Рассмотрение арболита как крупнопористого композита с контактирующей структурой позволяет, основываясь на закономерностях образования искусственных строительных материалов [11, 14, 30, 35, 41, 44, 55, 62, 69, 71, 80] и на выявленных в наших исследованиях специфических особенностей древесного заполнителя, влияющих на структурообразование, предложить способы повышения прочности арболита и его стойкости к влагоперемен-ным воздействиям. Однако влияние особенностей структурно-механических и технологических свойств древесного заполнителя на качество арболита изучено еще недостаточно, что затрудняет повышение эффективности использования вяжущего (недобор марочной прочности) и управление процессами структурообразования арболита.

Как показали наши исследования, специфическими особенностями древесного заполнителя являются:

значительные и неодинаковые влажностные деформации с проявлением анизотропности не только в структурных направлениях, но и в пределах одного направления в годичных слоях ранней и поздней древесины (усушка и набухание для ели и сосны составляют от 0,1.-0,3% вдоль волокна до 12% - в тангенциальном направлении; усушка ранней древесины равна 8,05%, поздней - 11,26%);

развитие значительного давления набухания, неодинакового как в радиальном и тангенциальном направлениях, так и в пределах годичного слоя ранней и поздней древесины (в радиальном направлении составляет 0,82...0,94 МПа, в тангенциальном — 1,44..2,05 МПа); для ранней древесины оно равно 1,68...4,47 МПа, т. е. его значения близки к пределу пластического течения древесного заполнителя и к пределу прочности арболита;

повышенная шероховатость древесной дробленкн, у которой высота отдельных гребней и впадин может достигать 800... 1600 мкм, что создает предпосылки для нарушения непрерывности прослойки цементного камня, имеющей толщину (при нормированных расходах портландцемента) от 54 до 365 мкм (нарушаются условия оптимальности структуры композита);

низкая адгезия древесного заполнителя с цементным камнем, влияние на величину сцепления в плоскости контактной зоны

содержания ранней и поздней древесины в силу того, что величина сцепления ранней древесины в 1,6...2 раза больше, чем у поздней;

низкая когезия прочности прослоек из цементного камня, обусловленная присутствием древесного заполнителя, недостаточной податливостью прослоек под воздействием в контактных зонах объемной влажностной деформации и меняющегося на участке ранней и поздней древесины давления набухания;

высокая полярность целлюлозы — основного компонента древесного заполнителя, обусловливающая выбор добавок для облагораживания древесного заполнителя при модификации цементного камня с возможно большей полярностью;

проявление химической агрессивности древесного заполнителя при гидролизе и гидратации портландцемента (изучено в достаточной мере и в настоящей работе не рассматривается);

упруговязкопластические свойства древесного заполнителя, выражающиеся в такой отрицательной форме, как деформация уплотнения смеси, распрессовка отформованного изделия после снятия приложенного давления уплотнения.

Основу направленного структурообразования арболита с учетом специфических особенностей древесного заполнителя с целью повышения его качества могут составить следующие положения теории искусственных строительных композитов. Наибольшая прочность композитов достигается при оптимальной структуре, характеризующейся равномерным распределением заполнителя по объему, наличием непрерывной прослойки в виде пространственной сетки каркаса вяжущего вещества и минимальным значением фазового отношения, что соответствует минимальной толщине пленки среды (вяжущего вещества), а также при обеспечении плотной упаковки твердой фазы — древесной дробленки.

Для оптимизации структуры арболита первостепенное значение имеют следующие факторы: упрочение цементного камня и повышение его растяжимости (приближение его деформатив-ности к влажностным деформациям анизотропного древесного заполнителя); повышение деформативной устойчивости (снижение влажностных деформаций и развиваемого давления набухания) древесного заполнителя; оптимизация качества древесного заполнителя за счет придания ему «изотропных» свойств путем изменения формы, что обеспечивает непрерывность прослойки цементного камня; повышение адгезии цементного камня с древесным заполнителем, а также повышение плотности арболита путем введения минеральных добавок и улучшения качества упаковки твердой фазы (заполнителя).

в проведенных нами исследованиях [39, 41, 42, 44] рабочей гипотезой послужило предположение о том, что повышение прочности и стойкости арболита влагопеременным воздействием может быть достигнуто оптимизацией структуры путем направленного структурообразования следующими способами:

облагораживанием древесного заполнителя (физическим или химическим путем), позволяющим снизить его влажностиые деформации и давление набухания, а также увеличить сцепление с цементным камнем;

введением в состав смеси некоторого количества высокомолекулярного соединения, повышающего эластичность прослойки — цементного камня, — компенсирующей объемные влажностиые деформации древесного заполнителя деформациями эластичного каркаса (эластичных швов в контактных зонах структур);

введением в состав смеси минеральной добавки, позволяющей путем омоноличивания контактных зон упрочить каркас структуры и повысить прочность арболита;

применением древесной дробленки оптимальной формы и размеров, улучшением уплотнения арболитовой смеси, что позволяет снизить отрицательное влияние редеформации (распрессовки) упругой арболитовой смеси при формовании изделий, заменить сжатие упругой смеси компактной упаковкой твердой фазы.

Из теории искусственных строительных материалов известно выражение, аппроксимирующее прочность материалов:

Dro состава. Известно, что снижение фазового соотношения для оптималь-ых структур, т. е. утоньшение усредненной пленки, может быть достигнуто повышением дисперсности применяемого вяжущего и другой твердой фазы (минеральных добавок), введением пластифицирующих добавок, улучшением режима перемешивания и уплотнения смеси и другими приемами. Показатель степени п может быть снижен путем повышения поверхностной активности (увеличения шероховатости зерен заполнителя до необходимого предела), а также увеличения адгезии на границе раздела поверхности «заполнитель — цементный камень».

Использование этого выражения позволяет с большей достоверностью прогнозировать прочность арболита подбираемого состава с учетом свойств конкретного древесного заполнителя. Теоретические изыскания и поисковые эксперименты позволили выбрать для детальной проверки наиболее эффективные способы обработки древесного заполнителя и облагораживания арбо-литовой смеси — введение в ее состав химических, минеральных и высокомолекулярных добавок.