| Анализируя результаты исследования влияния физических и химических способов обработки древесного заполнителя на прочность арболита и его водопоглощение можно отметить следующее: хотя водная обработка — длительное вымачивание — не повышает стабильности размеров древесного заполнителя, однако позволяет до 15% повысить прочность арболита по сравнению с необработанным заполнителем. Происходит это вследствие улучшения сцепления заполнителя с цементным камнем из-за частичного удаления с его поверхности легкогидролизуемых веществ. Однако способ этот недостаточно эффективен, не обеспечивает высокой скорости нарастания первоначальной прочности и не может быть рекомендован несмотря на то, что нашел распространение в практике в виде предварительной обработки древесного заполнителя до минерализации его ускорителями твердения, так как водонасыщенный заполнитель хуже впитывает химические добавки. Гидрообработка горячей водой, хотя и усложняет технологию, может быть применена в цехах в северных районах страны, где дробленка может замораживаться.
Более высокие результаты получены при термической обработке древесной дробленки. В этом случае прирост прочности арболита в 28-суточном возрасте составил 26%, а водопоглощение снизилось на 15—20%. Уменьшение гидрофильности древесины и снижение ее влажностных деформаций после воздействия высокой температуры согласуется со свойствами других коллоидов, которые после высушивания при высокой температуре уменьшают поглотительную способность.
Причиной снижения гидрофильности древесины, представляющей собой ограниченно набухающий гель, после высокотемпературного нагревания является, по-видимому, необратимая коагуляция коллоидов, составляющих древесину, химическое взаимодействие ее высокомолекулярных компонентов и частичное превращение линейных полимеров в трехмерные. Оптимальные результаты термообработки древесного заполнителя были получены при t = 160°С в течение 14 мин.
Высокотемпературная обработка требует специального сушильного оборудования и ведет к дополнительным энергетическим затратам, поэтому применять термообработанную древесину целесообразно там, где возможно использование отходов от переработки пиломатериалов, прошедших камерную сушку. Обработка древесного заполнителя раствором хлорида алюминия позволила получить наиболее значительное снижение водопоглощения и повышение прочности арболита во все сроки твердения и в особенности в первые три дня. Так, в первый день прочность достигла 1,5 МПа, на третий день - 2,72 МПа, а в 28-суточном возрасте — 4,6 МПа. В сравнении с прочностью арболита на составах, рекомендуемых ГОСТ 19222-73 и Руководством 6-74 (марка 35) с соответствующей средней плотностью прочность возросла на 31,4%.
Повышение прочности арболита за счет снижения влажностных деформаций древесного заполнителя при обработке его раствором хлорида алюминия достигается, по-видимому, вследствие уменьшения отрицательного заряда древесины (гидрофильности) в результате блокирования полярных групп, в первую очередь, гидроксильных, расположенных на поверхности молекулярных цепей целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина древесного заполнителя. Соли алюминия гидролизуются в присутствии целлюлозы, образуя гидроксид алюминия (AlCl3 + ЗН20 = Аl(ОН)3 + 3НСl), который адсорбируется целлюлозой. Процесс "протравы" широко используется для повышения водонепроницаемости и придания водоотталкивающих свойств плащевым хлопчатобумажным тканям, состоящим из целлюлозных волокон. Адсорбирование целлюлозой гидроксида алюминия ведет к уменьшению ненасыщенных валентностей гидроксидов компонентов древесного заполнителя, а следовательно, к снижению гидрофильности отработанной древесины, что в свою очередь тормозит развитие влажностных деформаций.
Как показали исследования, у древесного заполнителя, обработанного раствором хлорида алюминия, резко снизилось набухание, особенно в первые часы. Снижение абсолютных деформаций древесного заполнителя и переменного давления, создаваемого им при набухании и усушке, положительно сказывается на прочности структуры арболита.
Предварительная обработка древесного заполнителя раствором хлорида алюминия имеет преимущество перед введением того же его количества в состав арболитовой смеси (Д/Ц = 0,6, В/Ц = 1,1, древесная дробленка 240 кг/м3, портландцемент 390 кг/мЗ) и позволяет повысить прочность арболита на 10-11%. Хлорид алюминия ускоряет также твердение портландцемента. В присутствии целлюлозы древесины протекает упомянутая выше реакция выделения соляной кислоты, которая гидролизует легко растворимые сахара в присутствии портландцемента, переводя их, по мнению ряда исследований, в менее растворимую форму — сахараты кальция [6]. Поэтому можно признать обработку древесного заполнителя раствором AlCl3 эффективно и комплексно действующим на систему "древесина — цементный камень": на древесный заполнитель — как стабилизатор размеров (снижающий набухание и усушку) и нейтрализатор легкогидролизующихся сахаров, а на твердение портландцемента — как ускоритель твердения (ранее эффективность добавки объяснялась ускорением твердения — [1].
|
|
