Современные тенденции технологии арболитовых изделий

Размещено на http://allbest.ru

ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»

УДК 691.3

Современные тенденции технологии арболитовых изделий

Лаушкина Валерия Александровна,

Иващенко Юрий Григорьевич,

Тимохин Денис Константинович

На сегодняшний момент в России наблюдается увеличение темпов и объемов строительства, в том числе и малоэтажного. В связи с этим растет спрос на новые виды конструкционно-теплоизоляционных материалов, как альтернативы традиционно используемым бетону, кирпичу, полимерам и дереву. На фоне данной тенденции стали востребованы композиционные изделия на основе древесного сырья (отходы деревообработки, лесозаготовок и однолетних сельскохозяйственных растений: костра конопли и льна, стебли хлопчатника и т.д.), минеральных и полимерных (древесно-полимерные композиты) вяжущих.

Проектирование таких строительных материалов на основе древесных отходов ведет к решению таких обширных задач, как: использование природных ресурсов за счет повторной переработки сырьевых материалов, а также получение новых видов продукции с высокими физико-механическими свойствами при относительно низкой рыночной стоимости (у исходных сырьевых материалов себестоимость ниже, чем у большей части традиционных конструкционно-теплоизоляционных материалов).

К таким строительным материалам относится арболит, состоящий из подобранной смеси вяжущего, органических заполнителей растительного происхождения, воды и различных химических модификаторов.

Организация производства строительных материалов, в частности легкого арболитобетона, с использованием в качестве сырьевых компонентов крупнотоннажных отходов промышленности и сельского хозяйства представляет актуальную проблему в рамках реализации программы «Стратегия развития промышленности строительных материалов» на период до 2020 г. и дальнейшей перспективы до 2030 г. [1, 2, 5, 6]

Накоплен значительный опыт в области технологии производства арболитовых изделий и конструкций, механизма структурообразования и свойств, применения арболита на основе цементных вяжущих. Известно, что на качество арболитовых изделий влияет соблюдение установленных параметров технологических операций, режимов формования, твердения и выдержки изделий, марка и вид вяжущего, оптимальный состав смеси. Но основополагающую роль играет кондиционность и вид древесного заполнителя. [4]

Древесина представляет из себя сложное химическое соединение, имеющее в составе множество химическиактивных компонентов. Основная их часть - это высокомолекулярные соединения и в независисмости от вида древесины они содержат одни и те же вещества в разных соотношениях, преимущественно целлюлозу, гемициллюлозу и лигнин, составляющие до 90-95% массы абсолютно сухой древесины и образующие клеточную стенку, оставшиеся 5-10% составляют экстактные вещества, переходящие под действием щелочной среды в цементный раствор.

В лиственных порода выявлено большое количество соединений, в основе которых полисахариды и дубильные вещества, под действием щелочей и воды переходящих в растворимое состояние и отрицательно влияющих на схватывание цементного теста и итоговую прочность цементного камня. Данные соединения замедляют скорость схватывания, а при высоких концентрациях задерживают образование продуктов гидратации цемента, что приводит к «цементному отравлению». Возникает необходимость введения минерализаторов, нейтрализующих вредное воздействие сахаров, дубильных веществ. [4]

В исследованиях М.И. Клименко доказано, что твердение арболита на гипсовых вяжущих происходит в более короткие сроки по сравнению с арболитом на цементном вяжущем. Также потребность в минерализаторах арболитовой смеси отпадает, т.к. гипсовый раствор обладает нейтральной средой. Согласно А.А. Акчабаеву, понижение прочности гипсоцемента и гипса от воздействия сахарозы, дубильных и экстрактивных веществ намного ниже, чем понижение прочности портландцемента. Таким образом, основываясь на множестве имеющихся данных, можно прийти к выводу, что влияние редуцирующих веществ древесины не оказывает значительного воздействия на сроки твердения и прочность арболита на основе гипсового вяжущего. [3] строительный древесный гипсовый арболитобетон

Технология производства арболита на основе гипсовых вяжущих имеет много общего с технологией производства цементного арболита, за исключением некоторых этапов. Технологический процесс состоит из следующих основных переделов: дробление и подготовка заполнителя (древесины) по гранулометрическому составу, обработка заполнителя модификатором, дозировка компонентов арболита, приготовление арболитовой смеси, укладка ее в формы и уплотнение, вызревание при положительных температурах, транспортировка изделий на склад. [7]

Анализ литературных данных показывает, что выделяют два основных направления технологии формования изделий на основе арболита. Согласно традиционному направлению крупнопористую арболитовую смесь уплотняют с помощью механического воздействия в виде весового или гидравлического вибропригруза. Второе направление является наиболее современным, где применяют легкоподвижные поризованные арболитовые смеси, уплотняемые на стандартных виброустановках. При такой технологии повышается однородность готового арболита, морозостойкость, а также снижается коэффициент теплопроводности и ряд других строительных свойств арболита. [3]

Использование гипсовых вяжущих (высокопрочного гипса) имеет преимущества перед портландцементом:

1. При равных расходах вяжущих и их активности, изделия на основе высокопрочного гипса имеет меньший объемный вес и большую прочность;

2. При производстве арболита на высокопрочном гипсовом вяжущем, проявляется свойство его расширения при твердении. Расширение вызывает внутренние напряжения, способствующие значительному увеличению прочности готового изделия;

3. Производство арболита на высокопрочном гипсе проще, чем на портландцементе, а арболитовые смеси обладают большей технологичностью;

4. Общая продолжительность работ на строительной прощадке при возведении монолитных конструкций из арболита на высокопрочном гипсе в несколько раз быстрее, чем на основе портландцемента.

Производство арболита и изделий на его основе имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционно используемыми строительными материалами: утилизация неиспользованных отходов деревообработки с целью получения заполнителя; снижение массы здания и упрощение монтажа конструкций при строительстве; отсутствие необходимости в высококвалифицированных монтажниках и механизмах большой грузоподъемности; снижение трудоемкости производства, монтажа; возможность изготовления панелей полной заводской готовности размером на комнату. [1]

Таблица 1 - Сравнительные технико-экономические показатели стеновых материалов.

Анализ данных показывает, что при производстве арболита на гипсовом вяжущем требуются сравнительно низкие удельные капитальные вложения для изготовления 1 м² конструкции. Конкурентноспособность применения арболита в малоэтажном жилищном строительстве и строительстве зданий производственного назначения предопределяет организацию заводского изготовления стеновых блоков в ряде районов Саратовской области.

Библиографический список

1. Арболит - эффективный строительный материал / И.Х. Наназашвили. - М.: Стройиздат, 1984.- 125с.

2. Исакулов, Б.Р. Исследование прочности и деформативности поризованного арболита на основе отходов хлопчатника: дис. … канд. техн. наук: 05.23.05 / Б.Р. Исакулов. Владимир, 2013. 137 с.

3. Клименко, М.И. Исследование арболита на основе высокопрочного гипса: автореф. дис. … канд. техн. наук: 05.23.05 / М.И. Клименко. Саратов, 1970 г.

4. Маменов, М.А. Разработка арболита на основе гипсосодержащих отходов производства фосфатных удобрений: дис. … канд. техн. наук: 05.23.05 / М.А. Маменов. Москва, 1983. 230 с.

5. Сара, Г. Теплоизоляционный материал на основе отходов хлопчатника Центральной Африки: дис. … канд. техн. наук: 05.23.05 / Г. Сара. Владимир, 2013. 128с.

6. Сафин, Р.Г. Современные строительные композициционные материалы на основе древесных отходов / Р.Г. Сафин, В.В. Степанов, Э.Р. Хайрулина, А.А. Гайнуллина, Т.О. Степанова//Вестник казанского технологического университета, изд-во: Казанский национальный исследовательский технологический университет. 2014. том: 17. № 20. С. 123-128.

7. Щибря, А.Ю. Эффективный теплоизоляционный материал из поризованного арболита на рисовой лузге: дис. … канд. техн. наук: 05.23.05 / А.Ю. Щибря. Краснодар, 2000. 172 с.

Аннотация

УДК 691.3

Современные тенденции технологии арболитовых изделий. Лаушкина Валерия Александровна, Иващенко Юрий Григорьевич, Тимохин Денис Константинович, ФГБОУ ВО «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.»

В данной работе представлен обзор современных способов производства теплоизоляционно-конструкционного арболита на основе различных вяжущих, проведен сравнительный анализ производства арболитовых изделий на основе гипсового и цементного вяжущих, представлены сравнительные технико-экономические показатели.

Ключевые слова: арболит, высокопрочный гипс, органический заполнитель, модификатор.

Abstract

Modern trends in wood-concrete products technology. Laushkina Valeria Alexandrovna, Ivashchenko Yuri Grigoryevich, Timokhin Denis Konstantinovich, Federal State Educational Institution of Higher Education «Saratov state technical University named after Y. A. Gagarin»

his paper presents an overview of modern methods of production of thermal insulation, structural wood-concrete based on different binders, а comparative analysis of the production of wood-concrete products based on gypsum and cement binders, presents comparative technical and economic indices.

Keywords: wood-concrete, high-strength gypsum, an organic filler, modifier

Размещено на Allbest.ru