Строительство и архитектура/4. Современные строительные материалы

Удербаев С.С., Алибеков Н.Б., Онайбеков Б.К.

Кызылординский Государственный университет им. Коркыт Ата, Казахстан

Исследование системы «целлюлозный заполнитель – вяжущее» в структуре арболита

В настоящее время актуальной проблемой является обеспечение строительной индустрии Казахстана эффективными стеновыми строительными материалами. Важную роль при производстве стеновых материалов играет использование отходов промышленности и сельского хозяйства. Одним из эффективных стеновых материалов является арболит. Технология изготовления изделий из арболита во многом приближается к технологии изделий из обычных бетонов. Предприятия по производству арболита в основном сосредоточены в регионах, где имеются большие ресурсы отходов деревообработки, лесопиления и лесозаготовок. В условиях же Казахстана и Средней Азии широкомасштабное производство арболита может базироваться на растительных отходах сельского хозяйства. Как известно, к таким сельскохозяйственным отходам относятся: сечка камыша, костра конопли или льна, рисовая лузга и солома, гуза-пая и др.

Несмотря на наличие многочисленных исследований в области совершенствования технологии арболита, дальнейшее изыскание путей эффективного использования отходов промышленности и сельского хозяйства и повышения тем самым качества выпускаемой продукции является весьма актуальным.

Поэтому в целях ресурсосбережения целесообразно наращивать темпы использования отходов промышленности и сельского хозяйства. Безусловно, такая программа будет содействовать существенному расширению номенклатуры строительных композитов на цементном вяжущем, производимых на новом техническом уровне, таких как, арболит, фибролит. В соответствии с этим направлением целесообразно изготовление арболитовых изделий для малоэтажного и сельского строительства [1-8].

Арболитовые изделия являются строительным материалом невысокой прочности, что связано в первую очередь из-за разной природы заполнителя и минерального вяжущего вещества. Использование же отходов сельского хозяйства и промышленности для производства арболита способствует не только развитию промышленности строительных материалов, но и решению вопроса использования крупнотоннажных отходов, что в сущности улучшает экологическую обстановку региона.

Разновидностями органических заполнителей являются: древесина, костра льна и конопли, стебли хлопчатника, камыш, рисовые лузга и солома, которые существенно отличаются от минерального заполнителя и имеют свои специфические особенности.

Целлюлозные органические заполнители в процессе приготовления арболитовой смеси выделяют в цементное тесто легкогидролизуемые вещества (простейшие сахара: сахарозу, глюкозу, фруктозу, крахмал, танины, смолы), чему способствует щелочная среда (рН=11-13). Известно, что сахара замедляют схватывание и твердение цементного камня. Поэтому все усилия исследователей и практиков были направлены на локализацию (нейтрализацию) экстрактивных веществ различными приемами. Один из распространенных и регламентированных ГОСТом 19222-84 «Арболит и изделия из него» является способ предварительной подготовки заполнителя замачиванием в воде в течение 15 мин и последующим стеканием воды из него, а также применение минерализаторов, образующих защитную пленку на поверхности заполнителя в виде геля кремниевой кислоты и т.д.

Целлюлозный заполнитель ещё более энергично, чем минеральный пористый заполнитель поглощает воду из бетонной смеси, обезвоживая контактную зону с цементным тестом, поэтому при производстве арболита снижение В/Ц возможно в очень больших пределах. Используемые для арболита заполнители имеют различную форму зерен, размеры и поверхность, что влияет на свойства арболита. Так, например дробленные стебли хлопчатника, распространенные в Средней Азии и Казахстана имеют значительное количество, способствующих релаксации арболитовой смеси и требующие обязательного фиксированного уплотнения методом вибропрессования. Рисовая лузга, солома и камыш имеют глянцевую поверхность, значительно снижающую сцепление их с вяжущим, что требует дополнительных мер в подготовительных операциях с этими заполнителями [8].

Изучение системы «целлюлозный заполнитель – минеральное вещество» показало, что наиболее активно на портландцемент воздействуют сахара в составе водорастворимых веществ заполнителя [3].

Однако низкую прочность арболита нельзя объяснить только наличием в целлюлозном заполнителе экстрактивных веществ. Прочность арболита на заполнителе, из которого максимально удалены водорастворимые вещества, повышается незначительно и не обеспечивает получение стабильных его свойств. Авторы [7] объясняют тем, что разрушение арболита обуславливается целлюлозным заполнителем из-за слабой их адгезии. Поэтому одним из резервов повышения прочности арболита является увеличение сцепления целлюлозного заполнителя с минеральным вяжущим и когезионной прочности.

Процесс подготовки заполнителя арболита заключается в обработке его физическими и химическими способами. К первому способу относится вымачивание заполнителя в воде с целью удаления водорастворимых веществ, ко второму способу используют минерализацию заполнителя растворами химических веществ, нейтрализующих экстрагируемые водорастворимые вещества [8].

Существует также термический способ обработки заполнителя. Известно, что в технике и технологии термический фактор, как наиболее эффективный, используется в самых различных целях.

Наметившийся в последнее время прогресс в технологии производства и внедрении арболита проявился в расширении номенклатуры вяжущих от гипсового, фосфорношлакового, белитошлакового, белитоалюминатного вяжущего, фосфогипса до полимерного вяжущего. Применение ряда этих вяжущих позволяет отказаться от применения химических добавок для нейтрализации водорастворимых соединений, негативно действующих на твердение цемента и тепловой обработки его.

Литература

1 Хрулев В.М., Рыков Р.И. Обработка древесины полимерами.- Улан-Удэ.: Бурятское книжное изд-во, 1984. - 144 с.

2 Прозоровский Г.Н. Анализ технологических схем формования изделий из арболита // В кн.: Арболит. Производство и применение. –М.: СИ, 1977. –С.132.

3 Акчабаев А.А. Основы прогрессивной технологии прессуемого арболита: дисс…. докт. техн. наук. ЛИСИ. - Санкт-Петербург, 1992. - 297 с.

4 Курдюмова В.М. Материалы и конструкции из отходов растительного сырья. - Фрунзе: Кыргызстан, 1990. - С. 16.

5 Минас А.И., Наназашвили И.Х. Специфические свойства арболита // Бетон и железобетон. 1978. №6. -С. 19-20.

6 Наназашвили И.Х. Строительные материалы из древесно-цементной композиции. – Ленинград: СИ, 1990. –418с.

7 Арсенцев В.А. Арболит. Производство и применение. –М., Стройиздат.-1977.- 348с.

8 Удербаев С.С. Ауыл-шаруашылық қалдықтары негізіндегі арболит бұйымдары технологиясының ерекшеліктері // Научно-технический журнал «Промышленность Казахстана». -2005. -№5(32). -С.94-95.