ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ

THE POSSIBILITY OF USING WOOD WASTE IN CONSTRUCTION доктор технических наук, профессор кафедры промышленного транспорта, строительства и геодезии Сушков С.И.

ФГБОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия»

Sushkov S.I.

FSBEI НРБ «Voronezh State Academy of Forestry and Technologies» Этот адрес e-mail защищен от спам-ботов. Чтобы увидеть его, у Вас должен быть включен Java-Script

DOI: 10 Л2737/2996

Abstract. The substantiation of sawdust concrete mixture which allows to produce building products with good range of durability and heat conductivity properties depending on purpose of products is given. The design procedure of components of a mixturer and results of calculation of components of a mixture and results of tests of received samples, and also the description of graph and rules of its use is resulted at definition of porosity structure of components of a mixture.

Keywords: sawdust concrete, walls, durability, heat conductivity, building mixture, sawdust, chemical additives.

Одним из наиболее перспективных материалов для малоэтажного строительства является опилкобетон. Это сравнительно дешевый строительный материал т.к. в нем в качестве наполнителя используются опилки, которые в качестве отходов скапливаются в большом количестве на различных лесоперерабатывающих и деревообрабатывающих предприятия. Особенно выгодно производство строительных материалов из опилкобетона, если оно будет расположено близко или входить в структуру этих предприятий.

Недостаточно широкое применение строительных изделий из опилкобетона объясняется тем, что в основном их выпускали на специализированных предприятиях, что практически сводило на нет возможности использовать практически такого малоценного продукта, как опилки, из-за дополнительных транспортных затрат. [2]

Возможности широкого использования опилкобетона обусловлены тем, что на его основе можно получать строительные материалы с широким диапазоном прочностных и теплоизоляционных свойств и таким образом использовать их как для несущих и капитальных стен, так и для перегородок.

Преимущество опилкобетона перед другими строительными материалами заключается в том, что он имеет сравнительно небольшую плотность в пределах 400...850 кг/м3 и низкую теплопроводность в пределах 0,08...0,17 вт/м Стены из опилкобетона толщиной 30 см соответствуют по теплопроводности стене из кирпича толщиной в 1. Следует также отметить повышенную сопротивляемость ударным нагрузкам, и таким свойствам не обладает ни один кладочный материал [1,2].

В малоэтажном строительстве как строительный материал опилкобетон отличается облегченной структурой в сочетании с экологичностью и эффективной теплоизоляцией. Имея крупнопористую структуру опилкобетон обеспечивает минимальный расход электроэнергии на обогрев и обеспечивает хороший воздухообмен.

Можно отметить широкие возможности использования опилкобетона: марки 5 - как теплоизоляционный материал, марки 10 - для наружных стен одноэтажных зданий и несущих внутренних капитальных стен и марки 25 - для наружных стен двухэтажных зданий и несущих внутренних капитальных стен.

Анализ применяемых аналогичных сырьевых смесей и наш опыт позволили прийти к выводу, что наиболее эффективно действуют добавки, если они берутся в определенном соотношении к основному компоненту, с которым они взаимодействуют, независимо от его количества - чем больше этого компонента, тем соответственно должно быть больше и добавки. Было установлено, что для ускорения отвердевания цемента количества сернокислого алюминия нужно брать в пределах 1,0... 1,2 % относительно массы цемента, а для эффективного нейтрализующего действия, не выделяемые из опилок «вредных ядов» достаточно от 8 до 12% жидкого стекла относительно массы опилок [3,5].

С учетом сказанного для любой определенной массы смеси МСм, можно определить массу составляющих смеси по формуле

где Мц_ масса цемента в смеси;

Мус- масса ускорителя отвердевания цемента;

Моп- масса опилок в смеси;

Мн- масса нейтрализатора и вредных ядов.

Значение Мус можно представить в виде Мус = *4 Мц (где кА - коэффициент учитывающий соотношение добавки к массе цемента), а значение Мн = к2М (где, к2 - коэффициент, учитывающий соотношение добавки к массе опилок).

В свою очередь состав цемента в смеси заранее устанавливается в зависимости от назначения строительного изделия, т.е. его тоже можно выразить как, Мц = к2Мсм# Где к2 - показатель, характеризующий для данной смеси количественный состав цемента (20, 30 или более %).

Количество опилок в смеси будет изменяться от количества цемента и его можно тоже выразить, как Моп = к3МСМ; но его значение заранее нельзя установить, т.к. это значение будет зависеть от состава всех других компонентов, но его можно будет рассчитать. [4,5]

Поскольку масса добавки Мн связана с массой опилок, то Мн = к4Мгде к4 - коэффициент, учитывающий соотношение добавки нейтрализатора и массы опилок.

С учетом сказанного, можно выражение (1) представить в виде

или

Если массу смеси принять за «1,0», то значение %, к2, к4 можно установить: кх=0,01...0,012; 14=0,2...0,8; к4=0,8... 1,2. И тогда можно рассчитать значение к3

Пример: Рассчитать состав сырьевой смеси при 30 % цемента в ней.

Примем массу смеси 100 кг.

Масса цемента, = к2^см т.к. к2 =0,3, то Мц= 0,3 ’ 100=30 кг

Масса ускорителя отвердевания цемента. Мус = Мц . Примем 14=0,01, Мус= 0,3 кг

Примем значение к4=0,1 и рассчитаем к3

Масса опилок будет равна

Масса нейтрализатора будет равна

Проверим:

Таким образом, можно для любой смеси с определенным содержанием цемента рассчитать состав всех компонентов.

Для апробации предложенной методики расчета состава смеси для опил- кобетона различного назначения на кафедре лесной промышленности, метрологии стандартизации и сертификации ВГЛТА были изготовлены опытные образцы изделий из опилкобетона, для чего использовались стандартные спаренные металлические контейнеры с размером полости 100x100x100 мм (рисунок 1). При изготовлении опытных образцов использовались бетономешалка, вибростол, электронные весы и другое лабораторное оборудование. Испытание образцов на прочность проводились на стенде с тарировочным устройством.

а) общий вид контейнеров; б) лабораторные образцы из опилкобетона

Рисунок 1 - а) общий вид контейнеров; б) лабораторные образцы из опилкобетона

На графике (рисунок 2) представлена зависимость предела прочности опилкобетона на сжатие в зависимость от процентного содержания в смеси цемента.

Зависимость предела прочности опилкобетона на сжатие

Рисунок 2 - Зависимость предела прочности опилкобетона на сжатие

Для определения содержания в смеси опилок, жидкого стекла и сернокислого алюминия использовалась разработанная нами номограмма (рисунок 3)

Номограмма для определения состава смеси

Рисунок 3- Номограмма для определения состава смеси

Для заданного в смеси количества цемента (в %) на оси абсцисс проводится вверх вертикальная линия до пересечения с линией, характеризующей количество цемента в смеси (Зона А). Далее от точки Oi вниз проводится вертикальная линия до пересечения с линией характеризующей количество сернокислого алюминия (Зона Б). Высота отрезка до точки 02 будет соответствовать количеству этого компонента. Горизонтальная линия от точки Oi определить количество опилок до точки 03в смеси (Зона В) в виде значения высоты отрезка от типа точки 03 до линии абсцисс. Высота отрезка от точки 04 до линии абсцисс определяет количество жидкого стекла в смеси

Пробная партия стеновых блоков из смеси, составленной на основе расчета ее компонентов по предлагаемой методике была изготовлена на установке, представленной на рисунок 4, которая работает следующим образом.

Установка для формирования опилкобетонных блоков

Рисунок 4 - Установка для формирования опилкобетонных блоков

В пульте управления имеются два пускателя, первый из которых используется для включения и выключения вибратора, а второй - для опускания и поднятия формы. Перед заполнением форма смазывается эмульсолом, после чего она заполняется приготовленной смесью. Подачей на себя рычага рукоятки фиксатора пригруз под собственным весом опускается на смесь. С помощью пускателя включается вибратор и происходит уплотнение смеси до тех пор, пока упорная балка не примет вертикального положения и не упрется во втулку пригруза. Нажатием второй кнопки пускателя форма поднимается вверх, а после того, как втулка формы упрется во втулку пригруза произойдет отжатие в сторону упорной балки и форма с пригрузом поднимется в крайнее верхнее положение. После этого пригруз фиксируется в верхнем положении.

Полученные результаты исследования показали, что в зависимости от назначения строительных конструкций можно заранее устанавливать состав сырьевой смеси для опилкобетона по предложенной методике и изготавливать строительные изделия с заданными прочностными и теплоизоляционными свойствами.

Библиографический список

  • 1. Мурзин, В.С. Технология композиционных материалов и изделий. Учебное пособие. Воронеж: ВГЛТА. 1999.106 с.
  • 2. Пошарников, Ф. В., Филичкина М.В., Мешков Д.А. Обоснование и разработка дополнительного участка в лесопильном цехе для переработки древесных опилок в опилкобе- тон. Актуальные проблемы лесного комплекса: сб. науч. тр. / под ред. Л. Т. Свиридова. Воронеж: ВГЛТА. 2010. С. 22-25.
  • 3. Филичкина М.В., Кондрашова Е.В. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2009613994. Программа подбора компонентов для формирования оптимального состава строительного материала на основе древесного сырья для проектных и строительных организаций. Воронеж: ВГЛТА № 2009612731; заявл. 3.06.2009; зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 28.07.2009
  • 4. Филичкина, М. В. Производство опилкобетона в условиях нижнего лесного склада. Саратов: Вестник Саратовского госагроуниверситета им. Н. И. Вавилова. 2010. С. 27-29.
  • 5. Пошарников, Ф. В., Филичкина М.В. Анализ структуры смеси для опилкобетона на основании многофакторного планирования эксперимента Москва: Вестник Московского государственного университета. Лесной вестник. 2010. С. 111-115.

УДК 674.8(075)

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >