При виробництві арболіту виникає головне завдання: позбавиться від впливу шкідливих цукрів і інших речовин, які виділяє деревне заповнювач (тріска). Сахара негативно впливають на цемент, на його затвердіння, а відповідно на міцність виробу. Для цього до складу вводяться хімічні добавки для арболита, тобто виконується модифікація цементного розчину. З усіх методів щодо поліпшення якості арболита саме додавання хімічного компонента на етапі замісу розчину є найбільш ефективним, дозволяє нейтралізувати шкідливі речовини з найменшими економічними та трудовими затратами.
Застосування хімічних добавок для модифікації цементного розчину арболита
Модифікація проводиться наступними добавками:
- додаванням високомолекулярних сполук. Введення рідкої гуми (латексу), призводить до появи пружних властивостей цементного каменю - це дозволяє вирішити проблему усушки деревної тріски. Якщо використовувати просто цемент без модифікатора, то з'являються мікротріщини, і знижується міцність.
- додаванням мінеральних добавок. Вони створюють навколо тріски прошарок, на яку не впливають цукру. До мінеральних хімічним добавкам відносяться: поєднання подрібненого вапняку з натрієвих рідким склом, розчин поліакриламіду з хлористим алюмінієм, розчину поліакриламіду з вапняком і карбонатом амонію
- додаванням пластифікуючих добавок і в'яжучих низькою водопотребности. Сам по собі пластифікатор збільшує рухливість цементного розчину. Рухливість можна залишити звичайну, знизивши витрату води. Чим менше витрата води, тим менше вимивається з тріски цукрів. В'язкі низькою водопотребности - це цемент і пластифицирующая добавка в одному мішку.
- додаванням воздухововлекающих добавок. До них відносять: омиленої деревне пек; смолу воздухововлекающей, смолу деревну омиленої та інші. Додавання воздухововлекающіей добавки дозволяє зменшити витрату цементу. Відповідно, чим менше цементу, тим менше впливів деревних цукрів на арболит. За структурою є схожість з газосиликатом або пінобетоном.
Найефективніші методи модифікації цементного розчину
З перерахованих вище методів найбільшу ефективність показали застосування добавок прискорювачів процесів схоплювання і твердіння цементу і добавки-пластифікатори. Додавання високомолекулярних сполук і воздухововлекающих компонентів - це дорогий і складний процес, тому в практиці виробництва арболіту широкого застосування вони не знайшли.
Мало хто знає, що крім застосування відомого і описаного в Гості хлористого кальцію і сульфату алюмінію для арболита існує дуже велика кількість інших хімічних компонентів. Багато склади приховані від наших очей патентами. Однак згідно багаторічним дослідженням можна виділити наступні ефективні хімічні добавки для арболита прискорюють тверднення цементу: хлористий кальцій, хлористий алюміній, хлористе залізо, сульфат натрію, сода, рідке скло, соляна кислота, хлористий магній, хлористий барій, хлористий берилій. З ефективних добавок, які виступають в якості пластифікатора відомі: СМ-1, СМ-2, ГП-1, С-3, Реламикс і ін.
Щоб зменшити вплив деревних цукрів, і в той же час поліпшити показники міцності відома практика спільного застосування прискорювачів і пластифікаторів.
Хлористий кальцій для арболита
Найпопулярніша добавка для виробництва арболіту як в країнах колишнього Радянського Союзу, так і для виробництва деревобетона за кордоном це хлористий кальцій.
Хлористий кальцій виступає в ролі пластифікатора для бетонної суміші. Навіть невелика кількість хлористого кальцію здатне прискорити схоплювання і твердіння бетонного розчину.
Поговоримо про недоліки. Цемент для арболита за складом різниться. Наприклад, на практиці російський склад цементу може відрізнятися від європейського складу, навіть якщо буде вказана одна і та ж марка. А хлористий кальцій дуже чутливий до складу і його пропорцію потрібно підбирати для кожного з цементів тільки досвідченим шляхом. Він сильно поглинає вологу з повітря (гігроскопічність) і підтримує постійну вологість бетону. Це властивість трохи погіршує показники міцності арболита, як і погіршує теплоізоляційні властивості. Через використання хлористого кальцію на поверхні бетону з'являються вицвіти, а його хімічна стійкість по відношенню до інших хімікатів зменшується.
Незважаючи на перераховані вище недоліки, хлористий кальцій і зараз активно застосовують у виробництві арболіту, тому що це дуже сильний прискорювач твердіння.
Сульфат алюмінію (сірчанокислий глинозем)
У порівнянні з хлористим кальцієм сульфат алюмінію не володіє сильною гігроскопічністю, на поверхні арболита не утворює вицвітів, а хімічна стійкість бетону не погіршується.
Але в той же час введення сульфату алюмінію зменшує міцність арболита на 10-12%.
Рідке скло
Рідке скло в арболіт працює по-іншому, ніж хлористий кальцій і сірчанокислий глинозем: утворює плівку, якою обволікає тріску, таким чином, захищає цемент від деревних отрут тріски.
Але виготовлений арболит на рідкому склі має на 50% нижчу міцність, в порівнянні з хлористим кальцієм.
Тому, якщо і використовувати рідке скло, то тільки спільно з іншими модифікаторами. Відомо спільне використання рідкого скла і хлористого кальцію. Визначено пропорція: 1% рідкого скла і 4% хлористого кальцію від маси цементу. Застосування цієї комплексної добавки вимагає проведення термообробки деревного заповнювача, що збільшує витрати при виробництві, а відповідно вартість вироби з арболіту.
Відомо також застосування комплексної добавки складається з сірчанокислого глинозему та рідкого скла. Це поєднання підвищує міцність арболита в 1,5-2 рази, при цьому тріску не обов'язково готувати (вилежується, минерализовать і т.д.).
Інші комплексні хімічні добавки для арболита
Крім перерахованих вище популярних компонентів відомі інші не менш ефективні хімічні добавки для арболита, проте їх застосування з різних причин обмежена:
- Фосфорна кислота і окисли металів
Завдяки терпким властивостям цього модифікатора збільшується міцність, вогнестійкість, і теплоізоляційні і звукоізоляційні властивості арболита. Але, щоб приготувати такий склад потрібно сировину (велика кількість відходів металургійних заводів), яке знайти проблематично.
Гліцерин в кількості 1,5-4% від маси цементу збільшує міцність арболита, сприяє швидкому твердненню цементу, покращує міцність зчеплення тріски з цементним в'яжучим. Його поєднання з хлористим кальцієм дозволяє повністю розчинити зерна цементу, поліпшити однорідність цементного каменю і його адгезійних властивостей. Однак гліцерин - це дороге задоволення, за вартістю в 4 рази перевищує вартість хлористого кальцію.
- Карбамідне смола і борогіпсу
Карбамідне смола в поєднанні з борогіпсу утворює нерозчинний з'єднання, яке не дає виходити екстрактних речовин, що містяться в деревному заповнювачі. Широкого застосування цей склад не знайшов через дефіцит борогіпсу.
- Гідроокис кальцію і карбонат амонію
Два компонента вступають в реакцію: на поверхні тріски утворюється тверда кірка з карбонату кальцію. Деревне заповнювач стає хімічно менш активний по відношенню до цементу. Кількість добавки 5-7% від маси цементу. Комплексна добавка прискорює процес твердіння, поліпшує зчеплення деревного заповнювача з цементним каменем. Однак використання комплексного складу обмежено через аміаку, який виділяє карбонат амонію.
- Хромати (солі хромової кислоти)
Модифікована добавка, яка містить хромат-іон, застосовується для виготовлення армованих арболітових виробів. Її використання уповільнює корозію арматури. Поєднання хромат-іона з нітрит-нітратом хлориду кальцію (в кількості 4-5% від маси цементу) дозволяє прискорити процес твердіння і збільшити міцність арболита на 57%.
Завдяки використанню деревного гідролізного лігніну, у арболита зменшуються показники водопоглинання (зниження гігроскопічності в 3,9-4,2 рази при випробуваннях в 100% вологому середовищі), міцність на стиск збільшується в 2 рази. Лігнін - безпечний для людини компонент (його навіть використовують в медицині), призначений для виробництва арболітових виробів, які будуть експлуатуватися при великій вологості. Будинки з такого арболита будуть більш довговічними. На жаль, лігнін зробити дуже складно і дорого. Цей факт обмежує його застосування в якості добавки в арболит.
Торф'яна витяжка підвищує міцність арболита, збільшуючи рухливість цементного розчину, покращуючи обволікання деревного заповнювача. Недолік використання торф'яної витяжки: тріску попередньо потрібно вимочувати в розчині метанолу при температурі 80-100 градусів. А якщо в арболітових склад додати волокна верхового торфу, то вони, перемішуючись з тріскою і цементом, переплетуться і створять свого роду арматуру для арболита. Міцність «армованого» торф'яними волокнами каркаса буде висока у всіх напрямках.
Частинки аморфного кремнезему з яких складається кремнеземутримуючі відхід при перемішуванні з арболітових сумішшю обволікають тріску. Таким чином, підвищується міцність при статистичному вигині, зменшується водопоглинання. Обмеження використання: в країнах СНД важко знайти кремнеземутримуючі відходи.
- Сульфатний луг (чорний луг)
Чорний луг виступає як мінералізатор тріски. Забезпечує хороше зчеплення цементного каменю з деревним наповнювачем, збільшуючи щільність. Обмеження застосування: сульфатний луг є дефіцитною сировиною.
- Комплекс: поліметалічний водний концентрат, тонкодисперсний мінеральний продукт газоочистки і тонкодисперсний доломітовий утяжелитель
Цей комплексний склад покращує фізико-механічні властивості арболита, перешкоджає впливу деревних отрут, прискорює процес твердіння.
- Комплекс: висококальціевая зола-винесення, полівінілацетатом (ПВА), рідке скло
Хімічні добавки, що входять до цей комплекс дозволяють зробити арболит з високою міцністю і низькою теплопровідністю. Однак добавка досить нестабільно діє на цементний камінь.
Існує багато різних досліджень щодо застосування комплексних добавок. В основному комплексні хімічні добавки для арболита покращують його фізико-механічні властивості, але в той же час мають певні недоліки, а деякі мають обмеження в застосуванні.
Тому наукове питання розробки нової ефективної добавки залишається актуальним. У той же час відкрите питання розробки «експрес-методики» за оцінкою впливу хімічних компонентів на арболит. Всі дослідження зазвичай виконуються прямим методом: виготовляється і випробовується велика кількість зразків арболита.
Дослідження впливу хімічних компонентів на міцність арболита
Фахівці проекту Stavba.ru за розробленою експрес-методикою досліджували відомі хімічні добавки для арболита: хлористий кальцій, сода, соляна кислота, рідке скло, магній сірчанокислий, марганець сірчанокислий, кальцієва селітра, сульфат амонію, цинк сірчанокислий, мідний купорос, хлористий калій, хлористий натрій.
Вихідні дані: цемент ПЦ 500 Д0 з густотою цементного тесту 28%, витрата цементу 400кг / м3, витрата тріски 240кг / м3, ставлення води до цементу = 1,1. До складу кожного зразка додавали хімічний компонент.
Хімічні добавки для арболита
За результатами в таблиці видно, що хімічні добавки, такі як хлористий кальцій, рідке скло, добавка Stavba дають таку щільність і міцність арболита, що дозволяють віднести його до конструкційно-теплоізоляційного виду матеріалу.
- Добавка хлористого кальцію - оптимальний витрата 2% від маси цементу, міцність арболита на стиск 4,1 МПа, щільність 650 кг / м3
- Добавка рідкого скла - оптимальний витрата 2% від маси цементу, міцність арболита на стиск 2,98 МПа, щільність 650 кг / м3
- Добавка Stavba - оптимальний витрата 2% від маси цементу, міцність арболита на стиск 3,76 МПа, щільність 650 кг / м3
Якщо у вас виникли питання, ви можете звернутися до фахівців Stavba.ru в формі зворотного зв'язку на сторінці сайту «Про нас».