Главная  Материалы 

 

Заполнители органические

 

Наибольший объем в ИСК занимает заполняющий компонент (заполнитель). В бетонах и растворах, например, его содержание может быть до 95% по объему. Поэтому выбору качества и разновидности заполнителей всегда уделяется большое внимание. Применяют заполнители неорганические и органические; преимущественное применение имеют неорганические, особенно при производстве бетона, железобетона и асфальтобетона.

 

Заполнители неорганические, или минеральные, получают путем разработки месторождений рыхлых горных пород в виде песка или гравия, природного щебня. Широко используют дробленые горные породы — щебень, высевки, песок. Кроме природных, в качестве заполнителей применяют также искусственные, получаемые путем обжига глинистого сырья, других видов минерального сырья, дроблением металлургических щлаков.

 

Заполнители разделяются на мелкие и крупные. Отнесение к этим разновидностям по крупности зависит от размера наиболее крупного зерна. У мелкого заполнителя зерна не больше 5 мм, причем при просеивании остаток на сите с отверстиями 5 мм должен быть не более 5% по массе. Типичным представителем мелкого заполнителя является песок. У крупного заполнителя все зерна крупнее 5 мм. Размер наиболее крупных зерен в заполнителе также ограничивается: в зависимости от, разновидности ИСК в пределах 70-80 мм. Крупный заполнитель называют щебнем при угловатых зернах или гравием — при округлых зернах.

 

Заполнители характеризуют зерновым (гранулометрическим) составом. С целью определения зернового состава производят рассев пробы заполнителя через стандартный набор сит. Наименьшее отверстие в сите 0,14 мм, наибольшее — 70 мм. При лабораторном рассеве пробы заполнителя на ситах между двумя соседними ситами, например 10 и 20 мм или 1,25 и 2,5 мм, задержатся зерна различной крупности в указанных пределах, что составляет соответственно фракцию 10-20 мм или фракцию 1,25 мм. Нередко зерновой состав называют фракционным.

 

Фракционный состав заполнителя является непрерывным, если содержатся все фракции, на которые рассеивается заполнитель с помощью сит. Фракционный состав — прерывистый, если в заполнителе отсутствует одна или две фракции.

 

Плотную смесь заполнителя получают путем смешивания различных отдельно взятых фракций заполнителя, количество которых рассчитывают по соответствующим формулам или подбирают по графикам, иногда — опытным путем.

 

Зерновые составы плотных смесей приводятся в ГОСТе с указанием колебаний в содержании фракций, допустимых без снижения качества готовых материалов. При окончательном выборе зернового состава учитывают не только насыпную плотность смеси или ее пустотность, но и удельную поверхность. Желательно уменьшать удельную поверхность в плотной смеси, с тем чтобы сэкономить на расходе вяжущего вещества.

 

Кроме фракционного состава, насыпной плотности и пустотно-сти заполнителей при оценке качества определяют показатели прочности, морозостойкости (в отношении щебня), степень загрязненности посторонними примесями, форму частиц. Учитывают также состояние поверхности зерен заполнителя, так как чем более гладкая поверхность у зерен заполнителя, тем ниже, как правило, сцепление зерен с вяжущим веществом. При необходимости оценивают химическую стойкость, водостойкость и др.

 

Важной характеристикой заполнителя, особенно крупного, является величина насыпной плотности. Тяжелые заполнители показывают в россыпи насыпную плотность свыше 1000 кг/м Легкие заполнители облегчают конструкции и поэтому широко применяются в жилищном строительстве; их насыпная плотность составляет около 500 кг/м3.

 

Поскольку, как отмечалось выше, заполнители в ИСК занимают большую часть объема и поэтому их расход очень большой, то имеет значение стоимость заполнителей. В этом смысле всегда остаются предпочтительными заполнители из местных сравнительно дешевых материалов, в том числе из побочных продуктов местной промышленности. Однако требуется повышенное внимание к оценке их качества.

 

В теории ИСК предусмотрен показатель качества заполнителя, определяемый непосредственно в конгломерате по интенсивности изменения его свойств, например, прочности, определяемой по формуле (3. . В последней этот комплексный показатель выражен величиной п. Его числовое значение зависит от плотности зерновой смеси, формы и размера частиц, состояния поверхности зерен, их прочности, способности к адгезии с вяжущим веществом и других качественных характеристик заполнителя. Числовые значения комплексного структурного показателя п стремятся уменьшить путем промывки заполнителя, фракционирования, обогащения, обработкой ПАВ или другими технологическими приемами. Из формулы (3. очевидно, что чем меньше числовое значение и, тем выше положительная роль заполнителя в ИСК как структурного элемента.

 

Мелкие заполнители. К мелким заполнителям относится природный или искусственный песок. Как правило, наилучшими песками в ИСК являются кварцевые. Однако при производстве безобжиговых материалов (бетонов, асфальтобетонов и т. п.) их заменяют и другими природными песками. Во всех песках ограничивается содержание вредных примесей, к которым относятся глинистые и пылеватые фракции, сернистые и сернокислые соединения (пирит, гипс и др.), а также слюды, органические примеси (остатки неразложившихся растений, гумус, ил и пр.). Для разных конгломератных материалов устанавливают конкретные пределы допустимого содержания вредных примесей, которые учитываются в качестве обязательных условий при применении местных песков, и приводятся специальные методики определения различных вредных примесей.

 

Среди природных песков встречаются горные (овражные), речные, морские, барханные, дюнные и другие разновидности. Каждая из них имеет положительные и отрицательные показатели, проявляющиеся при использовании их в качестве мелких заполнителей: горные пески содержат повышенное количество глинистых и органических примесей; морские кроме кварцевых зерен могут иметь обломки раковин, снижающие прочность некоторых конгломератов (цементных бетонов и др.); речные и морские имеют излишне отполированную поверхность зерен, не обеспечивающую достаточного сцепления их с вяжущим веществом; дюнные и барханные пески сложены весьма мелкими частицами, не отвечающими требованиям стандарта. При тщательной проверке качества песков выбирают наилучшую разновидность и рекомендуют к применению в данном ИСК с учетом ее стоимости и требуемого расхода вяжущего вещества.

 

Особое внимание уделяется зерновому составу песка. Важно, чтобы содержание фракций в пределах 0,16—5,0 мм было таким, при котором обеспечиваются минимальные значения пустотности и удельной поверхности.

 

Модуль выражает частное от деления на 100 суммы полных остатков (в %) песка на ситах, начиная с сита с размером отверстий 2,5 мм и кончая ситом с отверстиями 0,16 мм. Полным остатком песка Ai на каждом сите называют сумму частных остатков щ на данном сите (в %). Частный остаток сч песка на каждом сите — это отношение массы т\ остатка на данном сите к массе т просеиваемой навески (в %): щ mi/т.

 

После предварительного отсева от природного песка зерен крупнее 5 мм модуль крупности песка Мк и полный остаток на сите с сеткой 0,63 мм должны соответствовать величинам, указанным в табл. 9.4.

 

Для повышения однородности зернового состава песок иногда Фракционируют, чаще всего на две фракции — крупную и мелкую: крупная — с размером зерен 1,25—5,0 мм, мелкая —.от 0,63 до ОД 6 мм. В необходимых случаях зерновой состав подбирают таким образом, чтобы он соответствовал кривым просеивания плотных песчаных смесей ( 9. . В правильно назначенном зерновом составе пустотность песка не превышает 38%. Всегда учитывают содержание воды, так как фактическая масса фракции в сухом песке Уменьшится, а при дозировании или приемке по объему учитывают, Что самый большой объем песок занимает при 5—7% влажно-сти (по массе). Косвенной характеристикой пустотности служит его насыпная плотность, которая у сухого кварцевого песка в рыхлом состоянии колеблется в пределах 1500— 1550 кг/м3, а в уплотненном встряхиванием состоянии — в пределах 1600—1700 кг/м3.

 

Дробленый, или искусственный, песок получают путем дробления свежих невыветре-лых магматических, метаморфических или плотных карбонатных осадочных пород, предел прочности которых свыше 50 МПа. При дроблении стремятся получить угловатую и кубовидную форму зерен, что в большой степени зависит от выбранного механического оборудования. Кроме горных пород для получения дробленых песков могут оказаться пригодными некоторые разновидности шлаков, кирпичного боя, шамотного легковеса (боя) и других побочных продуктов производства. Однако при использовании последних важно предотвратить попадание в получаемые пески всех тех вредных примесей, которые указаны выше в отношении природных песков. Весьма ценятся облегченные искусственные пески, получаемые измельчением природных и особенно искусственных легких заполнителей/Стоимость дробленого песка выше природного, поэтому его обычно применяют для улучшения природных мелкозернистых песков при ответственных строительных работах. Облегченные пески предназначены для керамзитобетона, вакулитобетона и других легких и особо легких конгломератов.

 

Крупные заполнители. В искусственных строительных конгломератах различного назначения в качестве крупного неорганического заполнителя применяют гравий и щебень. Тот и другой могут быть природными, добываемыми в соответствующих месторождениях, однако обычно под щебнем понимают не природный, а получаемый специальным дроблением материал.

 

Природный гравий представляет собой рыхлую смесь скатанных обломков размером от 5 до 70 мм. Горный гравий по сравнению с речным, морским и ледниковым обладает более угловатыми с шероховатой поверхностью обломками и большим количеством пылева-то-глинистых примесей. Обломки гравия, обработанные водой, имеют гладкую поверхность, что ухудшает ее сцепление с вяжущим веществом. Лучшей разновидностью гравия считается ледниковый, который менее окатан и имеет более равномерный зерновой состав. Все разновидности гравия (а также природного щебня и дресвы) характеризуются неоднородным петрографическим и минеральным составом, так как в их образовании участвуют разнообразные горные породы и минералы. Поэтому оценка их прочности производится на образцах средних проб с отбором из них зерен слабых и неморозостойких пород и определением их содержания в процентах по массе.

 

Прочность щебня характеризуется маркой и определяется по его дробимости при сжатии (раздавливании) в металлическом цилиндре. Значительное содержание в гравии выветрелых обломков осадочных и других пород (иногда до 40—60%) ухудшает их механические свойства; присутствие же обломков магматических пород (гранитных валунов) й песчаников повышает его качество. При разработке гравийных отложений производится разделение их по зерновому составу, поскольку другие виды обогащения затруднительны. Встречающиеся в них отдельные крупные глыбы и гальку подвергают дроблению, что хотя и увеличивает стоимость, но при этом повышает качество гравийного материала. Аналогичным путем поступают и при разработке отложений природного щебня, сложенного преимущественно остроугольными обломками размером до 100—150 мм. При содержании в гравии природного песка от 25 до 40% материал называют песчано-гравийной смесью. Применение гравия и песчано-гравийной смеси в производстве строительных материалов производится после предварительных лабораторных проверок прочности, морозостойкости и других показателей качества в зависимости от конструктивных особенностей сооружения.

 

Щебень — материал, получаемый дроблением горных пород, валунов, гальки или искусственных камней. Для этого применяют различные по конструкции и мощности камнедробильные машины ( 9. , от которых зависит качество получаемой продукции. Лучшей формой щебенок считается кубовидная или тетраэдрическая, размером 5—70 мм. Содержание щебенок лещадной и игловатой форм не должно превышать 10—15% по массе. Одновременно со Щебнем в камнедробильных машинах получают более мелкие песчанке (высевки) и пылеватые фракции, которые отделяются от него в процессе грохочения.

 

На качество щебня установлены требования в соответствующих 1 ОСТах в зависимости от его назначения (для бетона, асфальтобетона, легкого бетона и др.).

 

При производстве щебня из горных пород отдают предпочтение магматическим, особенно гранитам, габбро, диабазам, базальтам, а из осадочных — известнякам, доломитам, из побочных продуктов производства — шлакам доменного процесса, отходам керамического производства.

 

Широкое использование имеют легкие крупные заполнители. Природные заполнители получают дроблением пористых известняков, известняков-ракушечников, вулканических и известковых туфов и некоторых других пористых пород; искусственные — путем термической обработки в основном алюмосиликатного сырья с получением керамзитового, аглопоритового гравия или щебня, а также шунгизита, вакулита, вспученного перлита, термозита (шлаковой пемзы) и других пористых материалов с насыпной плотностью от 250 до 1100 кг/м Керамзитовый гравий и песок получают путем вспучивания в процессе ускоренного обжига (до 1^00°С) гранул из легкоплавкой глины. Вспучивание происходит вследствие выделения газообразных соединений (СОг и др.) внутри каждой гранулы. Аглопоритовый щебень и песок — путем спекания глинистой породы и отходов от добычи, переработки и сжигания каменных углей на специальных агломерационных металлических решетках с последующим дроблением продуктов обжига. Вакулитовый полый гравий получают путем накатывания слоя малопластичных высокодисперсных пород типа суглинков, супесей, зол ГЭС, сланцевых й других на «ядро» из легкосгораемого органического материала (опилок, торфа, лигнина и др.) и последующего обжига получаемых при этом сырцевых гранул. Сильно поризованные особо легкие щебень и песок получают при нагревании (обжиге) вермикулита, вулканического стекла обсидиана, кремнеземистой горной породы перлита и др. Так, например, при температурах 950—1200°С вода выделяется из перлита и вспученный перлит увеличивается в объеме в 15—20 раз. Получил расширенное применение шунгизит, сырьем для производства которого являются вспучивающиеся шун-гитовые сланцы, содержащие до 3% шунгита — углерода особой формы.

 

Если требуется повышенная прочность, то искусственный заполнитель получают утяжеленный. Для этого из маловспучивающегося глинистого сырья изготовляют керамдор, из регенерированной стекломассы — дорсил и др., качество которых обусловливается специальными требованиями заказчиков-строителей.

 

Заполнители сильно различаются между собой по прочности. Предел прочности при сжатии образцов, изготовленных из разных заполнителей, изменяется у тяжелых горных пород от 10 до 500 МПа, у легких — от 0,4 до 25 МПа. Принято, чтобы прочность заполнителя превосходила прочность конгломерата на 20—50%, но целесообразнее каждый раз обосновывать минимально допустимую прочность заполнителя по характеристике вяжущего вещества оптимальной структуры.

 

Для тяжелого бетона марки 300 и выше прочность исходной горной породы в насыщенном водой состоянии должна быть в 2 раза больше этой марки.

 

В настоящее время прочность крупного заполнителя определяют методом раздавливания его пробы в металлическом цилиндре с вычислением показателя дробимости по формуле Z)p= m -100, где

 

УП\ — проба щебня (гравия), кг; тг — масса остатка на контрольном сите после просеивания раздробленной в цилиндре пробы щебня (гравия), кг. По дробимости различают щебень (гравий) следующих марок: 1400, 1200, 1000, 800, 600, 400, 300 и 20 В пределах этих марок по дробимости при сжатии в цилиндре установлены допустимые содержания зерен слабых пород, т. е. с прочностью при сжатии в водонасыщенном состоянии образцов менее 20 МПа.

 

По морозостойкости щебень делится на шесть марок: Мрз 15, 25, ЮО, 150, 200 и 30 Числа марок соответствуют количеству циклов попеременного замораживания и оттаивания образцов, при котором потеря массы крупного заполнителя не превышает 5% (для Мрз 15 и 25 допускается потеря массы до 10%). Следует отметить, что эти требования к качеству щебня относятся в основном при его применении в бетонах. Для других видов ИСК технические требования несколько отличаются. Особое значение придается обоснованию наибольшей крупности зерен и зерновому составу: первое — исходя из размера конструктивного элемента, второе — по предельным значениям, которые даны в табл. 9.5.

 

Из таблицы следует, что зерновой состав крупного заполнителя зависит от Dmax — наибольшей крупности зерен щебня или гравия и от Anin — наименьшего размера зерен щебня или гравия. При назначении Дпах исходят не только из фактического состава материала (размера отверстия сита, на котором полный остаток не превышает 10% навески), но и из характера конструкции или изделия, для которого изготовляют конгломерат с применением крупного заполнителя. Так, например, в случае железобетона наибольшая крупность зерен не должна превышать 3А наименьшего расстояния между стержнями арматуры и не более Чг толщины плиты. Аналогичными соображениями руководствуются и в других конструкциях. В общем случае размер заполнителей не должен превышать 0,25—0,35 минимального размера конструкции и не больше 0,65—0,75 минимального расстояния между стержнями арматуры.

 

По крупности плотный гравий и щебень разделяют на фракции 5—10, 10—20, 20—40 и 40—70 мм просеиванием сухой пробы в количестве 10 кг через стандартный набор сит с размерами отверстий 70, 40, 20, 10 и 5 мм. По крупности пористый гравий и щебень применяют трех фракций: от 5 до 10 мм, от 10 до 20 мм и от 20 до 40 мм. Вместо фракций 5—10 мм в легких бетонах допускается применять фракции 3—10 мм, а вместо фракций 10—20 мм использовать фракции 10—15 мм.

 

Для всех разновидностей заполнителей имеет важное значение коэффициент размягчения — отношение предела прочности породы в водо-насыщенном состоянии к прочности при сжатии в сухом состоянии, поскольку он косвенно характеризует морозостойкость материала. Его величина для плотных заполнителей должна быть не менее 0,85, а при заполнителях пористых — не менее 0,8 и только в конгломератах теплотехнического назначения этот показатель должен быть не менее 0, Во всех случаях требуется учитывать требования последних стандартов на соответствующие разновидности тяжелых и легких заполнителей по показателям их качества.

 

Кроме зернистых используют заполнители иной формы. Большое распространение в технологии различных ИСК получают волокнистые заполнители, выполняющие в структуре функции армирующего компонента. Волокнистые заполнители направленного (ориентированного) или хаотического расположения увеличивают способность конгломератов к сопротивлению изгибающим и растягивающим нагрузкам. С этой целью используют короткие стальные волокна длиной до 25 мм и диаметром 0,005—0,015 мм, называемые фиброй, стекловолокно, волокна из расплава шлака, керамики, горных пород (например, асбеста, базальтов), которые имеют гораздо большие значения упругости по сравнению с ИСК, например бетоном. Внесение в состав волокнистого заполнителя несколько усложняет технологию ИСК, но приносит эффект в упрочнении конструкций, если только была обоснованно выбрана разновидность волокна. Так, например, обычное стекловолокно сравнительно быстро разрушается в щелочной среде цементного камня, поэтому у нас и за рубежом предложены составы щелочестойких стекловолокон.

 

В составе некоторых конгломератов, особенно на основе полимерных вяжущих веществ, нередко используют заполнители с частицами пластинчатой формы с образованием своеобразных композиционных материалов. Своеобразным видом «активного заполнителя» может быть и металлическая арматура, например стальная в железобетоне, часто выполняющая функции каркаса в ИСК, если ей придана форма сетки. Направленное расположение арматуры повышает анизотропность получаемого материала (подобно анизотропии кристаллов), что может благоприятствовать механическому упрочнению конструкции. Однако наблюдаются случаи, когда в эксплуатационный период нарушается сцепление вяжущего с арматурой. Тогда такой «заполнитель» становится мало активным, что отрицательно отразится на надежности конструкции в здании или сооружении. Определение разновидности и количества арматуры в теории железобетона производится специальным расчетом.

 

Во всех случаях необходима периодическая оценка заполнителей на содержание естественных радионуклидов.

 

В качестве древесных и других органических заполнителей используют отходы лесозаготовок (вершины, сучья, пни, корни и др.), лесопиления и деревообработки (горбыли, рейки, щепу, стружки и опилки), Одубину (отходы заводов дубильных экстрактов), сечку камыша, сельскохозяйственные отходы (рисовую солому, льняную и конопляную костру, стебли хлопчатника, подсолнечную лузгу), по бочные продукты целлюлозно-бумажной промышленности и др Основными являются древесные и сельскохозяйственные отходы.

 

Древесные заполнители. На качество ИСК, в которых применя ют древесные заполнители, оказывает влияние порода дерева. Древесные заполнители получают главным образом из отходов хвои, ных пород (ели, пихты, сосны и др.) и реже из отходов лиственны пород (осины, березы, бука и др.).

 

Органические заполнители применяют для производства теплоизоляционных, а также теплоизоляционно-конструкционных и конструкционных материалов и изделий: арболита, цементного фибролита, ксилолита, камышебетона, торфоплит, теплоизоляционных плит из костры льна, древесноволокнистых и древесностружечных лит и др.

 

Дробленку (дробленую древесину), представляющую собой пла стинчатые или игольчатые частицы длиной (вдоль волокон древеси ны) 2—20 мм и толщиной до 5 мм, получают из кусковых отходо (горбылей, реек, обрезков). Предварительно, до употребления дробленку длительное время (6—Л2 мес) выдерживают на складах.

 

Сырьевая база для получения древесных заполнителей остаетс практически неограниченной, поскольку ежегодный объем древес ных отходов составляет примерно 150 млн.м3, большая часть кото рых пока рационально не используется. У органических заполните лей имеется между собой много общего, в частности они имею близкие химические составы. За последние годы увеличилось внима ние к полимерным заполнителям.

 

Для древесностружечных плит, плит фибролита (для черного пола, перегородок, облицовки панелей стен и др.), теплоизоляционного материала используют стружку лиственных и хвойных пород.

 

Из древесных заполнителей более перспективными являются от ходы деревообработки. Их подвергают предварительной подготов ке с целью освобождения от загрязняющих примесей и получени частиц нужной формы (дробленка, стружки или древесная шерсть) размеров. Кусковые отходы древесины перерабатывают в два этапа Первичную переработку производят с помощью рубильных машин в результате чего получают технологическую щепу в виде ромбо видных кусков с размерами по длине волокон древесины 10—40 мм Щепа непригодна для изготовления ИСК, так как является слишко крупной, и изделия с ней имеют большую пористость и низку прочность. При вторичной переработке на молотковых мельница (дробилках) и стружечных станках технологическую щепу превра щают в дробленку и стружку. Кроме специально приготовленно~ стружки применяют также стружку и опилки от столярного и мебе льного производства. Древесную шерсть приготовляют из чурако на древесно-шерстяных станках.

 

При изготовлении изделий с применением цемента (например, арболита) стружки минерализуют раствором соли, например CaCh.

 

Состав дробления, % по массе: фракций размером 20—25 мм — не более 5; 10—5 мм — 30—35; 5—2 мм — 55—60; мельче 0,25 мм — не более Ее применяют при изготовлении арболита, т. е. деревобетона (с минерализацией) и теплоизоляционных плит (без минерализации). Под минерализацией понимается химическая обработка заполнителя, например хлористым кальцием.

 

Опилки в зависимости от характера распиловки разделяют на два основных вида — опилки от поперечной и продольной распиловки. При поперечной распиловке древесины на круглопйльных станках получаются более мелкие частицы, чем при продольной распиловке, с волокнистым строением. Эти опилки почти полностью проходят через сито с диаметром отверстий 2 мм, и основной фракцией в них является 1—2 мм. При продольной распиловке бревен на лесопильной раме получают опилки кубовидной формы разных размеров — от крупных частиц (7 мм) до пылевидных. Наибольшая часть опилок имеет размеры от 2 до 5 мм. Кубовидная форма частиц обусловливает высокое отношение торцовых поверхностей к боковым, вследствие чего материалы и изделия из опилок обладают повышенными водопоглощением и впитываемостью связующих веществ, так как показатели этих свойств вдоль волокон больше, чем поперек.

 

Размеры лепестков стружек, полученных на стружечных станках: длина 2—20 мм, минимальная толщина 0,1—1 мм.

 

По сравнению с другими древесными заполнителями опилки имеют некоторые преимущества. Вследствие однородного строения частиц они обладают хорошей текучестью, что важно при прессовании из них изделий. При увеличении давления прессования и температуры текучесть повышается. Пористость опилок (сумма пор частиц опилок и пустот между ними) составляет примерно 71—75% по объему, т. е. весьма значительная.

 

Древесная шерсть, применяемая для изготовления цементного фибролита, состоит из длинных тонких стружек (ленточек) длиной 500 мм, шириной 2—5 мм и толщиной 0,2—0,7 мм. Ее получают строганием специально приготовленных окоренных чураков длиной 0,5 м и диаметром 10—35 см; допускается применять более тонкие чураки диаметром 8—9 см, а также более толстые — диаметром свыше 35 см. С этой целью неделовую древесину — тонкомерный кругляк, дровяное долготье и отходы лесопиления (горбыль, срезки) — освобождают от коры и выдерживают в теплое время (весенне-летний период) в штабелях, распиливают пилой на чурки длиной 0,5 м и затем строганием на древесно-шерстяных станках готовят из чураков древесную шерсть. Ее сушат в конвейерных сушилках до влажности 20—25% и минерализуют.

 

Свойства древесных заполнителей. На качество ИСК большое влияние оказывают свойства древесных заполнителей.

 

Опилки, полученные при распиловке неокоренной древесины, содержат примеси коры, причем с увеличением размеров фракций опилок увеличивается и количество коры в них.

 

Важным свойством древесного заполнителя является его пористость, от которой зависит пористость ИСК. В заполнителе имеются поры внутри частиц и поры (пустоты) между ними. Пористость зависит от различных факторов — от крупности частиц, степени уплотнения и др. При средней плотности древесины 300, 500 и 700 кг/м3 (в абсолютно сухом состоянии) ее пористость равна соответственно 81, 68 и 55%. Для получения наиболее плотного ИСК необходимо подбирать смесь частиц древесного заполнителя с минимальной пористостью.

 

Опилки применяют для изготовления опилкобетона, гипсоопи-лочных блоков, ксилолита и др., причем используют отходы главным образом хвойных пород и значительно меньше — лиственных.

 

Древесные заполнители обладают значительным водопоглоще-нием. Вода поглощается оболочками клеток древесины (связанная, Или гигроскопическая влага) и капиллярами (свободная, или капиллярная влага), т. е. полостями клеток, межклеточными пустотами, а также сосудами (у лиственных пород). Количество капиллярной влаги в заполнителе зависит от общего объема капилляров в древесине, а водопоглощение — от крупности его частиц: чем они мельче, тем больше водопоглощение, так как увеличивается удельная поверхность. Наибольшее количество воды заполнитель поглощает в первые полтора часа, например древесная дробленка до 160—190% от абсолютно сухой массы.

 

Большое значение имеют средняя-плотность древесины и насыпная плотность древесного заполнителя, которые зависят от многих фактбров. Средняя плотность древесины колеблется в широких пределах — от 380 до 1100 кг/м3 (в абсолютно сухом состоянии), а насыпная, например осиновой дробленки, — 555 кг/м3, березовой — 247,2 кг/м3 (в абсолютно сухом состоянии).

 

При высыхании древесного заполнителя происходит уменьшение его объема (усушка). Усушка древесины связана с испарением влаги из клеточных оболочек; при удалении ее из капилляров усушки не происходит. Наибольшая усушка происходит поперек волокон (до 12%), а вдоль волокон она незначительна (0,1%). В целом усушка древесного заполнителя в ИСК вызывает дополнительные напряжения и влияет на деформативные свойства. Вследствие волокнистого строения древесный заполнитель вызывает некоторую анизотропию прочности ИСК.

 

Большое влияние на качество древесных ИСК оказывает и влажность древесных отходов. Влажность древесины у разных пород дерева различна, а для одной и той же породы она зависит от местоположения в стволе, от времени года, суток, от температуры и др. Значительно увлажненные отходы плохо поддаются переработке их в заполнители, например при переработке в стружку сильно увлажненной щепы частицы стружки становятся значительно разволокненны-ми и получается стружка низкого качества. Различия во влажности дерева, его отходов и, следовательно, в древесных заполнителях оказывают отрицательное влияние на однородность ИСК.

 

Содержание хвои в заполнителях должно быть не более 5%, а коры — не более 15% массы абсолютно сухой древесины. Не допускаются заполнители, имеющие гнилостный запах и гнили. Гниль необходимо удалить просевом заполнителей через сито с отверстиями 1,5—2 мм.

 

Древесный заполнитель обладает также гигроскопичностью, причем при поглощении влаги древесина набухает, что сопровождается давлением разбухания. Набухание происходит при поглощении влаги оболочками клеток, которые при этом увеличиваются в объеме, тогда как поглощение влаги капиллярами древесины набухания не вызывает. При расчете составов ИСК (например, арболита) учитывают набухание древесного заполнителя.

 

Ее готовят из зрелых стеблей камыша наиболее благоприятной зимней заготовки. Стебли камыша сначала режут на силососоломо-резке и затем дополнительно измельчают на молотковой дробилке. Частицы полученной сечки имеют длину 7—35 мм, ширину 2—6 мм и толщину 1—2 мм. По техническим требованиям наибольшая крупность сечки 5 мм.

 

Частицы древесного заполнителя обладают упругостью, которая отрицательно влияет на эффект прессования изделий, поэтому заполнитель длительно увлажняют горячей водой. В результате частицы древесины размягчаются, становятся менее упругими и легче сжимаются при прессовании.

 

Перед применением сечку подобно некоторым древесным заполнителям минерализуют.

 

Заполнители из камыша и костры. В разных районах нашей страны имеются большие заросли камыша. Сечку камыша применяют в качестве заполнителя при изготовлении арболита.

 

Конопляную и льняную костру применяют для изготовления арболита, причем наиболее широко используют конопляную костру. Льняную костру, кроме того, применяют для изготовления теплоизоляционных плит.

 

Средняя плотность сечки составляет 150—155 кг/м Насыпная плотность колеблется в широких пределах — от 60 кг/м3 для фракции 0—1,2 мм до 120 кг/м3 для фракции 5—10 мм, а межзерновая пу-стотность соответственно от 77 до 88%.

 

Насыпная плотность костры 100—120 кг/м3, влажность 17—22%. Костра имеет большое водопоглощение — через 8 ч оно достигает 450% по массе.

 

Костра лубяных культур — конопли и льна — является распространенным и дешевым сырьем. Ежегодный выход этой костры на заводах составляет в нашей стране около 1 млн.т.

 

Влажность конопляной костры, применяемой для арболита, должна быть не более 20% по массе, ее хранят в закрытом складе или под навесом.

 

Конопляная костра — это отход первичной переработки стеблей конопли на пеньку. Она представляет собой мелкие частицы раздробленной одревесневшей части стебля неправильной формы длиной 10—70 мм и в поперечнике-2—2,5 мм.

 

Использование древесных и других растительных заполнителей для изготовления различных ИСК дает возможность получать большой экономический эффект; уменьшить загрязненность окружающей среды.

 

До первичной обработки стебли конопли вымачивают 20—30 суток в естественных водоемах или в заполненных водой ямах, или в бассейнах с горячей водой на пенькоперерабатывающих заводах. Биохимические процессы происходят с вымыванием из костры во-до-растворимых веществ — Сахаров, органических кислот, минеральных солей. Ввиду небольшого диаметра стеблей конопли и большой их пористости экстрактивные вещества удаляются из них быстрее и более полно, чем из древесины. Такая обработка конопли защищает цементный камень от коррозии, поэтому при производстве арболита из конопляной костры ее не замачивают в воде с минерализаторами.

 

Гранулы пенополистирола применяют для получения легких бетонов и новых эффективных теплоизоляционных материалов — пе-нопластов. Одним из перспективных пенопластов служит фености-ропор ФСП (разработанный ВНИИстром), в качестве связующего в котором применяют фенолоформальдегидный олигомер.

 

Льняная костра состоит из узких тонких пластин длиной до 50, шириной до 3 и толщиной до 3 мм. Насыпная плотность ПО— 120 кг/м3, влажность (в отвалах) 15—20%, водопоглощение 220—240%, гигроскопичность до 25%. В ней содержится больше, чем в конопляной костре, вредных для цемента веществ; при применении с цементом ее минерализуют.

 

Насыпная плотность вспененных гранул составляет 15—20 кг/м3, а межгранульная пустотность — в среднем 40%.

 



Песколовки. Санитарно-химические показатели загрязнения сточных вод. "шлягер" каркаса. Систематизация факторов. Системы водоотведения на подтапливаемых территориях. Склады арматурной стали. Скользящая опалубка.

 

Главная  Материалы 



0.0094