязкость жидкого аммиака при 127oC | 38*106 Н*сек/м2 |
| Скорость звука в газе при 25oC | 415 м/с |
| Скорость звука в газе при 930 oC | 870 м/с |
| Скорость звука в жидком аммиаке при -33°C | 1729 м/с |
| Удельная теплоемкость жидкого аммиака при -23 °C | 4.52 кДж/(кг*°C) |
| Удельная теплоемкость жидкого аммиака при 27 °C | 4.75 кДж/(кг*°C) |
| Удельная теплоемкость жидкого аммиака при 127 °C | 6.91 кДж/(кг*°C) |
| Удельная теплоемкость газа аммиака cp при 15 °C | 2,175 кДж/(кг*°C) |
| Показатель (коэффициент) адиабаты газа аммиака cp/cv при 15 °C | 1.3 |
| Теплопроводность жидкого аммиака при -23 °C | 592*106 кВт/(м*°C) |
| Теплопроводность жидкого аммиака при 27 °C | 477*106 кВт/(м*°C) |
| Теплопроводность жидкого аммиака при 127 °C | 207*106кВт/(м*°C) |
| Теплопроводность газа аммиака при 0oC = 32oF | 0.026 Вт/мoC, 0.015 БТЕ/(час*фут*oF) |
| Температура кипения аммиака | -28oF, -33.3oC |
| Удельная теплота парообразования аммиака при температуре кипения | 1373 кДж/кг, 589.3 БТЕ/фунт |
| Температура замерзания (таяния) аммиака | -77.7oC, -107.9 oF |
| Удельная теплота плавления аммиака(таяния) | 332,3 кДж/кг, 143.0 БТЕ/фунт |
| Критическая температура аммиака - температура при которой жидкая фаза существовать уже не может | 271.4oF, 132.5oC |
| Критическое давление аммиака - давление насыщенных паров при критической температуре | 11.4 (MН/м2=МПа), 1650 psia |
| Критический удельный объем аммиака – объем вещества в его критическом состоянии, когда теряется различие в свойствах между жидкостью и ее паром | 0.00424 м3/кг, 0.068 футов3/фунт |
| Растворимость газа аммиака в воде при 0oC = 32oF. Размерность : объем газа/объем воды | 862 |
| Токсичность аммиака | опасен Аммиак относится к токсическим веществам. По ГОСТ 12.1.005-88 аммиак относится к IV классу опасности. Действие газообразного аммиака на человека характеризуется следующими показателями в мг/куб. м: порог восприятия обонянием ................................ 35 можно терпеть несколько часов без серьезных последствий ... 70 немедленное раздражение горла ............................ 280 немедленное раздражение глаз, обильное слезотечение и боль ..................................................... 490 ларингоспазм, сильные приступы кашля, головокружение, боль в желудке, рвота. После этого в течение нескольких часов могут наблюдаться непроизвольные глотательные движения. Ларингоспазм может привести к мгновенной неспособности дыхания. Затруднение дыхания будет наблюдаться в течение нескольких часов. Возможен отек легких ............................................. 1200 получасовая экспозиция может быть смертельной ........... 1700 смерть в результате прекращения дыхания и сердечной слабости ......................................... 3000 - 3500 Жидкий аммиак вызывает ожоги, а его пар - эритемы кожи. Предельно допустимые концентрации аммиака (ПДК), мг/куб. м: в воздухе рабочей зоны производственного помещения ..... 20 в атмосферном воздухе территории промышленного предприятия ............................................. 7 в атмосферном воздухе населенного пункта ................ 0,2 в воде рыбохозяйственных водоемов ....................... 0,05 в воде водоемов санитарно - бытового назначения (по азоту) ........................................... 2 мг/л. |
| Воспламеняемость, температура самовоспламенения, взрывоопасность аммиака | Газ горючий. Температура его самовоспламенения в стальной бомбе, обладающей каталитическим действием, равна 650°С, теплота сгорания равна 20790 кДж/кг (4450 ккал/кг), минимальная энергия зажигания равна 680 мДж. Смесь аммиака с воздухом становится горючей при содержании в смеси 15-28 об.% аммиака (нижний и верхний концентрационные пределы распространения пламени). С увеличением температуры пределы распространения пламени расширяются и при 100°С они лежат в интервале 14,5-29,5 об.% аммиака. жидкость - прекращает горение при прекращении кипения ( тепла от сгорания паров недостаточно для поддержания горения) - трудногорючая В связи с низкой нормальной скоростью горения аммиачновоздушной смеси, составляющей всего 0,1 м/сек., аммиак не способен к диффузионному горению, то есть гаснет при удаленииисточника поджигания. При поджигании аммиака в неограниченном объеме ударная взрывная волна, способная причинить разрушения, не образуется. Однако аммиак является горючим газом и при его сгорании (с воздухом или кислородом) внутри замкнутого объема (оборудования или помещения) давление может повыситься в 6 раз, вызвав разрушение оборудования или здания и ударную волну от расширения сжатых продуктов сгорания. Поэтому для помещений, в которыхобращается аммиак, по пожарной опасности в соответствии с ОНТП 24 - 86 устанавливается категория A, наружные установки не категорируются. По ПУЭ взрывоопасные зоны с аммиаком внутри помещения имеют класс B-1б, на наружных установках - B-1г. Аммиачно - воздушная смесь по взрывоопасности относится к категории - 11A и группе - T1. |
| Взрывоопасные соединения аммиака | Контакт аммиака с ртутью, хлором, йодом, бромом, кальцием, окисью серебра и некоторыми другими химическими веществами может привести к образованию взрывчатых соединений. |
| Коррозионные свойства аммиака. | Аммиак взаимодействует с медью, цинком и их сплавами, особенно в присутствии воды; растворяет обычную резину. Стали в жидком аммиаке с содержанием воды меньше 0,2% веса в присутствии кислорода могут подвергаться коррозионному растрескиванию при температуре эксплуатации до минус 20 град. C |
Температура замерзания спирта
Свойства спиртных напитков всегда интересовали человека, ведь из-за особого состава они непохожи на все остальные жидкости, предназначенные для питья. Для того чтобы понять это, даже не нужно было знать формулы веществ. Как пример, историки знают об особенно холодных зимах в Европе по сохранившимся документам, где указано, что в погребах даже замерзало вино. Какова температура замерзания спирта и содержащих его напитков, тогда не было известно. В наши дни наука продвинулась вперёд и этот вопрос можно прояснить.
Этиловый спирт
Так как в алкогольных напитках (и прошлых столетий, и современных) содержится именно этиловый спирт, его свойства наиболее интересны не только химикам и физикам, но и всем остальным людям. Зная соотношение спирта и воды в напитке, можно рассчитать, при какой температуре он превратится в лёд и возможно ли это в бытовых условиях. 
Этанол – он же этиловый, винный спирт, метилкарбинол или же просто спирт – в стандартных условиях представляет собой бесцветную прозрачную жидкость. Он горюч и выделяет летучие пары. Вкус и запах продукта примерно представляют себе все. Одноатомный насыщенный спирт со знакомой со школьной скамьи формулой C2H5(OH) используется не только в производстве алкоголя, но и как топливо, растворитель, компонент дезинфицирующих средств и лекарств, в парфюмерии, пищевой и химической промышленности. В медицине применяется раствор спирта 96-ти или 70%, который должен быть предварительно очищен.
Как замерзает этиловый спирт
Замерзание – это тот момент, когда вещество меняет агрегатную форму, переходя из жидкой формы в твёрдую, кристаллическую. На этот процесс оказывают влияние состав и молекулярные свойства вещества, наличие в нём примесей, уровень атмосферного давления в момент охлаждения и другие факторы.
Что касается этилового спирта, то достигнуть этого состояния в естественных природных условиях на планете Земля ему не суждено: абсолютная температура замерзания спирта равна -117°C. По другим данным это показатель составляет -114 или 115°C. Вот какой продукт не боится никаких морозов, может, поэтому прочно ассоциируется с согреванием.
Спиртовые растворы
Спиртосодержащие напитки тоже устойчивы к холоду, но заморозить их всё же возможно – как вино из европейских погребов, которое фактом своего замерзания ясно говорило об экстремальных для тех широт и времени температурах. Всё дело в воде и других добавках, которые делают из чистого спирта раствор, разбавляя его концентрацию.
Раствор, в котором спирта в 2 раза меньше, чем воды, замерзает при -17°C. Если соотношение спирта и воды составляет 1:3, то его температура замерзания будет уже -11 градусов ниже нуля.
Водка представляет собой 40%-ный раствор спирта, то есть в ней 6 частей воды и 4 части спирта. Она замерзает при 25–29° ниже нуля. Если же напиток превратился в лёд при более высокой температуре, например, -20 градусах, это уже серьёзный повод усомниться в его качестве и составе. Водка, разбавленная пополам с водой, переходит в твёрдое состояние уже при -7,5°C.
При этом водка замерзает постепенно, но не так, как вода. Сначала она становится вязкой, желеобразной, а потом индевеет отдельными пластинами. Это связано с тем, что по мере замерзания в растворе увеличивается концентрация этанола, процесс отвердевания протекает неравномерно. Загустевшая водка не имеет характерного вкуса и запаха, за счёт чего пьётся легко, а потому очень просто увлечься экспериментом, перебрать с её количеством и получить серьёзное отравление. 
Пиво относится к слабоалкогольным напиткам, так как содержит мало этанола. И замерзает оно уже при -2 градусах, о чём знают все, кто хоть раз забывал пиво в морозилке, надеясь охладить его быстрее. Пить такой напиток не опасно, однако он может потерять во вкусовых качествах. То же самое относится и ко всем слабо- и среднеалкогольным напиткам: вину, вермуту, коктейлям.
Интересно, что сильное охлаждение играет существенную роль в приготовления ряда алкогольных напитков. Некоторые разновидности бренди и метаксу по технологии специально подвергают выдержке при -6°C в течение нескольких месяцев.
Другие разновидности спирта
Изопропиловый спирт используют в качестве заменителя этанола в косметике, парфюмерии, для производства растворителя, антифриза, для сварки оптических волокон и так далее. Замерзает при -90°C. 70%-ный изопропанол применяется в качестве антисептика, пропитывающего медицинские салфетки. Его температура замерзания выше, примерно -29 градусов.
Метиловый спирт (метанол, древесный спирт, метилгидрат) имеет формулу CH₃OH. Сильный растворитель, в основном используется для производства формальдегида. Метанол – опаснейший яд, причём даже в малых количествах. 60%-ный раствор метилового спирта замерзает при температуре -75,7°C, 20%-ный – при -15°C, 10%-ный – при 5,6°C.
Нашатырный спирт – это водный раствор гидроксида аммония. Известен своим резким запахом и способностью приводить в чувство при обморочном состоянии. Также его применяют для того, чтобы вызвать рвоту при отравлении алкоголем: нужно выпить раствор нашатыря, 5-10 капель на 100 мл воды. Чаще всего в медицинских и бытовых целях нам помогает 10% раствор аммиачной воды, который обладает свойством замерзать уже при -12 градусах по Цельсию. 25%-ный раствор затвердевает при температуре -56°C.
Проверка действия нашатырного спирта 10% на алюминий — Сообщество «Раскоксовки ДВС» на DRIVE2
Всем привет. Скажу сразу — я не химик и не претендую на малейшие познания химии. Химию знаю на уровне — вы изучаете введение во введение в химию. После наблюдений за тестами воздействия нашатырного спирта на алюминий любителями раскоксовок и по их советам решил заморозить нашатырный спирт для получения концентрата и проверить как он (10%-я заморозка) воздействует на алюминий. Причины данных манипуляций следующие — хочется почистить камеру сгорания, понятно что нашатырь хорошо чистит и нужен 25%, как в тестах но у меня в городе только 10% продается в одном единственном магазине и все.Для теста использовался один и тот же нашатырь, из одной бутылки:
Полный размер
Был отлит в отдельную емкость и замораживался в течении 2-х дней. Вода так и не превратилась в комок льда, но все же аммиак плавал и я его набрал.
Параллельно с этим сделал пробирки и тестовые образцы (из алюминиевого электрического кабеля):
В каждую пробирку налил по 50 кубиков раствора — 1-я пробирка это нашатырь 10%, 2-я пробирка нашатырь из заморозки, 3-я пробирка это смесь заморозки и нашатыря 10% в соотношении 1 кубик заморозки и 40 кубиков нашатыря.
Вот таблица:
Чисто по ощущениям — 2-я пробирка была более вонючая чем другие.Испытания проходили в квартире при температуре 25-26 градусов. Возможно при более низкой температуре результаты были бы другие.
Первая точка в 30 минут особо ничего не показала и фиксировать нечего.
А вот на 60 минутах видны изменения:
Полный размер
На первом пробнике, где 10% нашатырь, появилась риска в зоне перехода нашатырь-воздух, но я думаю причина еще в том что 2-й образец был холодный и третий тоже, т.к. заморозку набирал холодной
Следующая отметка — примерно 7 часов (таймер мой как оказалось только до 99 минут считает и потом сбрасывает, поэтому время примерное) :
Полный размер
тут уже все более понятно, но интересен факт того что стали темнеть образцы в местах где они не соприкасаются с нашатырем — думаю причина того что аммиак все же испаряется потихоньку и конденсируется на образцах
Далее 13 часов:
Ничего особо не скажу. Мне кажется они все примерно одинаковые становятся.
Последняя отметка 36 часов, сразу признаюсь тут полное фиаско. Причина следующая — подхожу к столу с образцами и вижу картину — все образцы не на своих местах, т.е. 1-й во 2-й бутылке, 2-й в третьей бутыле, и 3-й во второй. Видать когда на отметке 13 часов я фоткал, то в спешке перепутал все. Печаль тоска но что поделать. О своих косяках тоже надо рассказывать:
Верхняя часть во всех трех образцах побледнела, а нижняя вроде как и осталась. Думаю все же слишком тепло для нашатыря — 25 градусов. Надо похолоднее.
Что я решил для себя? Думаю все же залью 10% нашатырь на 1 час или на 2. Во возможности в холодный двигатель и все. 25% я не найду, а 10% нет смысла замораживать как я понял.Всем кто прочитал эту запись спасибо. Всем удачи и добра.
Температура замерзания водных растворов противоморозных добавок
| Вид добавки | CaCl2 | NaCl | K2CO3 | Ca(NO3)2 | NaNO2 |
| Эвтектическая температура, °С | -49,8 | -21,2 | -36,5 | -29,0 | -19,5 |
| Концентрация эвтектики, % | 30,5 | 23,3 | 40,8 | 43,5 | 28,1 |
В качестве противоморозных добавок используются в основном те же соли, что и для ускорения твердения цемента. Однако, ускоряющее действие здесь желательно, но не обязательно. Поэтому наряду с добавками-ускорителями применяются вещества, не ускоряющие твердения бетона, например, мочевина CO(Nh3)2, и даже иногда замедляющие его (раствор аммиака, не замерзающий до –100 °С). Мочевина (М), как правило, не применяется самостоятельно, а входит в состав комплексных противоморозных добавок: НКМ – нитрат кальция+мочевина (1:1), ННКМ – нитрит-нитрат кальция+мочевина (3:1), ННХКМ – нитрит-нитрат-хлорид кальция+мочевина (3:1).
Чем ниже температура твердения, тем выше дозировка противоморозных добавок (табл. 2.6).
Добавки НН и ННК можно применять независимо от вида конструкции и условий эксплуатации. Применение остальных добавок полностью исключается в предварительно напряженных конструкциях и при сульфатной и общесолевой агрессивности воды-среды. Для бетона зоны переменного уровня кроме НН и ННК допустимо применять НКМ и ННКМ. В железобетонных конструкциях не используются добавки хлоридов, а комплексные добавки ННХК, ННХКМ и другие, содержащие хлориды, применяют при диаметре арматуры более 5 мм.
Таблица 2.6
Дозировка добавок в зависимости от температуры твердения бетона
| Температура твердения, °С | Содержание добавок в растворе затворения, % | |||||||
| НН | ХК+ХН | НКМ | ННК | НКМ | ННХК | ННХКМ | П | |
| от 0 до -5 | 8 | 6+2 | 6 | 9 | 8 | 6 | 8 | 10 |
| от -6 до -10 | 12 | 7,5+4 | 12 | 16 | 15 | 12 | 15 | 12 |
| от -11 до -16 | 16 | 6,5+9,5 | 15 | - | 18 | 15 | 18 | 16 |
| от -17 до -20 | - | 5,5+13 | 20 | - | 22 | 18 | 20 | 20 |
| от -21 до -25 | - | - | - | - | - | 25 | 25 | 26÷30 |
2.11.3. Поверхностно-активные вещества (ПАВ), применяемые в качестве добавок к цементам и бетонам, по их действию принято делить на: 1) пластифицирующие; 2) замедляющие схватывание и твердение; 3) воздухововлекающие; 4) антивспенивающие; 5) гидрофобизующие; 6) водоудерживающие (загустители) и др. Часто одно и то же поверхностно-активное вещество дает несколько эффектов одновременно, однако, один из них обычно является преобладающим.
Пластифицирующие добавки повышают подвижность бетонной смеси и, тем самым, позволяют получить заданную подвижность при меньшем расходе воды В. Если при этом сохранить расход цемента Ц неизменным (понизить В/Ц), то возрастет прочность бетона, если же сократить расход цемента (при В/Ц=const) – снизится стоимость бетона (при условии, что стоимость добавки не превысит стоимости сэкономленного цемента).
По эффективности действия эти добавки делят на пластификаторы, позволяющие снизить расход воды В на 5…15 % и суперпластификаторы, позволяющие снизить В на 20…30 %.
Различие в их эффективности связано с тем, что обычные пластификаторы, получаемые, как правило, из побочных продуктов производства, содержат вещества, понижающие прочность и скорость твердения бетона. Поэтому дозировку их не делают выше 0,2…0,3 % от массы цемента, что ограничивает и пластифицирующий эффект.
Суперпластификаторы (СП) не содержат вредных примесей. Их получают на химических предприятиях как товарный продукт. Концентрацию СП повышают до 1 % и более без ущерба для бетона. Если же концентрацию суперпластификаторов ограничить 0,2…0,3 %, то степень водопонижения будет такой же, как у обычных пластификаторов. Из обычных пластификаторов широко применяются лигносульфонаты кальция или натрия получаемые из сульфитно-целлюлозного щелока – побочного продукта производства бумаги. Их молекулы представляют собой трехмерные цепи с молекулярной массой до 50000, с множеством полярных групп –SO3Na. Неочищенные промышленные лигносульфонаты (ЛСТ – лигносульфонаты технические) содержат значительные количества сахаров и солей сахарных кислот, которые замедляют схватывание и твердение. Свойства этих добавок нестабильны и связаны с неоднородностью исходного сырья и различием в способах его обработки. В настоящее время технические лигносульфонаты рассматривают в основном как сырье для получения эффективных добавок. На их основе получают добавки типа ХДСК (ХДСК-1, ХДСК-2), НИЛ-20, НИЛ-21, «Окзил» и др. Из зарубежных представителей к этой группе добавок относятся, например, Acosal fluid and NT, Orsan S, VN Liguidaat WS, Betokem LP, Plastiment BV 40, Pozzolith 300 N, Pozzolith 8 и др.
Из суперпластификаторов наиболее эффективными являются:
1. СМФ – водорастворимые сульфонированные меламинформальдегидные смолы (СП 10-03, смола МФ-АР, Melment L10 и F10, Complast M1, Sealoplaz Super и др.)
2. СНФ – водорастворимые сульфонированные нафталинформальдегидные смолы (С-3, Дофен, НКНС, Agilplast, Cormix Spi, Blankol N, Tamol N, Lomar D, Rheobuild, Chryso fluid и др.).
Оба типа представляют собой линейные полимеры с повторяющимися сульфатными группами (рис. 2.19). Их получают синтезом из мономерных продуктов с последующим сульфированием.Молекулярная масса СМФ-полимеров может достигать 30000, в то время как цепочки СНФ-материалов состоят примерно из 10 единиц. Эффективность добавок не так связана с длиной цепи как с соотношением в молекуле гидрофильных и гидрофобных групп. Пластифицирующее действие усиливается при уменьшении размеров гидрофобной части молекулы и увеличении количества гидрофильных сульфогрупп. Органические соединения, содержащие сульфогруппы, растворяются в воде лучше всех других органических веществ и имеют высокую ионную силу раствора, т. к. сульфогруппы сильно диссоциированы.
Оба типа добавок замедляют схватывание (СМФ – незначительно, а СНФ – более заметно) и не вызывают значительного воздухововлечения.
Механизм действия пластификаторов.Существует несколько теорий, объясняющих механизм действия пластификаторов. Первичным актом этого механизма, выступающим во всех теориях, является адсорбция добавок на поверхности твердых частиц и придание новых свойств этой поверхности, которые зависят от соотношения между гидрофильными и гидрофобными группами в молекулах ПАВ. Многие ПАВ в растворе диссоциируют на ионы. При этом на функциональных группах, которых в молекулах полимерных ПАВ (полиэлектролитах) могут быть десятки тысяч, образуется заряд в результате отщепления и перехода в раствор тех или иных ионов.
На поверхности частиц цемента происходит взаимодействие полярных сульфогрупп с ионами кальция с образованием поверхностного химического соединения –Si–O–Ca–SO3–R, т. е. имеет место необратимый процесс хемосорбции. В результате зерна цемента покрываются тонкой, прочно удерживаемой пленкой, состоящей из молекул СП, ориентированных полярными сульфогруппами (–SO3–) к поверхности цементных частиц, а гидрофобными углеводородными радикалами R к воде. При адсорбции полиэлектролитов только часть полярных групп сцепляется с твердой поверхностью, а остальные обращены в сторону жидкой фазы. Возможно расположение молекул на поверхности в виде распрямленной цепи или петлеобразно (рис. 2.20).
На зернах заполнителей адсорбция имеет обратимый характер, т.е. является физическим процессом. Адсорбция органического вещества на минеральных частицах, изменяя свойства поверхности, приводит к ряду поверхностных явлений, положенных в основу той или иной теории пластифицирующего действия добавок СП.
Антифрикционная теория объясняет пластифицирующий эффект тем, что адсорбционная пленка на поверхности частиц уменьшает силы трения между ними, выступая в роли смазочной прослойки.
Дефлокуляционная теория предполагает, что в отсутствии добавок частицы цемента под влиянием сил молекулярного притяжения слипаются (притяжение частиц друг к другу сильнее, чем к воде) и образуют жесткую коагуляционную структуру – пространственный каркас из агрегированных частиц (флокул). В результате снижается подвижность бетонной смеси.
Пластификаторы ослабляют коагуляционные контакты, благодаря трем обстоятельствам:
1) возрастанию сил электростатического отталкивания между частицами, поскольку адсорбированные молекулы СП, являются полиэлектролитами и несут на себе электрический заряд, обусловленный ионизированными сульфогруппами –SO3‾.
2) увеличению смачиваемости твердых частиц, благодаря высокой гидрофильности сульфогрупп, в результате чего вода под внедряется между частицами цемента.
3) наличию адсорбционных пленок, не позволяющих частицам сблизиться для образования прочных контактов.
Гидрофобизационная теория основана на том, что гидрофобные радикалы в адсорбционных оболочках частиц занимают существенно бóльшую суммарную площадь, чем гидрофильные полярные группы. Поэтому общим итогом адсорбции является гидрофобизация поверхности частиц. Приобретая водоотталкивающие свойства частицы перестают удерживать воду на своей поверхности. Молекулы этой воды, будучи не связанными с твердой поверхностью, приобретают подвижность, характерную для жидкости.
Замедлители схватывания и твердения применяют, когда времени до начала схватывания недостаточно для транспортирования и укладки бетонной смеси. Сильными замедляющими свойствами обладают, сахароза, цитрат кальция, глюконат натрия, лигносульфонат кальция и др. Добавка 0,1 % от массы цемента сахарозы отодвигает начало схватывания до 14 часов, а 0,25 % – до 6 дней. Считается доказанным, что замедление схватывания вызывается адсорбцией добавок с образованием экранирующей пленки на продуктах гидратации.
Воздухововлекающие добавки адсорбируются на поверхности раздела вода – воздух, ориентируясь полярными группами в сторону воды, а углеводородными радикалами – в сторону воздуха. При перемешивании происходит захват воздуха и образование устойчивых оболочек пузырьков, подобных мыльным.
Воздухововлечение хотя и несколько снижает прочность бетона, в то же время повышает его морозостойкость. Это связано с возрастанием доли замкнутых пор, и снижением капиллярной пористости. По средним оценкам, истинная пористость бетона возрастает на 3…5 % (абс.), а водопоглощение снижается на 10…15 % (абс.). Уменьшение сквозной капиллярной пористости придает бетонам повышенную водонепроницаемость и стойкость против коррозионного разрушения.
Вовлечение воздуха повышает удобоукладываемость бетонной смеси, что позволяет уменьшить В/Ц и частично или полностью скомпенсировать потерю прочности.
В качестве воздухововлекающих добавок используются ПАВ различного химического строения, как простые, например, натриевые соли жирных или алкиларилсульфоновых кислот, так и довольно сложного химического состава. В продажу поступают: щелочной сток производства капролактама (ЩСПК); смола омыленная водорастворимая (ВЛХК); понизитель вязкости фенольный лесохимический (ПФЛХ); лесохимическая добавка (ЛХД); нейтрализованный черный контакт (НЧК); контакт черный нейтрализованный рафинированный (КЧНР); сульфатный черный щелок (ЧЩ); подмыльный щелок (ПМЩ) и др.
Антивспениватели применяют совместно с пластификаторами, когда воздухововлекающий эффект последних является нежелательным. Важно только обеспечить совместимость компонентов в таком комплексе. Для добавок типа МТС-1 в качестве пеногасителей используются высшие жирные спирты – фракции С10…С12. В качестве антивспенивателей для пластификатора НИЛ-21 рекомендованы пропинол Б-400, полиэфиры марки лапрол 2003 и 5003-25-10, кремнийорганические жидкости 115-99 и 139-104, а также технический рыбий жир (ТРЖ).
Гидрофобизующие кремнийорганические соединения (ГКС), используемые в качестве растворимых в воде добавок к бетону приведены в табл. 2.7. Добавление ГКС к цементному клинкеру облегчает помол и сообщает цементу водоотталкивающие свойства, что позволяет хранить его длительное время без потери активности. Облегчается пневмотранспорт цемента вследствие уменьшения его склонности к комкованию и повышению способности к аэрации. В бетонную смесь ГКС вводят в растворе с водой затворения.
Таблица 2.7
Холодоносители
- Отсутствие коррозионных свойств.
- Высокая объемная теплоемкость (*Cp), которая минимизирует изменение температуры в теплообменнике.
- Низкая вязкость и высокая теплопроводность.
- Отсутствие токсичных свойств.
- Низкая стоимость.
- Отстуствие вреда для окружающей среды.
Аммиак почти такой же хороший холодоноситель, как вода, но низкая температура кипения и токсичность ограничивают его использование. Аммония гидроксид — раствор аммиака в воде. Превосходный теплоноситель, лишенный многих недостатков аммиака. В случае утечки испаряется немного аммиака, так как его парциальное давление в воде очень мало. Образующаяся смесь аммиака с воздухом может вызывать раздражение слизистой, но вряд ли будет токсичной.
Хлориды кальция и натрия образуют дешевые и эффективные рассолы, применимые в пищевой промышленности. Их недостаток — коррозионное действие ионов хлора. Ингибитором хлорида кальция является бихромат калия, однако, он небезвреден для окружающей среды, лучше применять молибдат калия. Он уменьшает коррозию меди, но не стали.
Минимальная температура замерзания раствора хлорида кальция составляет −55°С при концентрации 29,87% по массе. При более низкой концентрации раствор замерзает, при более высокой выпадает в осадок СаС12. Характеристика имеет острый минимум: для 29,0% раствора точка замерзания равна −45,2°С, для 30,0% выпадение осадка начинается при −46°С (по данным ASHRAE). Необходим строгий контроль концентрации рассола, особенно при температуре испарения ниже −40°С, иначе поверхность нагрева быстро загрязняется.
Пример. В установке, работающей при температуре испарения −49°С, наблюдался недостаточный теплообмен. Проверка показала, что концентрация рассола составляла более 30% и температура стенки была меньше −45°С. Проблема была вызвана осаждением CaCl2.
Этиленгликоль — это стандартный антифриз. Он немного токсичен и поэтому не применяется в пищевой промышленности.
Пропиленгликоль менее токсичен и является стандартным антифризом в пищевой промышленности. Его недостаток -высокая вязкость при высокой концентрации и низких температурах (ниже −30°С). Это может нарушить распределение хо-лодоносителя и хладагента по каналам ПТО, особенно при малом перепаде давления холодоносителя. Спиртовые растворы являются хорошими холодоносителями, но низкая температура кипения означает, что спирт может испаряться в открытых системах в случае повышения температуры. Кроме того, при повышенной температуре эти растворы горючи. Обычные для холодильных установок конструкционные металлы и прокладки устойчивы к спиртовым растворам.
Ацетат калия (Tyfoxit, GS4) и формиат калия (Freezium, Hycool) -это соли уксусной и муравьиной кислот или смеси солей (Temper, Pekasol). Эти соединения недавно стали применяться в качестве антифризов. Обладают следующими свойствами — при низкой температуре имеет в десять раз меньшую вязкость, чем пропиленгликоль. Ацетат калия имеет несколько худшие показатели.
Оба вещества имеют природное происхождение, поэтому не загрязняют окружающую среду. Уксусную кислоту получают окислением спирта, а муравьиная кислота впервые была выделена из муравьев. При высокихконцентрацияхобе соли токсичны, но предельно допустимая концентрация формиата калия, например, выше, чему хлорида натрия (поваренной соли). Они являются хорошими заменителями пропиленгликоля.
Оба вызывают коррозию, формиат в болшей степени, поэтому должны применяться с ингибиторами. Различные производители предлагают многочисленные патентованные средства, такие как бура, метасиликаты, карбоновые кислоты и др. Здесь требуется длительная эксплуатационная проверка, но при наличии цинка и латуни с высоким содержанием цинка (> 15%) эти соли применять нельзя. Не используйте пластмассовых труб.
Силиконовые масла при низких температурах имеют некоторое преимущество вследствие низкой вязкости. Они химически инертны, т.е. не вызывают коррозии металлов и не разрушают прокладки. Они не отличаются хорошими тепловыми свойствами, кроме вязкости, но для температур ниже −50°С силиконовые масла часто являются единственным выбором.
Тепловые масла применяются, в основном, при высоких температурах, но некоторые могут использоваться и при низких. Они не агрессивны по отношению к металлам (некоторые разрушают прокладки). Эти масла имеют плохие тепловые свойства, но отличаются очень большим температурным диапазоном.
Page 2
Главная
Контакты| Компания ООО Ксирон-Холод Россия г. Ивантеевка, Санаторный проезд, дом 1, корпус 23, 141281Почтовый адрес: Санаторный проезд, дом 1, г.Ивантеевка, Московская область, 141281 Телефон: (495) 984-74-92; (495) 226-51-87; Email: [email protected] Мы работаем ежедневно с 9:00 до 18:00, кроме выходных. Прием заявок на сайте — круглосуточно ИНН 5038123297 ОГРН 1165038054565E-mail: Отправить заявку Отзывы/Сертификаты Построить маршрут с помощью: Яндекс карты Доставка: осуществляем отправку оборудования по России и в страны СНГ. Схема проезда |
