Строительство и архитектура/4. Современные строительные материалы

Д.т.н. Удербаев С.С., Бахтияров Б., Турсынбаева А.

Кызылординский Государственный университет им. Коркыт Ата, Казахстан

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ АРБОЛИТА НА ОСНОВЕ РИСОВОЙ ЛУЗГИ

В настоящее время утилизация отходов промышленности является одним из актуальнейших проблем различных стран. Проблема промышленных отходов тесно связана с экологической безопасностью. К направлениям утилизации относится ее использование в производстве строительных материалов, особенно стеновых материалов с улучшенными физико-механическими и теплотехническими свойствами. Значительные объемы сырьевых ресурсов для изготовления древесно-цементных строительных материалов образуются в сельскохозяйственном производстве [1].

Как известно, помимо заполнителей из древесных отходов в производстве арболита можно использовать отходы сельского хозяйства, такие как костры льна, кенафа, рисовую солому и лузгу, стебли хлопчатника. Необходимо учесть, что производство арболита в условиях Южного Казахстан базируется на использовании отходов сельскохозяйственного производства и применение в качестве заменителя части портландцемента – отходов промышленности зол ТЭЦ, то такую технологию можно считать обеспеченной сырьем.

В одной только Кызылординской области ежегодно при обработке риса-сырца образуется до 40 тыс. тонн рисовой лузги. Отходы сельского хозяйства всегда возобновляемы и их использование безусловно способствует охране недр и является одной из актуальных проблем. На основе указанных отходов можно изготавливать эффективные теплоизоляционные материалы – арболитовые изделия конвейерным способом [2]. Рисовая лузга как заполнитель по своим техническим характеристикам соответствует требованиям ТУ - 822-11-78. Плотность рисовой лузги составляет 737 кг/м³, а насыпная плотность в пределах от 80 до 150 кг/м³. По сравнению с древесиной в рисовой лузге содержание неорганических веществ и белковых соединений выше, в тоже время из гемицеллюлоз имеются только пентозаны [3,4].

Арболитовые изделия является строительным материалом невысокой прочности, что связано в первую очередь из-за разной природы заполнителя и минерального вяжущего вещества.

Одним из направлений повышения прочностных и деформативных показателей арболита является применение высокоактивных вяжущих. Нами было исследованы различные способы активации золоцементных вяжущих и их влияние на конченую прочность арболита (рис.1).

Рис.1. Влияние способов активации золоцементного вяжущего на прочность арболитовых изделий. 1- контрольный образец; 2 – мокрый домол вяжущего; 3 – мокрый домол с хлоридом бария; 4 – электромеханохимическая активация.

Из рис. 1 видно, что по истечении 3-х суток твердения арболитовые образцы на вяжущем, активированном предлагаемым комбинированным способом набирают прочность, равную 1,65 МПа, а к 28-ми суткам составляет около 3,4 МПа.

Испытания на водопоглощение проводили на образцах-кубах, пропитанных при нормальном атмосферном давлении и получены усредненные кривые (рис. 2) по результатам испытания.

Суточный показатель водопоглощения арболита на механо-электрополяризованном вяжущем составляет 26,5%, мокрого домола и мокрого домола с электролитом соответственно 30,9% и 34%, а для контрольных необработанных образцов составляет 46,9%. Таким образом, комбинированный способ активации вяжущего арболита снижает водопоглощение на 5-10% по сравнению с вяжущим мокрого домола (рисунок 2).

Линейное набухание контрольных образцов в воде составило от 1,8-2,1%, а образцов изготовленных предложенным способом составило 1,1-1,4%.

Рис.2. Кинетика водопоглощения арболита в зависимости от способов активации золоцементных вяжущих веществ. 1 – без активации; 2 – мокрый домол; 3 – мокрый домол с хлоридом бария; 4 – электромеханохимическая активация.

Водостойкость определяли при испытании арболитовых образцов на сжатие после 48-ми часового хранения в воде. Для арболитовых образцов, изготовленных на основе механо-электрополяризованного вяжущего изменение прочности составляло 20% по сравнению с прочностью в сухом состоянии. Величина коэффициента размягчения исследуемых арболитовых образцов составило 0,62….0,75.

Одним из основных факторов, определяющих долговечность арболита при длительной эксплуатации в естественных условиях, является его морозостойкость. Заполнение поровой структуры арболита вяжущим высокой дисперсности значительно снижает водопоглощающую способность материала, чем и объясняется повышение его сопротивляемости к попеременному замораживанию и оттаиванию в насыщенном водой состоянии. Морозостойкость арболита зависит от многих факторов, в том числе и от его строения, особенно от пористости, так как объем и распределение льда, образующегося в теле арболита при охлаждении, определяют величину возникающих напряжений и интенсивность протекания процесса ослабления структурных связей в арболите.

Анализируя результаты данных исследований можно отметить, что механо-электрополяризационный способ повышает адгезионную прочность арболита на 50 % по сравнению с образцами арболита приготовленных на вяжущем обработанном без электрической поляризации.

ЛИТЕРАТУРА

1. Наназашвили И.Х. Строительные материалы из древесно-цементной композиции. СИ. Ленинград. 1990. -418с.

2. Акчабаев А.А. Основы прогрессивной технологии прессуемого арболита. Дисс. на соиск.уч.степени докт.техн.наук. ЛИСИ. Санкт-Петербург. 1992. -297 с.

3. Бисенов К.А., Удербаев С.С. Отходы растительного происхождения - ценное сырье для производства конструкционно-теплоизоляционных материалов. Сборник трудов Международной конференции «Наука и образование – ведущий фактор стратегии «Казахстан-2030» (24-25 июня). Выпуск 2. Караганда, 2004.

4. Удербаев С.С. Комплексное использование отходов промышленности и сельского хозяйства в производстве строительных материалов. Сборник научных трудов Международной научно-технической конференции «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии». (30 июня-2 июля). Россия. Тула, 2004. с. 93-94.