Содержание
тиксотропные составы
|
| ||||
|
| ||||
|
| ||||
|
| ||||
|
| ||||
|
| ||||
|
|
Monopol BR 400 ремонтная тиксотропная сухая смесь (цвет: серый; фасовка: 25 кг) — на сайте монопол.
рф
Описание
MONOPOL BR 400 — сухая ремонтная тиксотропная смесь.
РАСХОД/ТОЛЩИНА НАНЕСЕНИЯ
Расход смеси на 1мм толщины 2 кг/кв.м.
Толщина нанесения смеси от 5 до 50 мм.
ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
MONOPOL BR 400 применяется для внутренних и наружных работ на горизонтальных и вертикальных поверхностях. MONOPOLBR 400 применяется для ремонта и ликвидации дефектов при строительстве бетонных, железобетонных и кирпичных конструкций, замоноличивания стыков, технологических отверстий, заделки трещин, а именно:
- монолитное домостроение, заливка фундаментов;
- ремонт железобетонных конструкций гидротехнических сооружений;
- ремонт автомобильных дорог, покрытий мостов, бетонных пролетов;
- ремонт сборных железобетонных и монолитных бетонных конструкций мостов и виадуков;
- ремонт футеровки дымовых труб котельных, ТЭЦ, ГРЭС;
- промышленные полы и пр.
ОПИСАНИЕ
MONOPOL BR 400 — cухая ремонтная тиксотропная смесь на основе портландцемента с нормированным минералогическим составом, фракционированного кварцевого песка и комплекса модифицирующих, минеральных, химических и полимерных добавок.
ПРЕИМУЩЕСТВА
- низкая усадка при твердении;
- морозостойкость;
- водонепроницаемость;
- удобоукладываемость;
- высокая адгезия к бетону, камню, металлу;
- применяется как в процессе нового строительства, так и при разрушениях, возникших в период эксплуатации;
- не нуждается в дополнительном выравнивании и грунтовании.
ТРЕБОВАНИЕ К ОСНОВАНИЮ
Состав применяется на бетонных основаниях. Основание должно быть прочным, очищенным от отслаивающихся элементов, пыли, масел, краски, следов износа резины и прочих веществ, препятствующих адгезии.
Приготовление ремонтной смеси MONOPOL BR 400 следует производить только после проведения всех работ, связанных с подготовкой намеченных к ремонту элементов. При приготовлении и нанесении готовой смеси температура окружающей среды и температура поверхности материала ремонтируемого конструктивного элемента должна быть не ниже +5°С и не более +35°С.
ПОДГОТОВКА ПОВЕРХНОСТИ
Для обеспечения адгезии покрытия с бетонным основанием необходимо удалить разрушенный бетон или раствор и цементное молочко, используя легкий перфоратор, игольчатый пистолет, пескоструйную/гидропескоструйную установку; устранить все активные протечки на ремонтируемой поверхности, очистить поверхность от жиров, масел, краски, извести, грязи и пыли. Для лучшего сцепления ремонтного состава с ремонтируемой поверхностью сделать поверхность шероховатой.
Слабые и сильно впитывающие влагу основания необходимо обработать грунтовочным составом глубокого проникновения MONOPOL Primer 17.
При больших площадях ремонтируемой поверхности, ремонте мест, подверженных большим изгибающим нагрузкам и толщине слоя бетона более 50 мм наносимый ремонтный слой необходимо армировать. Существующую арматуру очистить от ржавчины, при необходимости установить дополнительную. Обработать арматуру специальными защитными составами.
Перед ремонтом ремонтируемая поверхность тщательно пропитывается водой. Смачивание следует проводить в течение 2-3 часов с интервалом в 15-20 минут. Перед нанесением излишки воды удалить сжатым воздухом или иным способом. Поверхность перед заливкой должна быть влажной, но не мокрой.
ИНСТРУМЕНТ И ОБОРУДОВАНИЕ
Приготовление и нанесение ремонтной смеси MONOPOL BR 400 осуществляется с помощью: низкооборотистого миксера или растворомешалки, мастерка, гладилки, торкрет и штукатурных установок, используя метод «мокрое торкретирование».
После завершения работы промойте все инструменты и оборудование водой.
НАНЕСЕНИЕ
! Не допускается производство работ под дождем или при температуре воздуха ниже +5°С.
Нанесение ремонтной смеси MONOPOL BR 400 осуществляется:
— вручную с помощью мастерка без использования опалубки;
— с помощью торкрет и штукатурных установок, используя метод «мокрое торкретирование»
Количество приготавливаемого рабочего раствора ремонтной смеси MONOPOL BR 400 должно быть увязано с реальной потребностью. Объем замеса не должен превышать количества смеси, которую можно использовать в течение 30 минут.
Для приготовления рабочего раствора ремонтной смеси MONOPOL BR 400 заливают минимальное расчетное количество чистой пресной воды в расчете 140-150 мл на 1 кг смеси (3,5-3,75 л/ на мешок) для затворения в растворомешалку или в специальную емкость.
Перемешивание в растворомешалке производить в течении 1-2 минут до получения пластичного однородного раствора без комков. Далее необходимо приготовленному раствору дать постоять в течении 3-5 минут, очистить стенки растворомешалки от налипших остатков сухой смеси и затем повторно включить растворомеситель и производить перемешивание в течении 2-3 минут до получения однородной пластичной массы.
Перемешивании в ёмкости, производить низкооборотистым строительным миксером в течение 3 минут, до образования однородной пластичной массы без комков. Для приобретения полной готовности рабочего раствора необходимо дать постоять в течение 3-5 минут и затем повторно размешать в течение 30 сек.
Готовую растворную смесь во время использования регулярно перемешивать для сохранения первоначальной консистенции. Для приобретения полной готовности приготовленному раствору необходимо дать постоять в течение 5 минут и затем повторно размешать в течение 30 сек.
! Запрещается повторное введение воды в смесь после схватывания.
Укладку раствора ведут без перерыва до его полного окончания, либо захватками.
Перед нанесением последующих слоев необходимо смачивать предыдущий слой, т.е. соблюдать способ обработки – «мокрое по мокрому».
Последующие слои наносятся после схватывания ремонтной смеси, т.е. после того, как поверхность, ранее нанесенного слоя, станет жесткой.
УХОД ЗА ПОВЕРХНОСТЬЮ
Сразу же после нанесения ремонтной смеси необходимо предохранять ее от быстрого высыхания (защитить от потери влаги) в течении суток, а под воздействием прямых солнечных лучей и ветра в течении 2-х суток. Смотрите СП 70.13330.2012 «Несущие и ограждающие конструкции» п. 5.4.
Уход можно осуществлять следующим образом на выбор:
- Проводить регулярное орошение отремонтированной поверхности распыленной струей воды начиная через 2-3 часа (полное схватывание) после его укладки с расходом воды 1-3 л/кв.м. При жаркой температуре свыше +23°C
-
требуется производить орошение чаще; - Укрыть отремонтированную поверхность полиэтиленовой плёнкой;
- Нанести на отремонтированную поверхность мембранообразующую пропитку MONOPOL Sealer 2, MONOPOL Sealer 2S, MONOPOL Sealer 2E.
УСЛОВИЯ ХРАНЕНИЯ,ТРАНСПОРТИРОВКИ. СРОК ГОДНОСТИ
Срок хранения в таре производителя 12 месяцев. Хранить смесь в сухом закрытом помещении при относительной влажности воздуха 60%, температуре от -50°С до +50°С в закрытой заводской упаковке.
Использовать общие правила хранения и транспортировки сухих строительных смесей в ГОСТ 31357-2007 п.8.
МЕРЫ БЕЗОПАСНОСТИ
Во время работ с материалом в закрытом помещении обязательно организуйте вентиляцию помещения. Материал содержит цемент и при взаимодействии с водой дает щелочную реакцию и может вызвать раздражение кожи, поэтому используйте индивидуальные средства защиты (очки, перчатки). При попадании на слизистые оболочки или в глаза, немедленно промойте большим количеством воды и обратитесь к врачу.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Класс ремонтной смеси |
R3 |
Внешний вид |
смесь серого цвета |
Консистенция смеси |
|
Фракция заполнителя, мм, не более |
0,63 |
Прочность на сжатие через 28 дней, МПа, не менее |
|
Прочность на изгиб через 28 суток, МПа, не менее |
|
Адгезия через 28 суток, МПа, не менее |
1,5 |
Морозостойкость |
|
Водонепроницаемость |
|
Условия нанесения | |
Минимальная толщина за один проход, мм |
|
Максимальная толщина за один проход, мм |
|
Температура нанесения, °С |
от +5°С до +35°С |
Расход воды для приготовления на 1 кг смеси |
140 — 150 мл (3,75 — 4,125 л на мешок) |
Время использования готового раствора, мин |
|
Расход на 1 кв. м, при толщине слоя 1 мм, кг |
|
СЕРТИФИКАЦИЯ
Ремонтная смесь MONOPOL BR 400 имеет все необходимые сертификаты, которые можно скачать по QR-коду или посмотреть на сайте производителя.
УПАКОВКА
Мешок: 25 кг.
Примечание: Информация, приведенная в настоящем документе, основана на обобщенном технологическом и практическом опыте. В связи с невозможностью контролировать условия применения материала, влияющие на технологический процесс, производитель не несет юридической ответственности за неправильное использование или истолкование данной информации.
Технические характеристики материала и его комплектация, приведённые здесь, могут изменяться производителем без предварительного объявления.
Сведения, приведённые в данном описании, соответствуют времени его издания. Рекомендуем, перед началом работ получить консультацию у производителя.
Для получения актуальной информации обращайтесь к производителю материалов MONOPOL
Характеристики
Цвет покрытия | Серый |
Прочность при сжатии через 28 суток твердения, МПа | не менее 40 |
Прочность на растяжение при изгибе через 28 суток твердения, МПа | не менее 6 |
Вес, кг | 25 |
Тип | тиксотропная |
Температура хранения, °С | от -50° до +50° |
Расход на 1 мм толщины, кг/кв. м | 2 |
Адгезия к бетону через 28 суток, Мпа | не менее 1,5 |
Морозостойкость | F 400 |
Водонепроницаемость | W 16 |
Фракция заполнителя, мм | не более 0,63 |
Максимальная толщина за один проход, мм | 50 |
Минимальная толщина за один проход, мм | 5 |
Расход воды для приготовления на 1 кг смеси, мл. , ( л.) | 140-155 мл. (3,75 — 4,125 л. на мешок) |
Время использования готового раствора (сохранение первоначальной удобоукладываемости смеси), мин | 30 |
Температура рабочей поверхности, °С | от +5° до + 30° |
Документы
Технологическая карта Monopol BR 400_ред. 2-2022
1.9 Мб
Сертификат соответствия пожарной безопасности сухие смеси MONOPOL РОСС RU.04ОПБ0.С.ОС2.01115
424.2 Кб
Сертификат соответствия POCC RU.SSK5.HO1437-22_Ремонтная смесь для бетона MONOPOL
382.7 Кб
Объекты
Kids Science — Изотропия
Изо-тиксотропия
Этот эксперимент демонстрирует изо- и тиксотропные свойства некоторых эмульсий (жидких смесей).
Материалы
- Кукурузный крахмал (или «кукурузная мука»)
- Вода
- Большие миски или что-то еще, что может вместить несколько чашек воды и при этом иметь возможность дотянуться руками внутри
Процедура
Поместите около чашки кукурузного крахмала (он же кукурузной муки) в большую миску и добавьте около 1/4 чашки
воды к кукурузному крахмалу. Продолжайте добавлять воду, пока смесь не станет слегка
гуще, чем тесто для блинов. Руками возьмите горсть и разомните смесь, как
ты бы испекла тесто.
При взбалтывании или сжатии смесь становится твердой до тех пор, пока не прекращается
осуществляется разминание или давление. Как только давление прекратится, «тесто»
вернуться к своей первоначальной форме и «вылиться» сквозь пальцы. Несмотря на то,
кукурузный крахмал и вода — это жидкость, вы можете сформировать шарик, если
может сжимать и месить его достаточно быстро. Ощущение этого в руках
уникален и должен быть испытан, чтобы поверить. Это прекрасно!
Что происходит?
Изотропия — это свойство жидкости затвердевать при перемешивании. Это то, что
вы испытываете с кукурузным крахмалом и водой. Вы также можете увидеть это, пока
ходить по мокрому песку на пляже. Песок твердеет под вашими ногами, когда вы сначала
касаться песка, а затем становится более плавным, когда ваши ноги погружаются в песок, просто
Момент спустя. Если вы бежите по песку, он будет казаться очень твердым. если ты
идите медленно, ваши ноги будут погружаться под поверхность с каждым шагом.
Тиксотропия противоположна изотропии в том смысле, что смесь жидкостей становится более
жидкость (менее твердая) при взбалтывании. Примером этого является то, где вы наносите удар
конец бутылки с кетчупом, чтобы кетчуп вышел из бутылки.
сила удара временно заставляет кетчуп становиться «жидким» и течет
проще из бутылки (и на новую одежду — белую). Другой пример
это печально известный «зыбучий песок». Если ты будешь метаться в зыбучих песках, ты
утонет «быстрее», потому что все это колебание заставляет песок разжижаться.
Коэффициент беспорядка
Кукурузный крахмал — съедобное, не окрашивающее, довольно безвредное вещество (вероятно, одно из
из самых дешевых продуктов питания, которые вы можете купить), но этот эксперимент, вероятно,
получить кукурузный крахмал на одежду и пол. Другое дело об этом
Эксперимент заключается в том, что как только вы опустите руки в кукурузный крахмал и
водной смеси (она же «глоп»), вам не захочется вынимать руки.
Это совершенно уникальный опыт!
Кроме того, имейте в виду, что слив кукурузного крахмала в раковину может привести к ее засорению.
Будьте осторожны, чтобы использовать много воды или просто избавиться от смеси в мусорное ведро.
Он биоразлагаем!
Что нужно помнить
Изотропный = кукурузный крахмал и вода или пляжный песок
Тиксотропный = кетчуп или «зыбучий песок» [подумайте о «густом кетчупе» для Thixo]
Тиксотропная смесь и способ ее получения
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
С увеличением использования солнечной энергии становится почти абсолютной необходимостью хранить тепловую энергию для распределения избыточного солнечного тепла, доступного в дневное время для использования ночью и в пасмурные дни. Использование теплоты плавления материала для хранения этого тепла в последнее время приобретает все большее значение из-за его низкой стоимости и высокой теплоты плавления на единицу веса. Желательно, чтобы такая теплота плавления материалов отвечала критериям дешевизны, доступности в больших количествах и простоты приготовления. Кроме того, предпочтительно, чтобы они были нетоксичными, негорючими, негорючими и некоррозионными. Самыми дешевыми материалами для использования являются химикаты большого объема на основе соединений натрия, калия, магния, алюминия и железа. Предпочтительно материалы находятся в форме гидратов солей и их эвтектик. Тип недорогих соединений ограничивается хлоридами, нитратами, сульфатами, фосфатами и карбонатами, тогда как добавки или модификаторы могут включать бораты, гидроксиды и силикаты. К числу недорогих гидратов солей, имеющих высокую теплоту плавления, низкую стоимость и наименьшую несовместимость из-за нежелательных свойств, относятся:
__________________________________________________________________________ |
Heat of Fusion Chemical Melting BTU per Density Compound Point, ° F Pound lb/ft 3 |
__________________________________________________________________________ |
Calcium chloride hexahydrate CaCl 2 . 6H 2 О 84-102 75 102 Натрия карбонат декагидрат Na 2 CO 3 . . 12H 2 O 97 114 95 Нитрат кальция тетрагидрат Ca(NO 3 ) 2 . 4H 2 O 102-108 60 114 Сульфат натрия декагидрат Na 2 SO 4 . 10H 2 O 88-90 108 97 Тиосульфат натрия пентагидрат Na 2 S 2 O 8 3 5H 2 O 118-120 90 104 |
__________________________________________________________________________ |
In use these materials are usually placed in sealed containers together with a nucleating agent and subjected by the system to successive heating and cooling циклы выше и ниже точки плавления теплоты плавления материала, выбранного для использования «накопленного» тепла или холода.
Необходимость в зародышеобразователях описана в патенте США No. № 2 677 664, выданный 4 мая 1954 г. Марии Телкес. Как описано в патенте Telkes, подходящим гетерогенным зародышеобразователем может быть бура (декагидрат тетрабората натрия) в небольших количествах, примерно от 2 до 5%. Эти зародышеобразователи обеспечивают необходимую затравку, чтобы инициировать образование кристаллов и тем самым избежать переохлаждения, которое может происходить в жидких растворах в состоянии покоя. Другие известные методы зародышеобразования могут быть использованы для стимулирования кристаллизации. Кристаллизация, конечно, необходима для использования теплоты плавления материала. При переохлаждении используется только удельная теплоемкость материала. Удельная теплота материала намного меньше, чем его теплота плавления, отсюда и необходимость зародышеобразования. При использовании декагидрата тетрабората натрия (почти изоморфного зародышеобразователя) в сочетании с Na 2 СО 4 . 10H 2 O, можно добиться полной кристаллизации в расплаве, переворачивая или время от времени встряхивая контейнер после начала образования кристаллов. При использовании для хранения тепловой энергии, к сожалению, не всегда удобно или даже возможно встряхивать контейнеры.
Еще одна проблема, возникающая при использовании теплоты плавления материалов, заключалась в том, что после нескольких циклов нагревания и охлаждения жидкость имеет тенденцию отделяться от гидрата соли и образовывать кристаллы соли более низкой гидратации или, если на то пошло, безводную соль с соответствующей потерей имеющейся теплоты плавления.
Другими словами, плавление декагидрата сульфата натрия и многих других гидратов солей оказывается частично неконгруэнтным. То есть при плавке часть безводного сульфата натрия остается нерастворенной в его кристаллизационной воде, которая выделяется при плавке. Из-за большей плотности сульфат натрия тонет в насыщенном растворе. Когда смесь снова затвердевает без механического перемешивания или перемешивания, растворенный сульфат натрия соединяется с кристаллизационной водой, но те тяжелые кристаллы сульфата натрия на дне контейнера или рядом с ним рекомбинируют только с молекулами воды в непосредственной близости от них, образуя твердые кристаллы декагидрата сульфата натрия. . Этот твердый слой предотвращает дальнейшую рекомбинацию оставшегося сульфата натрия с остатком кристаллизационной воды. Благодаря этому эффекту расплавленный декагидрат сульфата, когда он затвердевает без перемешивания или без добавок, образует три отчетливых слоя: нижний слой из белых кристаллов безводного сульфата натрия, некоторые из которых встроены в кристаллы декагидрата сульфата натрия, затем более крупный промежуточный слой полупрозрачного кристаллы декагидрата сульфата натрия, а сверху слой жидкого насыщенного раствора. Теплота плавления, необходимая для плавления этой соли, составляет 108 БТЕ на фунт, и ее можно было бы высвободить снова, если бы соль можно было гомогенизировать во время затвердевания путем перемешивания или с помощью подходящих добавок. При охлаждении (без гомогенизации или перемешивания) тепловыделение меньше, так как часть осадка не может восстановить кристаллизационную воду. В этом случае при охлаждении смеси остается некоторое количество насыщенного раствора в зависимости от растворимости соли. Необходимо предотвратить отделение и осаждение гидрата соли.
На протяжении многих лет различные загустители были включены в теплоаккумулирующие смеси в качестве добавок с целью получения геля, в котором гидрат соли не осаждается даже при последовательных циклах нагрева/охлаждения. Были опробованы многие различные загустители, включая древесную стружку, древесную массу, опилки, различные типы целлюлозных смесей и органический материал, продаваемый под торговой маркой «METHOCELL», крахмал и органические альгинаты. Также использовались неорганические загустители, такие как силикагель, диатомовая земля и другие мелкодисперсные продукты из кремнезема. Многие из этих материалов работают достаточно хорошо, но только в течение ограниченного числа циклов. Некоторые органические вещества медленно гидролизуются или разлагаются под действием бактерий или ферментов. Во многих случаях такое действие можно предотвратить или замедлить добавлением небольших количеств формальдегида или других подходящих агентов. Древесная стружка, древесная масса и тому подобное оказались недостаточно прочными. Силикагель, образовавшийся в самой смеси, оказался препятствием для заполнения емкостей смесью, так как слишком быстро загустевал.
Эвтектика гидратов солей используется для изменения точки замерзания различных гидратов. По большей части эвтектики основаны на дешевых соединениях, таких как хлорид натрия, хлорид аммония, хлорид калия и других известных типах. Большинству эвтектик также требуется зародышеобразующий агент, а также гомогенизирующий или загущающий агент, поскольку они имеют тенденцию частично плавиться неконгруэнтно. Гомогенизирующий агент предотвращает осаждение безводных компонентов с более высокой плотностью.
Соответственно, целью настоящего изобретения является устранение многих недостатков предшествующего уровня техники плавления смесей.
Другой целью настоящего изобретения является обеспечение улучшенной теплоты плавления материала, в котором вода и гидрат соли имеют пониженную склонность к разделению во время замерзания и плавления.
Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить усовершенствованный способ получения тепла из плавящихся смесей, которые плавятся так же, как конгруэнтные материалы.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения смесь для аккумулирования тепловой энергии с использованием теплоты плавления материала включает гидрат соли, зародышеобразующий агент и гомогенизирующий агент, при этом гомогенизирующий агент агент представляет собой вещество типа глины, проявляющее тиксотропию. Вещество типа глины состоит из частиц, имеющих вид реек. Предпочтительно используют глину типа attapulgus.
Предпочтительный способ приготовления смеси для аккумулирования тепловой энергии, как описано выше, включает стадии смешивания воды с веществом типа глины, которое проявляет тиксотропность в силу того, что его частицы имеют решетчатую форму, с образованием исходной смеси, и смешивание исходной смеси с солью с образованием гидрата. Когда композиция приготовлена таким образом, она обеспечивает стабильный суспензоид, проявляющий тиксотропные свойства, который инкапсулирует все кристаллы гидрата соли и предотвращает их падение на дно контейнера и тем самым снижает теплоту плавления. Короче говоря, такая смесь предотвращает неконгруэнтное плавление гидрата соли, так что гидрат соли не отделяется от раствора.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Смесь по настоящему изобретению действует как гомогенизирующий или загуститель для соляно-гидратных материалов, используемых для хранения тепловой энергии. Загуститель предотвращает отделение водного раствора от кристаллов соли из-за частичного неконгруэнтного плавления кристаллов соли во время последовательных циклов нагрева и охлаждения, что обычно происходит в таких материалах при использовании для хранения тепловой энергии. Гидраты солей, которые можно использовать для хранения тепловой энергии, включают описанные выше. Эти предпочтительные гидраты солей, которые на практике должны иметь теплоту плавления более 50 БТЕ на фунт, включают гексагидрат хлорида кальция, декагидрат карбоната натрия, додекагидрат фосфата динатрия, тетрагидрат нитрата кальция, декагидрат сульфата натрия и пентагидрат тиосульфата натрия. Они выбраны из-за их относительно высокой теплоты плавления (более 50 БТЕ на фунт) и низкой стоимости, как описано ранее. Смесь, включающая такие гидраты солей вместе с подходящим зародышеобразователем, при желании, известного типа, готовят для предотвращения переохлаждения раствора вместо кристаллизации во время фазы охлаждения. Предпочтительно используют гидрат соли, имеющий теплоту плавления более 100 БТЕ на фунт (см. таблицу выше).
В соответствии с данным изобретением используется уникальный гомогенизирующий агент для предотвращения неконгруэнтного плавления гидратов солей во время последовательных циклов нагревания и охлаждения. Гомогенизирующий агент в соответствии с данным изобретением представляет собой вещество типа глины, которое проявляет тиксотропию и частицы которого имеют решетчатую структуру. В этой смеси можно использовать любой из известных зародышеобразователей или устройств. Такие зародышеобразователи включают агенты, раскрытые в указанном патенте Телкеса, а для декагидратов сульфата натрия гетерогенный зародышеобразователь, такой как декагидрат тетрабората натрия, в небольших количествах, обычно от примерно 2% до примерно 5%, причем предпочтительный диапазон составляет от примерно 3% до примерно 4% в расчете на общую массу солей. Могут быть использованы другие зародышеобразователи, а также зародышеобразователи, описанные и заявленные в моей одновременно находящейся на рассмотрении заявке на патент США Сер. № 531 674, поданная 11 декабря 19 г.74.
Тиксотропные или гомогенизирующие добавки, используемые в этой смеси, должны иметь относительно низкую стоимость. Как известно, тиксотропные агенты образуют с водой (или другими растворителями) высокотекучие суспензии при перемешивании или встряхивании смеси. С другой стороны, в состоянии покоя смесь загустевает, образуя гель обычно через короткий промежуток времени.
В соответствии с данным изобретением применяют тиксотропный агент глинистого типа, частицы которого имеют решетчатую структуру и обеспечивают высокую коллоидную устойчивость в присутствии растворов солей и других электролитов. Глины этого типа, подходящие для использования в данном изобретении, известны как аттапульгит, полигорскит или сепиолит. В дальнейшем такие глины будут называться глинами аттапульгитового типа. Одна такая глина типа аттапульгита имеется в продаже под торговым названием «Min-U-Gel 200» и производится компанией Floridin Company из Беркли-Спрингс, Западная Вирджиния. Этот конкретный материал представляет собой гидрат силиката кальция с размером частиц менее 200 меш. Аттапульгитовая глина имеет химическую формулу (OH 2 )4(OH) 2 Mg 5 Si 8 O 20 . 4H 2 O. На основании этой теоретической формулы аттапульгит представляет собой водный силикат магния или, более конкретно, водный силикат алюминия-магния, поскольку ионы алюминия могут замещать ионы магния и кремния в кристаллической структуре. Таким образом, фактический химический анализ обычно показывает присутствие оксида алюминия (Al 2 O 3 ). Типичный химический анализ этой глины выглядит следующим образом:
______________________________________ |
Oxide Attapulgite |
______________________________________ |
SiO 2 57. 85 Al 2 O 3 7.89 Fe 2 O 3 2,82 FeO — MgO 13,44 CaO 0,30 K 2 O 0,08 Na 2 O 0.53 TiO — H 2 O- H 2 O+ 16.95 TOTAL 99.86 |
______________________________________ |
Structurally, attapulgite consists of a double цепочка тетраэдров кремния и кислорода параллельна длинной оси. Двойная цепь связана разнесенным слоем атомов магния в шестикратном сочетании. Цепочки, в свою очередь, образуют сеть полос, которые соединяются между собой по краям. В каждой кристаллической единице содержится восемь молекул воды. Аттапульгитовую глину можно представить себе как пучок пластинчатых единиц, скрепленных длинными краями. Из-за этой уникальной структуры, то есть трехмерных цепей, аттапульгитовая глина не может набухать, как глины, такие как монтмориллонитовые глины, которые имеют листовую или пластинчатую форму. Кроме того, спайность, параллельная плоскости 110 по связям Si-O-Si, придает частицам реечный вид.
Когда глину диспергируют в воде, пластинчатые единицы имеют тенденцию разделяться на более мелкие пучки путем расщепления вдоль этих краев, где пластины соединяются вместе. Степень разделения зависит от объема работы, связанной с дезагрегированием. Отдельные планки могут отделяться, но они, как правило, остаются связками, мало чем отличающимися от куч кустарника или стогов сена. Считается, что именно эта склонность к образованию структуры типа стога сена придает аттапульгитовым глинам их необычные свойства, которые делают их особенно подходящими для использования с теплом плавления смесей. Структура стога сена поддерживает поверхность кристаллов. Именно необычно большая площадь поверхности придает аттапульгиту такую высокую адсорбцию. Эта большая площадь поверхности вместе с тенденцией к связыванию придает аттапульгиту его свойства. Площадь поверхности товарных сортов аттапульгита колеблется от 210 м 2 /г до 125 м 2 /г. Аттапульгит может поглощать воду до 200% от собственного веса. В частности, именно площадь поверхности притягивает молекулы воды и, в свою очередь, позволяет глине сохранять свои коллоидные свойства даже в присутствии электролитов.
Реечные глины обладают многими полезными реологическими свойствами, которые делают их особенно полезными для данного изобретения. Когда решетчатые кристаллы диссоциируют, образуя случайную решетку, они захватывают жидкость, увеличивая вязкость системы. Они могут сгущать как пресную, так и соленую воду. Их суспензии тиксотропны и обладают высокой вязкостью даже при низких концентрациях. Вязкость их суспензий можно модифицировать добавками, диспергаторами в водных системах и поверхностно-активными веществами в неводных средах.
Типичная пластинка аттапульгита имеет длину около 1 микрона, ширину около 0,01 микрона и толщину около 50-100 Ангстрем. Иными словами, отношение длины планки к толщине составляет около 1000, тогда как отношение длины пластины к ширине составляет около 100.
Химически аттапульгитовые глины в коллоидной суспензии, как уже отмечалось, обычно не подвержены влиянию солей. Они не хлопьевидные. Многие другие электролиты, особенно те гидраты солей, которые используются в качестве материалов для теплоты плавления, также малоэффективны.
В соответствии с предпочтительным способом настоящего изобретения получают теплоту плавления материала, который является стабильным и плавится конгруэнтно даже в течение многих циклов нагревания и охлаждения (плавление и кристаллизация), так что теплота плавления материала может быть использована для хранить тепло или холод. На первом этапе метода вода энергично смешивается с аттапульгитовой глиной, тиксотропным агентом, для образования исходной смеси. Часто желательно, чтобы исходная смесь выдерживалась в течение нескольких часов и неоднократно перемешивалась через определенные промежутки времени. Затем к смеси добавляют зародышеобразующий агент, такой как бура в мелкокристаллической форме, тщательно перемешивают и полученный продукт смешивают с требуемым количеством гидрата соли, например декагидрата сульфата натрия. Зародышеобразующее устройство, подобное описанному в моей заявке на патент США, находящейся на одновременном рассмотрении, сер. № 531 674, поданная 11 декабря 19 г.74 можно использовать, а агент при желании опустить.
Полученную смесь можно легко перелить из резервуара или контейнера для смешивания при перемешивании в нужные пробирки для хранения или другую систему хранения. Заполненные контейнеры для хранения опломбированы. Смесь довольно быстро превращается в гель после прекращения перемешивания. Теперь контейнеры готовы к использованию в системе хранения тепла и/или холода известного типа. Как уже отмечалось, они способны к множеству циклов нагревания и охлаждения с конгруэнтным плавлением гидрата соли, так что достигается эффективное производство и использование высокой теплоты плавления гидрата соли.
ПРИМЕР
Смесь для накопления тепла была приготовлена, как описано в соответствии с данным изобретением, и имела следующий весовой состав: вода 56 частей; аттапульгитовая глина (Min-U-Gel 200) 7-10 частей; бура 3 части; натрия сульфат декагидрат 44 части. Эта смесь была подвергнута более чем 100 последовательным циклам нагревания и охлаждения, что эквивалентно более чем 5 годам использования без видимого отделения воды. Вся теплота плавления гидрата соли была использована, что сделало эту смесь очень эффективным материалом для хранения тепла.
Следующие эксперименты были проведены для сравнения с приведенным выше примером изобретения.
а. Композицию гидрата соли, используемую в примере, испытывали с другими загущающими добавками, подвергая смесь чередующимся циклам нагревания и охлаждения. В одном эксперименте добавкой был бентонит. Эта глина использовалась в количестве до 10% по массе. Отделение жидкости можно было наблюдать после 8 циклов.
б. В другом эксперименте использовали волокнистую пульпу из асбеста в количествах до 10% по весу. Некоторую сегрегацию можно было наблюдать после 5 циклов.
в. В еще одном случае испытывали глину, не имеющую решетчатых частиц, в количестве до 10 мас.%. Хотя глина была отличным загустителем, она не смогла в какой-то степени предотвратить сегрегацию после 4 циклов.
д. При дальнейших испытаниях использование некоторых более дорогих органических агентов на основе экстрактов ламинарии позволило получить около 100 циклов, но их использование было ненадежным, если материал находился в расплавленном состоянии в течение более длительного времени.
Эвтектические смеси также могут быть использованы с той же тиксотропной добавкой в соответствии с данным изобретением для хранения холода. Эвтектические смеси гидратов солей имеют более низкую температуру замерзания, чем типичные гидраты солей, и, следовательно, способны сохранять холод при достаточно низких температурах, чтобы быть эффективными в приложениях кондиционирования воздуха. В любом случае желательно использовать диспергаторы, смачивающие агенты и т.п. либо с гидратами солей, либо с эвтектическими смесями гидратов солей. Такое использование снижает количество требуемого тиксотропного агента и во многих случаях может значительно снизить стоимость.
Добавка к Min-U-Gel 200, аттапульгитовой глине сорта, доступной от Floridin Co. , может быть диспергирована с использованием пирофосфата тетранатрия (TSPP), недорогого, легкодоступного материала. Диспергатор используют в количествах от 2 до 3% от массы используемого Min-U-Gel. Рекомендуемый процесс состоит из растворения TSPP в необходимом количестве воды, а затем добавления Min-U-Gel и быстрого перемешивания в течение короткого периода времени. Диспергирование происходит быстро, и максимальная вязкость достигается быстро, без необходимости перемешивания и отстаивания в течение нескольких часов для получения того же результата без использования TSPP.
Что касается эвтектических смесей, в следующей таблице показаны некоторые соли, используемые с декагидратом сульфата натрия для получения загущенных смесей в соответствии с данным изобретением, причем в таблице показаны используемые молярные отношения. Эвтектические смеси, которые можно использовать с загущенной смесью декагидрата сульфата натрия, содержат следующие соединения:
______________________________________ |
Температура плавления добавляемого эвтектического компонента Эвтектика Моли на моль Na 2 СО 4 . 10H 2 O |
__________________________________________ |
70-75 ° F 0,5 до 1,0 КНА 3 (Потассий NARTE) от 0,5 до 0,75 NaCl + NH 4 Cl (хлорид натрия + хлорид аммония) 50°F 1,0 NH 4 Cl (хлорид аммония)0005 40°F 1,0 KCl (хлорид калия) |
______________________________________ |
Обычно предпочтительно использовать от 92% до 95% смеси гидрата соли с эвтектиком или примерно 5% примерно до 8% тиксотропного агента. Зародышеобразователем может быть либо бура, либо зародышеобразующее устройство, как описано в моей одновременно находящейся на рассмотрении заявке на патент США Сер. № 531674, поданной 11 декабря 1974 г. Также следует понимать, что тиксотропные агенты, используемые в этом изобретении, могут использоваться с большинством других гидратов солей, и что декагидрат сульфата натрия и другие вещества, конкретно упомянутые здесь, даны только в качестве иллюстраций и перечислить предпочтительные варианты осуществления.