Для снижения влажностных деформаций древесного заполнителя как показали поисковые эксперименты, наиболее эффективны следующие пленкообразующие добавки: мочевинофор-мальдегидная смола КС 11 (или КФ-МТ-П) как наиболее дешевая недефицитнаи и малотоксичная; натриевое жидкое стекло и измельченный известняк—отходы камнепиления. Кроме того, для этих целей эффективны раствор полиакриламида, вводимого одновременно с Л1С13* и Са(ОН)2 (гндроксид кальция), добавляемый совместно с (NH,)2C03 (карбонат аммония)

Анализ результатов исследований по выявлению влияния 00-работки древесного заполнителя различными пленкообразующи-ми составами на повышение прочностных характеристик арболита показал, что все подобранные составы позволяют в различной мере повысить прочность материала и снизить его водопоглоще-нис (рис 6.5 6 6). Целесообразность обработки древесного заполните пя маловязким раствором мочевиноформальдегидной смолы типа КС-И обусловливается полярной природой этого высокомолекулярного соединения. Повышение гидрофобное™ древесного заполнителя, покрытого тонкой пленкой смолы, является следствием блокирования адсорбционно-активных в воде гидро-ксидов макромолекул целлюлозы и других компонентов древесины в результате образования водородных и химических связей

между мстильными группами (—СНгОН) и гидроксидами древесины

Наилучшие результаты были получены при последовательной обработке древесного заполнителя сначала раствором хлорида аммония (NH«CI), а затем маловязким (30%-ной концентрации) раствором смолы KC-II Оптимальные значения прочности и во-лопоглощения имели место при расходе 4% смолы с NHaCI от массы портландцемента В этом случае предел прочности арболита при сжатии в 28-суточном возрасте составил 4,5 МПа при средней плотности 650 кг/м3, повысив прочность контрольного образца такой же плотности (см. рис 6.1) на 80% Эта полимерпаи пленкообразующая добавка в то же время обеспечила высокий темп набора начальной прочности. Так, за 1 сутки прочность составила 1,15 МПа, а за 3 суток —2,1 МПа; это имеет большое практическое значение для ускорения оборачиваемости парка форм и формующей оснастки.

Положительный эффект при обработке заполнителя раствором смолы можно объяснить следующим образом. Если исходить нз того, что набухание зависит от днпольности гндроксиль-пых групп древесины [II, 41, 56), то снижение влажностных деформаций древесины объясняется соединением введенных в стенки клеток (при пропитке) дипольных молекул незаконденси-рованной смолы со свободными гидроксильнымн группами целлюлозы. Более мелкие неполимеризованные молекулы, диффундируя в поры структуры, лучше фиксируются и, обладая большой полярностью, могут легче проникать в решетку полярных групп древесины.

С.З. Упрочение каркаса структуры арболита путем увеличения растворной части при введении минеральных добавок

Положительные результаты дала обработка древесного заполнителя композиционной добавкой, состоящей из измельченного известняка и натриевого жидкого стекла, вводимой в смеситель при приготовлении арболитовой смеси. Оптимальные значения предела прочности при сжатии и средней плотности арболита (рис. 6.7, 6.8) получены при следующем количестве вводимых добавок, %: натриевое жидкое стекло —2,5, измельченный известняк —25. Так, в 28-суточном возрасте прочность арболита составила 5 МПа при средней плотности 800 кг/м3, что на 31,4% превысило прочность, регламентируемую ГОСТ 19222 84 для арболита марки 35 на древесной дробленкс. Рост прочности наблюдался во все сроки твердения (через I сутки —0,9 МПа, через 3 суток — 2,48 МПа).

Как показали исследования (рис. 6.7), оптимальный размер зерен известнякового штыба 0,05 мм не превышает минимальной толщины прослойки цементного камня в структуре арболита. При использовании более крупной фракции эффект применения добавки известнякового штыба снижается из-за ухудшения контактов отдельных частиц древесного заполнителя в структуре арболита.

При обработке древесного заполнителя композиционной добавкой на поверхности его образуется минеральная пленка.

В резльтате взаимодействия дисперсной фракции известняка с натриевым жидким стеклом (с модулем не выше 2) образуется

силикат кальция, ускованис—твердение цементного теста, которое замедленно в присутствии органического целлюлозного заполнителя из-за содержания в его составе легкогидролизуе-мых Сахаров.

В процессе вызревания и высыхания арболита с добавками известняка пылевидной фракции и натриевого жидкого стекла образующееся при их взаимодействии твердое вещество содействует упрочению структуры.
В то же время дисперсная фракция известняка и натриевое жидкое стекло, образуя минеральный слой на поверхности древесного заполнителя, уменьшают возможность диффундирования легкогидролизуемых сахаров из заполнителя в цементное тесто. Образование минеральной пленки на поверхности органического целлюлозного заполнителя одновременно улучшает сцепление в системе «древесина — цементный камень» за счет большего количества растворной части и увеличения площади контактной зоны между отдельными структурными элементами. Предложенный состав может быть рекомендован для районов, имеющих карьерные разработки известняка, в том числе в Крыму, УССР, АзССР и др., поскольку при атом аффективно использование отходов лссонереработки и камнепилеиии. Такой состав был применен нами при производстве плит пола сборной стяжки в цехе арболитовых изделий Главбакстроя (г. Баку). Плиты пола из арболита марки 50 (класс В3,5) нашли применение в жилищном строительстве [43, 45, 52].

Введение добавки известнякового штыба в количестве 25% от массы вяжущего, рассчитанной на получение арболита марки35,
позволяет повысить эту марку до 50 или при получении марки 35 добиться экономии цемента до 15% за счет замены части цемента измельченным известняком (рис. 6.9).

Способ создания на поверхности агрессивного но своей природе по отношению к портландцементу органического целлюлозного заполнителя (древесина, камыш, сечка конопли, льна) минерального слоя из СаСОз (карбоната кальция) защищен а с. 660966 СССР, (способ разработан с участием автора).

Как видно из рис. 6.10, введение в арболитовую смесь Са(ОП)о совместно с (Н4)гС03 позволяет повысить марочную прочность арболита при расходе портландцемента, предусмотренном для чарки 35, и снизить его водоиоглощенне Такое улучшение свойств арболита можно объяснить образованием на поверхности древесного заполнителя минеральной пленки из СаСОз.

Получается она в результате реакции между двмя веществами (см. реакцию), благодаря чему заполнитель становится менее агрессивным по отношению к клинкерному цементу. Помимо этого улучшается адгезия древесного заполнителя с цементным камнем (известно, что СаСОз характеризуется высокой адгезией портландцемента).

Реакция на поверхности заполнителя протекает предположительно по следующей схеме:

Са(ОН), + (N11,)СО, = СаШ, + 211,0 f 2NII,

Обрабатывают древесный заполнитель растворами Са(ОН>2 и (NH4)2C03 в смесителе во время приготовлении арболитовой смеси. При непрерывном перемешивании в смеситель подают по­следовательно древесную дробленку, раствор Са (011)2, через короткий промежуток (NH^jCOi и последним цемент.

Анализ полученных результатов (см. рис. 6.101 свидетельствует о том, что оптимальное количество добавки находится в пределах 5. .6% массы цемента при следующем соотношении компонентов, % по массе: Са(ОН)2 67, (Мт4)гС03 — 33. Присутствие комплексной добавки при оптимальном соотношении компонентов позволяет снизить водопотребность (из-за выделения воды в процессе реакции между компонентами), доведя В/Ц смеси до 0,9, что положительно влияет на свойства арболита предложенного состава.

Введение в арболитовую смесь пленкообразующей добавки раствора полнакриламида совместно с хлоридом алюминия позволяет увеличить прочность арболита*. Полиакриламид— вы­сокомолекулярное синтетическое вещество, представляющее собой сополимер акриламида и карбоксильных групп. Наличием большого числа полярных карбоксильных групп можно объис-

нить улучшение прочности сцепления древесины с цементным камнем в композите «древесина — цементный камень». Водный раствор полиакриламида обладает флокулирующим действием, способен образовывать тонкие пленки, закупоривающие поры древесного заполнителя. В результате повышается гидро-фобность заполнители и уменьшается выход из древесины «цементных ядов», чему способствует также возрастание вязкости растворной части арболитовой смеси.

Как показали исследования, наибольшая прочность арболита при расходе портландцемента, принятом для марки 35, при введении добавки полиакриламида (оптимальное соотношение ком­понентов, % но массе: цемент — 40, древесный заполнитель—22, полиакриламид — 0,24, хлорид алюминия^ 0,8 и вода — 36) составила о МПа. Благодаря пластифицирующему действию полиакриламида удалось снизить В/Ц с 1,2 до 0,92, что способствовало повышению прочности арболита. Увеличение прочности арболита и снижение его водопоглошения может быть объяснено также способностью полиакриламида образовывать коагуляци-онные структуры в порах и «сшитые» нерастворимые в воде сополимеры.