| Вследствие того, что прослойки цементного камня толщиной 0,054-0,365 мм, т.е. вяжущего, в основном расходуются на проклейку древесных частиц заполнителя и не в состоянии обеспечить их защемление, повышения прочности структуры арболита можно достичь следующими предлагаемыми нами способами:
- физико-химической обработкой древесного заполнителя с целью повышения адгезионной прочности его сцепления с цементным камнем;
- введением в состав арболитовой смеси химических и полимерных добавок с целью повышения (адгезионной и когезионной прочности) сцепления в системе "древесина — цементный камень" и увеличения предельной растяжимости адгезионного соединения;
- повышением механического сцепления в структуре (защемление заполнителя), увеличением объема растворной части цементного камня путем ввода в состав арболитовой смеси тонкоизмельченных фракций минеральных добавок. Так как степень отрицательного воздействия влажностных деформаций древесного заполнителя на прочность арболита в большей мере определяется показателями сцепления двух различных по своей природе материалов (органического целлюлозного заполнителя и минерального вяжущего), то изучать влияние этих факторов целесообразно во взаимосвязи. Поэтому при выборе вида обработки древесного заполнителя моделей или модификации цементного камня с целью повышения сцепления в системе "древесина - цементный камень" ставилось такое условие. По возможности обеспечить также снижение влажностных деформаций путем стабилизации размеров (объема) заполнителя (т.е. снижать его гидрофильность) или повышать эластичность клеевой прослойки, увеличивающей растяжимость соединения.
При одинаковой шероховатости деревянных моделей адгезионную прочность можно изменять обработкой поверхности, что подтверждает наличие межмолекулярного взаимодействия на границе "вяжущее - древесина". При химической модификации поверхности древесного заполнителя эти соединения вступают в реакцию с гидроксильными группами целлюлозы и лигнина древесины. Даже незначительная модификация поверхности древесины вызывает изменение химического взаимодействия вяжущего и древесины.
В наших исследованиях были использованы следующие химические и полимерные вещества (соединения): хлорид кальция, хлорид алюминия, поливинилацетатная дисперсия, латекс СКС-65ГПБ, которые в той или иной мере влияли на упрочнение адгезионного соединения (древесина — цементный камень) . Были применены также высокотемпературная обработка моделей и уплотняющие минеральные добавки в виде тонкоизмельченных фракций известняка.
Исследования свидетельствуют о том, что наиболее эффективна пропитка раствором хлорида алюминия (плотностью 1,08). Увеличение адгезионной прочности наблюдалось во все сроки хранения. В 28-суточном возрасте прочность сцепления была на 67% выше, чем у моделей, обработанных раствором хлорида кальция равной плотности и на 570%, т.е. в 5,7 раза по сравнению с результатом, полученным, когда пластинки моделей замачивались в воде такое же время (15 мин), как и при пропитке в химических растворах.
Деревянные пластинки моделей, прошедшие высокотемпературную сушку при 160°С, показали повышенную прочность сцепления с цементным камнем (выше на 89%), чем без термообработки, но меньшую, чем при обработке раствором СаСl2 и AlCl3. Значительное повышение адгезионной прочности у термообработанных моделей может быть объяснено частично стабилизацией их объема, обусловливаемой образованием эфирных связей, сопровождающих потерю связанной воды, и переходом легкогидролизующихся веществ (простейших cахаров) "цементных ядов" и более труднорастворимые соединения [1].
Положительный эффект получен при обработке поверхности деревянных пластин моделей поливинилацетатной дисперсией или латексом совместно с одним из хлоридов (СаСl2 или AlCl3, а также при их введении в цементное тесто. При этом наряду с увеличением сцепления — сопротивления отрыву — значительно увеличивалась растяжимость адгезионного соединения вследствие повышения эластичности клеевой прослойки. Предполагается, что адгезия системы "древесина — цементный камень" обусловливается взаимодействием гидроксида кальция, образующегося при твердении портландцементного теста в контактной зоне с полярными функциональными группами компонентов древесины — целлюлозы, лигнина, гемицеллюлозы [6].
Силы связи между цементным тестом (превращающегося в дальнейшем в цементный камень) и стенками клеток древесины, могут быть объяснены положениями адсорбционной теории адгезии. Известно, что составные части древесины, в первую очередь целлюлоза, характеризуются структурной поляризацией (поверхности молекулярных цепей целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина несут отрицательный заряд) и поэтому должны хорошо соединяться с полярными веществами.
Однако различные участки годичных слоев — ранней и поздней древесины и стенок клеток — содержат неодинаковое количество целлюлозы, гемицеллюлозы, лигнина и других веществ и обладают разной степенью полярности, вследствие чего показатели адгезии составных частей древесины с цементным камнем различны. Поэтому при повышении сцепления древесного заполнителя с цементным камнем более эффективны те виды химикатов и добавок, которые более полярны.
|
|
