Формирование структуры цементно-древесного композита при обработке известью древесного заполнителя

ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ЦЕМЕНТНО-ДРЕВЕСНОГО КОМПОЗИТА ПРИ ОБРАБОТКЕ ИЗВЕСТЬЮ ДРЕВЕСНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ

FORMATION OF STRUCTURE OF CEMENT-WOOD

COMPOSITE THE LIMINGWOODFILLER

Руденко Б.Д., Плотников С.М. (СибГТУ, г. Красноярск, РФ)

Rudenko B.D., Plotnikov S.M. (SibGTU, Krasnoyarsk, Russia)

Представлены результаты изменения прочности, плотности, водопоглощения образцов в зависимости от изменения содержания компонентов: цемента, древесины и воды. Древесные частицы предварительно обрабатывались, методом окунания в раствор извести, что делает их пригодными для применения в цементно-древесных материалах.

The results of changes in the strength, density, vodopoglo-tion of samples, depending on the changes of components: cement, wood and water. Wood particles were pre-treated with a, by dipping in a solution of lime, which makes them suitable for use in cement and wood materials.

Ключевые слова: Цемент, древесина, вода, прочность, плотность, водопоглощение, цементно-древесный композит, структура, формирование.

Key words: cement, wood, water, strength, density, water absorption, cement and wood composite structure, formation.

Для получения качественных цементно-древесных композиционных материалов требуется проведения некоторых операций по нейтрализации вредного влияния на цемент некоторых компонентов древесины.

Рассмотрим одну из таких операций, обработку древесного заполнителя известковым раствором. В результате окунания древесных частиц в цементный раствор, на их поверхности появляется покрытие, которое препятствует вредным компонентам древесины отрицательно влиять на процесс его твердения. В то же время известь хорошо совмещается с портландцементом. Если сравнивать с уже известными способами обработки древесных частиц известью [1], предлагаемый вариант проще и технологически более пригоден для встраивания в существующие процессы производства.

Так как поверхность заполнителя получила новые характеристики свойств, требуется исследовать, как это влияет на формирование свойств изучаемого композита при изменении количества компонентов: цемента, древесного заполнителя и воды.

Наиболее удобным инструментом для данного исследования является постановка эксперимента в системе диаграммы «состав-свойства», которые наглядно отображают взаимосвязь исследуемых факторов и характеристик композита.

Для выбора интервала варьирования компонентов, используем данные [2, 3], и определим границы в пределах: древесные частицы – от 20 до 50; цемент – от 25 до 60; вода – от 20 до 50 % по массе. Такой диапазон наилучшим образом характеризует исследуемую область существования факторов.

В качестве свойств исследуемого композиционного материала будем рассматривать прочность, плотность, водопоглощение, как наиболее полно характеризующие структуру материала. Прочность определялась на изгиб, размеры образцов 4 ´4´ 16 см, продолжительность твердения – 28 суток при комнатных условиях.

По методике [4], используя программу STATGRAPHICS по изучению смесей (Mixture), получим взаимосвязь исследуемых факторов. Для наглядности отображения исследуемых свойств, представим их в прямоугольной системе координат. Так как преобразование производится путем рассечения плоскостью треугольной диаграммы, на графиках представлены координаты точки этой секущей плоскости, отображающей характерные изменения, рисунок 1,2,3.

Как видим, наблюдается устойчивая связь, с повышением содержания цемента, увеличивается прочность, плотность и уменьшается водопоглощение. Водопоглощение в нашем случае характеризует пористость получаемого композита. Изменение изучаемых свойств, в зависимости от содержания древесного заполнителя и воды взаимосвязаны.

Обработка известью окунанием делает древесные частицы пригодными для цементно-древесных композиционных материалов. Для сравнения укажем, что прочность необработанных известью древесных частиц получается не более 0,2 МПа.

$C:\Users\владимир\Downloads\рис1И.jpg$

Рисунок 1 –Изменение прочности композита при изменении содержания компонентов в смеси

$D:\-- Мои документы\документы\публикации\сборники\БГИТА\2012БГИТА\ноябрь2012\рис2И.jpg$

Рисунок 2–Изменение плотности композита при изменении содержания компонентов в смеси

$D:\-- Мои документы\документы\публикации\сборники\БГИТА\2012БГИТА\ноябрь2012\рис3И.jpg$

Рисунок 3–Изменение водопоглощения композита при изменении содержания компонентов в смеси

Список использованных источников

1. Патент 2005109606, МКИ C04B38/00. Способ изготовления арболита /Трофимов В. И., Мартынова Н. С., Марченкова Ю. С.RU – N2005109606/03; заявлено 04.04.2005; опубликовано 09.10.2006.Бюл. № 22. – с 23

2. Влияние соотношения древесной стружки на свойства древесностружечных плит на цементном связующем / YanJian-min, YuYou-ming, BaoBin-fu, QianJun, YeLiang-ming, MaLing-fei // Zhejianglinyekeji = J. ZhejiangForest. Sci. andTechnol. - 2005. - 25, № 5. - С. 13-16.

3. Руденко, Б. Д. Исследование процесса и разработка технологии цементно-стружечных плит из древесины лиственницы [Текст] :дис. … канд. техн. наук: 05.21.05: защищена 17.10.80/ Б. Д. Руденко. – Красноярск, 1980. – 143 с.

4. Дюк, В. Обработка данных на ПК в примерах [Текст] / В.Дюк. - СПб.: Питер, 1997. - 240 с.