Строительство и архитектура / 4 Современные строительные материалы

 

К.т.н. Петрушева Н.А.

Лесосибирский филиал Сибирского государственного технологического университета, Россия

Модифицирование арболита резиновой крошкой

Один из наиболее эффективных и рентабельных материалов, применение которых позволит снизить стоимость строительства - арболит, технология изготовления которого относительно несложна, а производство не требует больших капитальных вложений.

Однако арболит имеет и свои недостатки, главными из которых являются его неустойчивость к действию агрессивных газов, высокая влагопроницаемость (40-85%) и пониженная влагостойкость [1]. Наружная поверхность конструкций из арболита, соприкасающихся с атмосферной влагой, должна иметь защитный отделочный слой. Влажность воздуха в помещениях со стенами из арболита желательно поддерживать не выше 75%. Также недостатком арболита является высокий расход относительно дорогих материалов, таких как цемент и древесина, при его производстве [2].

С целью улучшения некоторых эксплуатационных свойств арболита в Лесосибирском филиале СибГТУ были проведены исследования, посвященные получению модифицированного арболита с добавлением резиновой крошки с кордовым волокном.

До недавнего времени резиновая крошка вообще не рассматривалась как сырье, в результате применения которого возможно получать какие-то материалы [3]. Сейчас области применения резиновой крошки постоянно расширяются: резиновой крошкой засыпают футбольные поля с искусственным травяным покрытием; напольные покрытия из резиновой крошки используют на детских и спортивных площадках; резиновая крошка используется для производства монолитных напольных покрытий и тротуарной плитки и т.д. Для применения резиновой крошки во всех перечисленных случаях к качеству исходного сырья предъявляются высокие требования: резиновая крошка должна иметь определенный фракционный состав и геометрическую форму, и не должна содержать текстильные и металлические включения. Между тем, известно, что сырьём для производства резиновой крошки являются использованные автомобильные шины, имеющие в своем составе текстильный или металлический корд.

В нашем случае подразумевается изготовление арболитовых блоков с добавлением резиновой крошки различной дисперсности и формы с добавлением кордового волокна в виде полураспушенной нити.

В ходе исследования был спланирован и проведен активный однофакторный эксперимент, управляемым фактором которого являлась массовая доля резиновой крошки ωрез в общей арболитовой композиции. Состав композиции для эксперимента приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Состав композиции для эксперимента, % 

 

Состав 1

Состав 2

Состав 3

Состав 4

Состав 5

Состав 6

Состав 7

Состав 8

Состав 9

Портландцемент марки М 400 ДО

46

46

46

46

46

46

46

46

46

Жидкое стекло

5,2

5,2

5,2

5,2

5,2

5,2

5,2

5,2

5,2

Натрия хлорид

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

0,2

Вода

15,7

15,7

15,7

15,7

15,7

15,7

15,7

15,7

15,7

Измельченная древесина

32,9

31,255

29,61

27,965

26,32

24,675

23,03

21,385

19,74

Резиновая крошка

0

1,645

3,29

4,935

6,58

8,225

9,87

11,515

13,16

Итого:

100

100

100

100

100

100

100

100

100

Эксперимент проводился использованием измельченной древесины лиственных, хвойных и смешанных пород согласно ГОСТ 19222-84 "Арболит и изделия из него. Общие технические условия".

Результаты эксперимента приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Физико-механические показатели

Наименование

показателя

Значение

Состав 1

Состав 2

Состав 3

Состав 4

Состав 5

Состав 6

Состав 7

Состав 8

Состав 9

Для арболита, изготовленного с заполнителем из лиственных пород древесины

Прочность на сжатие, МПа

2,2

2,4

2,5

2,57

2,7

3,5

3,2

3,6

3,9

Плотность, кг/м3

646,0

650,0

658,4

676,0

689,0

685,0

685,7

689,4

700,0

Влажность, %

9,8

9,0

9,0

8,6

8,5

8,0

9,15

9,0

10,0

Для арболита, изготовленного с заполнителем из хвойных пород древесины

Прочность на сжатие, МПа

1,0

1,2

1,3

1,7

2,1

2,15

2,2

2,4

2,9

Плотность, кг/м3

527,0

530,0

538,2

589,7

625,0

632,7

640,4

649,0

658,2

Влажность, %

11,0

11,4

12,0

10,9

9,8

9,5

9,4

11,7

12,3

Для арболита, изготовленного с заполнителем из смешанных пород древесины

Прочность на сжатие, МПа

1,8

2,45

2,5

2,6

2,65

2,7

2,8

2,9

3,2

Плотность, кг/м3

615,0

618,0

620,0

629,0

655,0

650,7

685,0

674,0

660,0

Влажность, %

10,0

10,2

10,0

9,5

9,0

8,8

8,7

8,85

9,0

Анализируя данные таблицы можно отметить повышение прочности на сжатие с увеличением массовой доли резиновой крошки в составе композиции. Значения для Состава 9 (максимальное содержание резиновой крошки) практически в два раза превышают значения для Состава 1 (композиция без резиновой крошки) не зависимо от вида органического наполнителя. Повышение прочности на сжатие арболита с увеличением массовой доли резиновой крошки можно объяснить замещением целлюлозного наполнителя, отрицательно влияющего на физико-механические свойства [4]. Лиственные породы показывают большую прочность на сжатие, потому что в них отсутствуют экстрактивные вещества, которые способствуют выделению «цементных ядов», препятствующих адгезии с цементом. Для хвойных пород зависимость имеет тот же самый характер, что и для лиственных, но на более низком уровне. Также смесь хвойных и лиственных пород показывает повышение прочности, хотя и более плавное. Это можно объяснить неоднородным перемешиванием арболитовой смеси и неконтролируемым присутствием лиственной и хвойной пород в каждой конкретной взвеске.

Как видно из таблицы 2, для арболита, изготовленного с заполнителем из хвойных пород древесины характерно наиболее стабильное увеличение плотности, но значения величины самые низкие из трех представленных вариантов заполнителей. Это можно объяснить тем, что по природе плотность хвойных пород ниже, чем лиственных. Лиственные породы предполагают наличие полостей клеток и микрососудов, которые заполнятся цементом, тем самым повышая плотность арболита [4].

Влажность абролита в зависимости от вида органического заполнителя и массовой доли резиновой крошки колеблется в пределах 8-12 %, что на наш взгляд связано скорее с самопроизвольными влажностными деформациями целлюлозного заполнителя, чем с наличием в композиции резиновой крошки. Полученные значения удовлетворяют ГОСТ 19222-84, согласно которого влажность арболита в изделиях при отгрузке не должна превышать 25%.

Таким образом, представленные результаты говорят о том, что введение в арболитовую композицию резиновой крошки с кордовым волокном положительно сказывается на некоторых эксплуатационных свойствах готовой продукции. Очевидно, нельзя сделать исчерпывающие выводы по трем физико-механическим показателям, приведенными в данной работе и исследования в данном направлении будут продолжены.

Литература

1. Арболит и его свойства. Арболитовые блоки в строительстве  [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.domsovetof.ru/publ/ sovety_dom_semjia/ovety_stroiteljstvo_remont/arbolit_i_ego_svojstva_arbolitovye_bloki_v_stroitelstve/28-1-0-3104, свободный.

2. Арболит [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.ecodomural.ru/index.php?option=com_content&task=view&id=55&Itemid=65, свободный.

3. Области применения резиновой крошки [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://eplit.ru/oblasti-primeneniya-rezinovoj-kroshki.html, свободный.

4. Наназашвили И.Х. Строительные материалы из древесно-цементной композиции / И.Х. Наназашвили — Ленинград: «Стройиздат», 1990 г. — 414 с.