Экология/ Промышленная экология

Дуйсебаева С.Т.

Таразский государственный университет им. М.Х. Дулати

Казахстан

Определение влияния экстрактов коллагена на основные свойства цементов

Вопросу экологичности материалов для строительства и отделки жилых домов ранее не придавалось большого значения. Причиной тому были не только экономические аспекты, но и недостаточное понимание тесной взаимосвязи здоровья человека и тех материалов, что его окружают.

С развитием экологической науки данная связь стала видна даже не специалисту. Сегодня материал можно назвать экологически чистым, если он: не выделяет токсичных и раздражающих веществ; имеет минимальную естественную радиоактивность; производится по технологиям, оказывающим минимальный вред окружающей среде и персоналу предприятия и т.д.

Основной материал, из которого в настоящее время строят как промышленные предприятия, мосты, гидротехнические сооружения, так и жилые дома, - это железобетон

Производители строительных материалов изыскивают различные способы повышения экологичности железобетона. Основное направление здесь - поиск методов снижения доли портландцемента, необходимого для производства изделия, поскольку именно он вносит наибольший вред окружающей среде, как при производстве, так и эксплуатации и утилизации.

Один из традиционных способов - использование химических добавок - веществ, которые при введении их в исходные цементные смеси повышают прочность бетонных изделий. А если повышения прочности не требуется, то химические добавки позволяют снизить расход цемента, что приводит к повышению экологичности изделия.

Еще один способ - снижение расхода цемента за счет введения в исходную смесь органических заполнителей, которые займут большую долю объема в изделии, оставив для цементной матрицы меньший объем (а следовательно, и массу).

Применение органических заполнителей в бетоне не ново и такие материалы, как деревобетон, опилкобетон, ксилолит, фибролит, асболит давно известны в строительстве.

Мы сосредоточили свое внимание на таком свойстве бетонного материала как упругость. В этой связи нами была выдвинута гипотеза, что в бетонных покрытиях должны быть демпфирующие добавки. Выбор был остановлен на отходах кожевенной промышленности, представляющих собой стружки длиной до 5-10 мм, состоящие в основном из коллагена.

Фибриллы коллагена обладают огромной прочностью и практически нерастяжимы. Они могут выдерживать нагрузку, в 10 000 раз превышающую их собственный вес.

Преимуществом производством бетона с коллагеновым наполнителем, по сравнению с другими бетонами на органических заполнителях является то, что технология его изготовления во многом приближается к технологии производства изделий из обычных бетонов.

Для нас представляет интерес выявления влияния экстрактивных веществ на сроки схватывания цемента и его основные свойства. С этой целью, нами были отобраны фильтраты от экстрагирования коллагена в воде при температуре 20 и 80°С, а также растворе Са(ОН)2, которыми затворили цемент. Контрольными служили образцы, где цемент затворяли обычной водопроводной водой. Здесь следует отметить, что экстракты были усреднены (перемешаны), т.е. не были разделены по виду коллагена, отобранного из подошвы и верха обуви, а также из хромовых кож.

Опыты показали, что при затворении цемента экстрактами коллагена, полученными при 20 и 80°С прочность образцов в 28 суточном возрасте повышается на 3,5- 10,7 % и 1-3% на изгиб и сжатие соответственно.

Испытания образцов, затворенных экстрактом, полученным в растворе Са(ОН)2 показали некоторое снижение прочности на изгиб- 1,8% и сжатие-6%. Такое снижение прочности образцы укладывается в ошибку опыта, а Прочностные показатели соответствуют марке цемента.

Таким образом, можно заключить, что экстрактивные вещества из коллагена не оказывают вредного влияния на физико- механические свойства цемента. Незначительное снижение прочности образцов изготовленных с применением экстракта, полученного в растворе Са(ОН)2 не может служить препятствием для применения коллагена в качестве наполнителя в бетонах.

Литература

1.Едаменко А.С. Экологические аспекты применения различных строительных материалов. Международный научно-исследовательский журнал: Сборник по результатам International Research Journal Conference VII / под ред. А.В. Миллер. – Выпуск 2 Часть 1. – Екатеринбург : МНИЖ, 2012.

2. Орентлихер Л.П. Бетоны на пористых заполнителях в сборных железобетонных конструкциях. - М.: Стройиздат, 1983, с.141.

З. Cулейменов Ж.Т., Кожагелды Б.Ж. Асфальтовый бетон на основе серы и некондиционного сырья Жамбылской области.// Инновационные технологии в образовании и подготовке кадров по естественно-техническим наукам: МНПК.- Тараз, 2007.- С.327-329