ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ГЛИНООПИЛОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ МАЛОЭТАЖНОГО ДОМОСТРОЕНИЯ
Андреева А.В. (ИПНГ СО РАН, г. Якутск, РФ)
Научный руководитель работы - к.т.н., с.н.с. Буренина О.Н.
Influence of technological parameters on durability has been investigated at compression of developed materials and their optimum values for reception of products with a high complex of properties are defined.
Для получения стабильных по свойствам материалов из глинистых грунтов необходимо модифицировать комплекс воздействий, включающий введение вяжущих веществ и других добавок в определенных соотношениях с выполнением необходимых технологических операций.
Известно использование для этой цели цемента в количестве 10-20 масс. %, который образует прочные и стойкие кристаллизационные связи с глинистым минералом, тем самым увеличивая прочность и снижая его гидратацию.
В качестве объектов исследования были выбраны глина месторождения Ой-Бесс Республики Саха (Якутия), опилки от механической обработки древесины хвойных пород и сухая бетонная смесь с полимерной фиброй «Ремстрим-100».
Глина Ой-Бесского месторождения относится к каолинит-гидрослюдистым группам глин. Наличие в составе глинистых грунтов каолинитовой группы со стабильной кристаллической решеткой и гидрофильностью создает удовлетворительную формовочную способность, среднюю пластичность, характеризует малую воздушную и общую усадки, что дает возможность изготовления из них безобжиговых строительных материалов для малоэтажного домостроения [1].
В качестве органического заполнителя использовали древесные опилки от механической обработки древесины хвойных пород. Опилки соответствовали следующими требованиям: размеры опилок характеризовались полным прохождением через сито с размером отверстий 10 мм; содержание примесей коры в опилках не более 10 %, а хвои – 5% к сухой смеси заполнителя; опилки не имели видимых признаков плесени и гнили, а также примесей инородных материалов.
В качестве модифицирующей минеральной добавки использовали сухую бетонную смесь с полимерной фиброй «Ремстрим-100» производства ТД «Стрим», которая обладает армировочными свойствами. «Ремстрим-100» обладает хорошей адгезией к бетону и металлу.
Для проведения исследований были изготовлены цилиндрические образцы диаметром 54 мм на технологическом оборудовании, разработанном в Институте неметаллических материалов СО РАН [2]. Формовочная влажность (W) варьировалась от 8 до 12 масс. %, усилие прессования (Р) – от 5 до 15 МПа, содержание органических добавок – от 5 до 15 масс. %, содержание «Ремстрим-100» - от 3 до 30 масс. %. Продолжительность сушки составляла 28 суток.
Анализ полученных экспериментальных данных показал, что прочность при сжатии образцов повышается с увеличением давления прессования от 5 до 10 МПа, а при 15 МПа наблюдается ее снижение. При усилии прессования 10 МПа композиты имеют прочность при сжатии 3,9 МПа, что на 56 % и 8 % больше прочности при сжатии образцов, полученных при усилии прессования 5 МПа и 15 МПа соответственно.
При повышении формовочной влажности от 8 до 12 масс. % предел прочности при сжатии увеличивается линейно, а от 12 до 17 масс. % снижается. Дальнейшее увлажнение образцов приводит к их разрушению при выемке из пресс-формы
Для улучшения физико-механических показателей безобжиговых строительных материалов для малоэтажного домостроения были проведены исследования по модификации этих материалов органическими и минеральными добавками и определено их влияние на прочность при сжатии.
Анализ полученных результатов показал, что прочность при сжатии образцов снижается линейно при увеличении количества вводимых древесных опилок от 5 до 15 масс. % на 20 %.
На основании полученных результатов заключили, что увеличение количества минеральной добавки приводит к линейному повышению прочности композитов от 3 до 30 масс. %, при этом показатель прочности повышается от 5,2 до 11,1, что на 53 % больше. Однако, учитывая показатели ГОСТ для глиносырцовых материалов (3,5 МПа), экономически выгодно использовать композиты с добавкой «Ремстрим-100» в количестве 3 масс. % для изготовления строительных материалов для малоэтажного домостроения.
Таким образом, на основе полученных данных разработан оптимальный состав и технологические режимы для производства мелкоштучных строительных материалов для малоэтажного строительства: глина – 80 масс. %, опилки – 5 масс. %, цемент – 3 масс. %, формовочная влажность – 12 %, оптимальное усилие прессования – 10 МПа.
Литература
1. Андреева А.В., Буренина О.Н. строительные материалы из модифицированного глинистого сырья для регионов холодного климата. // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. - №1. – 2011. С. 29.
2. Попов С.Н., Степанов И.И., Черский И.Н. Оборудование для полусухого прессования мелкоштучных строительных материалов // Неметаллические материалы и конструкции для условий Севера. – Якутск: ЯНЦ СО РАН, 1996. – С.81-87.