I. Строительные и физико-механические свойства арболита

Стр 1 из 23Следующая ⇒

Наназашвили И.Х. Арболит - эффективный строительный материал. М., Стройиздат, 1984

Содержание

Введение

II. Специфические свойства органического целлюлозного заполнителя и их влияние на качество арболита

1. Химическая агрессивность заполнителей растительного происхождения по отношению к цементу.

2. Влажностные деформации древесного заполнителя и развитие давления набухания

3. Анизотропные свойства древесины

4. Проводимость и проницаемость древесного заполнителя

5. Низкая адгезия древесины с цементным камнем

6. Проявление упругих свойств при уплотнении арболитовой смеси

III. Особенности технологии арболитовых изделий и конструкций

IV. Пути повышения прочности арболита и интенсификация процесса его твердения

1. Теоретические основы разработки способов повышения качества арболита

2. Исследование контактной зоны в структуре арболита

3. Влияние различных факторов на адгезионную прочность системы "древесина - цементный камень"

4. Адгезия ранней и поздней древесины с цементным камнем

5. Повышение сцепления древесины с цементным камнем в структуре арболита

6. Влияние давления набухания древесного заполнителя на структурообразование арболита

7. Влияние объемных влажностных деформаций древесного заполнителя на прочность и стойкость арболита к влагопеременным условиям

8. Снижение влажностных деформаций древесного заполнителя

9. Влияние пленкообразующих добавок на физико-механические свойства арболита

10. Упрочнение каркаса структуры арболита путем увеличения растворной части при введении минеральных добавок

11. Повышение прочности арболита за счет модификации цементного камня

12. Повышение качества формирования структуры арболита путем улучшения режима уплотнения упругой арболитовой смеси

13. Улучшение формирования контактной зоны структуры арболита с учетом анизотропности и шероховатости древесного заполнителя

14. Интенсификация процесса твердения арболита и снижение коррозионной агрессивности среды арболита ингибиторами

V. Теплофизические свойства арболита

VI. Применение арболита в строительстве

VII. Производство и применение арболитовых плит для основания под полы

VIII. Применение арболита для строительства жилых и общественных зданий на селе

IX. Производство и применение мелкоштучных арболитовых блоков в малоэтажном строительстве

X. Технико-экономические показатели производства и применения арболитовых изделий и конструкций

Список литературы

Введение

ХХVI съезд КПСС наметил пути обеспечения дальнейшего роста благосостояния советских людей на основе устойчивого, поступательного развития народного хозяйства, ускорения научно-технического прогресса, более рационального использования производственного потенциала страны, всемерной экономии всех видов ресурсов. В соответствии с этим Партия и Правительство в Продовольственной программе, одобренной на майском (1982 г.) Пленуме ЦК КПСС, нацелили работников сельского хозяйства и промышленности на социальное переустройство села с целью создания необходимых условий для закрепления кадров и повышения продуктивности сельского хозяйства. В соответствии с Продовольственной программой предусмотрено опережающими темпами вести строительство благоустроенных жилых домов усадебного типа с хозяйственными надворными постройками и объектов культурно-бытового назначения на селе. Ноябрьский (1982 г.) и декабрьский (1983 г.) Пленумы ЦК КПСС остро поставили вопрос о дальнейшем повышении темпов, качества строительства и эффективности капитальных вложений. Это в большой мере относится к сельскому строительству. В одиннадцатой пятилетке в сельской местности должно быть возведено не менее 176 млн. м² жилья, расширено индивидуальное строительство. Выполнение такой грандиозной программы строительства на селе без снижения объемов городского и промышленного строительства возможно только при максимальном вовлечении местных сырьевых ресурсов и побочных продуктов (отходов) сельскохозяйственного и промышленного производства для изготовления эффективных местных строительных материалов. Для сельскохозяйственного производственного и малоэтажного жилищного строительства особенно эффективно применение конструкций и изделий из арболита, для изготовления которого имеется надежная сырьевая база в виде отходов лесной, деревообрабатывающей промышленности и сельскохозяйственного производства [1, 5, 9, 41, 42]. Арболит — легкий бетон крупнопористой структуры, получаемый подбором состава смеси из органического целлюлозного заполнителя (растительного происхождения), минерального вяжущего, воды и химических добавок. Особенность арболита по сравнению с такими аналогичными материалами, как фибролит, деревобетон, ксилолит и др., состоит в том, что для его получения пригодна более широкая номенклатура органических целлюлозных заполнителей различной природы (древесная дробленка, костра льна и конопли, сечка тростника, стеблей хлопчатника, рисовой соломы и др.), т.е. отходы производства, запасы которых в нашей стране практически неограниченны. В сельскохозяйственном строительстве изделия из арболита широко применяются в виде стеновых панелей и блоков. Haкоплен определенный опыт применения арболита при строительстве промышленных сооружений, жилых и культурно-бытовых зданий. На основе арболита можно также получать плиты покрытия и перекрытия, плиты основания под линолеум и паркет, теплоизоляционные изделия, пространственные конструкции и др. За рубежом использование отходов деревообработки для получения строительных материалов, подобных арболиту, на минеральном вяжущем и органическом целлюлозном заполнителе получило широкое распространение. Эти материалы, вырабатываемые по различным технологиям, имеют фирменные названия: "дюризол" в Швейцарии, "вундстроун" в США, "пилинобетон" в ЧССР, "чентери-боад" в Японии, "дурипанель" в ФРГ, "велокс" в Австрии. Изделия хорошо зарекомендовали себя и широко применяются при возведении одноэтажных и высотных зданий различного назначения [1, 28, 42, 63]. Отечественный и зарубежный опыт свидетельствует о том, что по строительным, экономическим и эксплуатационным свойствам арболит является эффективным строительным материалом. Поэтому арболиту в нашей стране уделяется большое внимание. В постановлениях ЦК КПСС и Совета Министров СССР от 23 июня 1976 г. "О неотложных мерах по созданию важнейших предприятий производственной базы строительства, осуществляемого в сельской местности Нечерноземной зоны РСФСР", и от 27 октября 1979 г. "О дальнейшем развитии заводского производства деревянных панельных домов и комплектов деревянных деталей для домов со стенами из местных материалов для сельского жилищного строительства" перед машиностроителями поставлена задача создать комплекты оборудования для производства конструкций и изделий из арболита и приступить к их серийному изготовлению, а также увеличить объемы производства и поставки жилых домов из арболита для сельского строительства. Госстрой СССР совместно с Госпланом СССР в августе 1979 г. разработали "Мероприятия по организации крупномасштабного производства и массового внедрения в практику строительства в 1980-1985 гг. конструкций и изделий из арболита", которыми предусматривается довести к 1985 г. проектную мощность предприятий по производству конструкций и изделий из арболита до 1,38 млн. м^З в год. В соответствии с этим была разработана целевая комплексная научно-техническая программа ОЦ.0.31, утвержденная постановлением Госстроя СССР, Государственного комитета СССР по науке и технике и Госплана СССР от 31 декабря 1980 г. Эта программа предусматривает дальнейшее развитие производственной базы по выпуску индустриальных конструкций и изделий из арболита и повышение его качества. На всесоюзной конференции по развитию производства и применения в строительстве эффективных конструкций и изделий из арболита (12-14 августа 1981 г.) была подтверждена актуальность расширения производства и применения эффективных ограждающих конструкций из арболита, получаемых на базе отходов лесопильно-деревообрабатывающих предприятий.

Производство и применение арболита позволяет снизить материалоемкость, энергоемкость, массу здания и удельные капитальные затраты на изготовление 1 м² стенового материала по сравнению с бетоном на пористых заполнителях. Одновременно решается и другая важная народнохозяйственная задача — защита окружающей среды от загрязнения отходами промышленного и сельскохозяйственного производства.

При современных темпах развития капитального строительства наблюдается интенсивный рост потребления местных материалов и продуктов их переработки. В то же время рост перерабатывающей промышленности опережает рост объема лесозаготовок, что истощает запасы леса в традиционных районах лесозаготовок, а освоение лесов в северных и восточных районах страны требует больших дополнительных капитальных вложений на строительство дорог. Поэтому неотложной становится задача комплексного использования сырья, максимальной утилизации отходов древесины. В стране ежегодно образуется более 110 млн. м^З отходов от лесопильного и деревообрабатывающего производства и 36 млн. м^З от лесозаготовок, а используют их далеко не полностью. Только в основных строительных министерствах объем неиспользуемых древесных отходов ежегодно составляет около 16 млн. м^З. Значительны сырьевые ресурсы и в сельском хозяйстве, где объем неиспользуемых отходов составляет ежегодно: костры льна и конопли около 0,9 млн. т, стеблей хлопчатника 2-2,5 млн. т и рисовой соломы 1 млн. т.

Неполное использование отходов лесоматериалов — большая экономическая потеря для народного хозяйства. Известно, что коэффициент выхода продукции при переработке древесины крайне низок. Так, для получения 1 м^З погонажных изделий расходуется 2,8—3,3 м^З, для выработки 1 м^З фанеры — 4 м^З, на изготовление мебельных изделий, соответствующих в пересчете 1 м^З древесины, более 5 м^З, а на изготовление несущих клееных деревянных конструкций (КДК), содержащих 1 м^З древесины, расходуется 2,6—2,8 м^З бревен 2-го и 3-го сорта. Необходимо изыскивать пути рационального и эффективного использования древесных отходов, в том числе и для создания строительных материалов, тем более что из 1 м^З отходов древесины (в плотных м^З) можно получить более 2 м^З строительных материалов, например фибролита, арболита, древесностружечных плит и др.

Один из наиболее эффективных и рентабельных способов использования древесных отходов — выпуск арболита, так как технология его относительно несложна, а производство не требует больших капитальных вложений. Эффективность применения арболита и практически неограниченные сырьевые возможности дают право рассматривать развитие производства арболита не как временную меру для ликвидации дефицита в стеновых материалах, а как одно из важных направлений в освоении местных строительных материалов. Применение арболита обеспечивает снижение расхода цемента. На изготовление 1 м² стены из арболита (приведенной толщины по теплозащите) требуется цемента на 30—35 кг меньше, чем при использовании керамзитобетона (хотя расход вяжущего на 1 м^З конструкций у арболита несколько больше), что обусловлено значительным уменьшением толщины стены из этого материала из-за его более высоких теплофизических свойств. Применение арболита для ограждающих конструкций позволяет также сократить энергозатраты. Арболитовая стена благодаря крупнопористой структуре материала обеспечивает высокое термическое сопротивление конструкции, а это дает возможность тратить меньше энергии на отопление. Последнее обстоятельство имеет особое значение для животноводческих помещений, где для поддержания нормальных условий требуются большие эксплуатационные затраты на вентиляцию.

Эффективность применения конструкций и изделий из арболита определяется возможностью существенного снижения массы зданий и сооружений и повышения их теплозащиты, уменьшения перевозок за счет использования местных материалов, снижения стоимости строительства. 1 м^З древесных отходов, использованных при производстве арболита, заменяет в строительстве 1,5 м^З пиловочника. При приведенной толщине стены по условиям теплопередачи масса ее 1 м² из арболита в 7—8 раз меньше, чем из кирпича, и в 2—3 раза меньше, чем из керамзитобетона. Стоимость 1 м² стены меньше соответственно на 3-4 руб и на 6-7 руб.

Эффективность применения арболита обусловлена также уменьшением удельных капитальных вложений на создание производственной базы, которые в 2 раза меньше, чем при организации выпуска панелей из бетона на пористых заполнителях. Изделия из арболита небольшой средней плотности (400-800 кг/м^З) обладают ценными строительными свойствами: они хорошо пилятся, гвоздятся, держат штукатурку и шурупы, обрабатываются режущим инструментом, трудно сгораемы и биостойки. Большое народнохозяйственное значение имеет развитие производства арболитовых конструкций в нефтедобывающих районах Западной и Восточной Сибири, а также в районах Крайнего Севера и Дальнего Востока, где осваиваются богатые природные ресурсы, а жилищное и промышленное строительство сдерживается из-за недостатка природных и искусственных минеральных пористых заполнителей для изготовления бетона. По данным Госстроя СССР при строительстве малоэтажных зданий конструкции и изделия из арболита эффективно заменяют кирпич, керамзитобетон, ячеистые бетоны и древесину, а по ряду эксплуатационных свойств превосходят их. Интересно сопоставить стены из разных материалов, имеющие эквивалентную толщину, обеспечивающую одинаковую теплозащиту (табл.1).

Таблица 1. Сравнительные технико-экономические показатели разных материалов на 1 м² стены

Показатели	Арболит	Керамзитобетон	Кирпич	Ячеистый бетон	Железобетон с минераловатным утеплителем
Удельные капиталовложения, руб.	9,5	28	25,9	25,1	30,4
Себестоимость, руб.	5,7	7,6	9	7,2	10
Трудоемкость, чел.-ч	2,7	4,0	8,6	3,6	4,3
Толщина стен, см	30	40	51	40	25

Все эти достоинства арболита способствовали широкому его применению при строительстве одноэтажных и двухэтажных жилых домов, гражданских и сельских производственных зданий. Дальнейшее расширение и совершенствование производства и применения арболитовых изделий и конструкций в строительстве позволяет решить такую неотложную задачу, как улучшение качества, повышение долговечности, обеспечение стабильных физико-механических свойств арболита при эксплуатации и повышение индустриальности конструкций из него.

Большой вклад в изучение технологических свойств арболита и влияния "агрессивности" (в частности, отрицательное влияние легкогидролизуемых сахаров на твердение цемента) компонентов древесины на процессы твердения портландцемента, а также внедрение арболита в строительство внесли отечественные и зарубежные исследователи: А.А. Акчабаев, Г.А. Батырбаев, Б.И. Бухаркин, Г.Е. Евсеев, М.И. Клименко, Е.Д. Маев, И.П. Мещерякова, А.И. Минас, Б.Н. Пономаренко, И.А. Рыбьев, В.И. Савин, С.Г. Свиридов, Н.И. Склизков, Б.Н. Смирнов, А.С. Щербаков, Д.Пакер, А. Карлсон, В. Сареток и др.

Автором исследовано влияние специфических свойств древесного заполнителя на процессы структурообразования арболита [20, 21, 28, 50, 51], изучались особенности адгезии древесины с цементным камнем и способы повышения сцепления между ними [31, 32, 35], а также пути повышения прочности и стойкости арболита при попеременном воздействии, увлажнения и высыхания. Изложенные в книге научные положения и практические рекомендации могут быть использованы исследователями и производственниками при совершенствовании технологии и повышении качества арболита, изделий и конструкций из него, а также сельскими тружениками, осуществляющими индивидуальное строительство жилых домов усадебного типа и хозяйственных надворных построек различного назначения (коровник, свинарник, птичник, сарай-хранилище, гараж и др.).

I. Строительные и физико-механические свойства арболита

Арболит - легкий бетон, получаемый на минеральном вяжущем и органическом целлюлозном заполнителе растительного происхождения. Поэтому арболиту присущи прочность, огнестойкость, биостойкость бетона и небольшая плотность, теплопроводность, легкость обработки режущим инструментом, гвоздимость древесины [1,9,43]. Поскольку больше всего изготовляется арболитовых изделий и конструкций на древесном заполнителе, наиболее изучен этот вид арболита. Средняя плотность этого материала (высушенного до постоянной массы) в зависимости от его марки и вида древесного заполнителя приведена в табл. 2. Таблица 2. Средняя плотность арболита

Марка	Средняя плотность, кг/м³
	Древесная дробленка из отходов		Одубина
	лесопиления и деревообработки	лесозаготовок	Одубина
5	400	500	550
10	500	550	600
15	600	650	700
25	650	700	750
35	700	750	800

Арболит, отвечающий требованиям ГОСТ 19222—73 "Арболит и изделия из него", имеет марки 5, 10, 15, 25, 35. Арболит марок 5 и 10 (со средней плотностью до 550 кг/м³) является теплоизоляционным, а марок 15, 25 и 35 — конструкционно-теплоизоляционным материалом. Его механическая характеристика приведена в табл. 3.

Таблица 3. Техническая характеристика арболита

Показатели	Заполнитель – дробленка из отходов
	лесопиления	лесозаготовок
Средняя плотность, кг/м³	400-700	500-750
Прочность при сжатии, МПа	0,5-3,5
Прочность при изгибе, МПа	0,7-1,0
Модуль упругости, МПа	200-1600	200-1200
Морозостойкость не менее, циклы	25-50
Водопоглощение, %	40-85
Усадка, %	0,4-0,5
Сорбционное увлажнение (при относительной влажности 40-90%)	4,5-12
Биостойкость	Биостойкий (V группа)
Огнестойкость	Трудносгораемый(огнестойкость 0,75-1,5 ч)
Коэффициент звукопоглощения (при частотах звука от 125 до 2000 Гц)	0,17-0,6

Как видно из табл. 3, у арболита со средней плотностью 400-800 кг/м³ предел прочности при сжатии 0,5-3,5 МПа. Такие невысокие прочностные характеристики могут объясняться химической агрессивностью заполнителя и его подверженностью значительным влажностным объемным деформациям. Установлено, что на прочность арболита значительно влияет его влажность. Особенно сильно изменяется его прочность при влажности от 0 до 25%, т.е. в пределах водонасыщения древесного волокна. Максимальную прочность имеет арболит, влажность которого равна 16-17%.

Прочность сцепления арболита с металлической арматурой в зависимости от марки арболита, вида профиля стержней (гладкий, периодический) и защитной обмазки равна от 0,1 до 0,4 МПа. Сцепление же фактурного слоя из цементно-песчаного раствора 1:3 (цемент, песок) составляет 1,5-1,6 МПа. Деформация арболита при кратковременной нагрузке (показатель сжимаемости) примерно в 8-10 раз больше, чем у бетонов на минеральных пористых заполнителях. Показатель сжимаемости равен 7,5-10-3, коэффициент Пуассона - 0,15-0,2.

Сорбционное увлажнение арболита зависит от его средней плотности, вида применяемого органического целлюлозного заполнителя и введенных добавок и при относительной влажности воздуха 40-90% находится в пределах 4,0-12%. Так как сорбционное увлажнение арболита невелико, материал - негигроскопичен. Он характеризуется достаточно большим значением водопоглощения, однако преимущество его заключается в том, что он легко отдает поглощенную воду, т.е. быстро высыхает. Уменьшить водопоглощение арболита в конструкциях можно, защитив его открытые поверхности различными покрытиями. С учетом повышенной усадки, изделия из арболита до монтажа должны иметь минимальную влажность, чтобы в зданиях не было усадочных деформаций. Долговечность ограждающих конструкций из арболитовых изделий характеризуется III степенью. По биостойкости арболит относится к V группе в соответствии с классификацией, предложенной ЦНИИСК. Арболит со средней плотностью выше 400 кг/м³ трудносгораем. Применяют его для изготовления изделий, эксплуатируемых в сборных и монолитных зданиях различного назначения. Наружная поверхность ограждающих конструкций из арболита, соприкасающихся с атмосферной влагой, независимо от влажностного режима внутренних помещений должна иметь защитный отделочный слой. С внутренней стороны панели предусматривается фактурный слой из цементно-песчаного раствора толщиной до 2 см. Арболит обладает более высокими теплозащитными и звукоизоляционными свойствами, чем бетоны на минеральных пористых заполнителях.

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 921; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!