CC BY
25
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ПЛАСТИФИКАТОРА НА ПРОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГИПСОШЕРСТЕНОГО КОМПОЗИТА Игамбердиев Б.Г.1, Абидова М.А.2, Омонова М.С.3 Email: Igamberdiev17138@scientifictext.ru
'Игамбердиев Бунёд Гайратович - докторант, Ташкентский институт инженеров железнодорожного транспорта, г. Ташкент;
2Абидова Мамурахон Алишеровна - ассистент; 3Омонова Махфуза Содиковна - ассистент, кафедра химической технологии, Ферганский политехнический институт, г. Фергана, Республика Узбекистан
Аннотация: в данной статье рассматривается вопрос загрязнения окружающей среды, приводятся статистические данные, касающиеся образования твердых бытовых отходов. Также в статье предлагается получение нового строительного материала, на основе гипса, используя уникальный для Узбекистана отход - овечью шерсть. Приводятся данные физико-механических испытаний материалов на основе гипсового вяжущего, местного пластификатора и овечьей шерсти. Приводятся данные влияния количества шерсти и пластификатора на прочность вяжущего материала в возрасте 28 суток. Ключевые слова: шерсть, гипс, пластификатор.
RESEARCH OF THE EFFECT OF A PLASTICIZER ON THE STRENGTH CHARACTERISTICS OF A GYPSUM-WOOL COMPOSITE Igamberdiev B.G.1, Abidova М.А.2, Omonova M.S.3
'Igamberdiev Bunyod Gairatovich - Doctoral Student, TASHKENT INSTITUTE OF RAILWAY ENGINEERS, TASHKENT; 2Abidova Mamurahon Alisherovna - Assistant;
3Omonova Makhfuza Sodikovna - Assistant, DEPARTMENT CHEMICAL TECHNOLOGY, FERGANA POLYTECHNIC INSTITUTE, FERGANA, REPUBLIC OF UZBEKISTAN
Abstract: this article discusses the issue of environmental pollution, provides statistical data on the formation of municipal solid waste. Also, the article proposes to obtain a new building material, on the basis of gypsum, using a unique wool waste for Uzbekistan. The data of physical and mechanical testing of materials based on gypsum binder, local plasticizer and sheep wool are given. The data on the effect of the amount ofwool and plasticizer on the strength of the binder at the age of 28 days are given. Keywords: wool, gypsum, plasticizer.
DOI: '0.244''/2404-2338-20'9-'0502
Сегодня человечество все больше осознает, что современные масштабы и темпы развития производств требуют радикальной их реорганизации на основе гармоничной и сбалансированной эколого-экономической деятельности по отношению к окружающей среде.
Ежедневно на планете образуются несколько миллионов кубических метров твердых отходов. Если газообразные и жидкие отходы быстро поглощаются окружающей средой, то ассимиляция твердых отходов длится десятки, а то и сотни лет, а места их складирования занимают масштабные территории.
В Узбекистане в среднем складируются до 30 млн. м3/год твердых отходов. Всего в стране их скопилось до 11 млрд. тонн. Свалки отходов занимают более 50 000 тыс. гектаров. В связи с низким уровнем переработки объем образования промышленных отходов в Узбекистане в 5 раз выше, чем в США и в 3 раза выше, чем в странах Европы [1].
Учитывая увеличивающиеся количество полигонов для хранения твердых бытовых отходов, а также высокий спрос рынка на новые многофункциональные строительные материалы, возникает необходимость производства строительных материалов с использованием техногенных отходов.
Во всем мире при производстве строительных материалов получило широкое распространение армирование фибрами и микрофибрами. Если изучить природу применяемых фибр и состав твердых бытовых отходов, то можно заметить, что некоторые составные твердых бытовых отходов пригодны для изготовления добавок в виде фибр. Некоторые отходы и вовсе имеют волокнистую природу. К примеру, из бутылок, изготавливаемых из полиэтилентерефталата можно получить прочное волокно с хорошими адгезивными свойствами. Также издавна известна технология переработки стеклобоя в стекловолокно, которое сегодня в свою очередь находит широкое применение в производстве стеновых панелей. Макулатура состоит в основном из целлюлозы, которая сама по себе имеет волокнистую природу.
Но есть и специфические отходы, которые характерны только для Узбекистана - овечья шерсть. Сегодня в Узбекистане данный отход не находит своих потребителей. Основная масса овечьей шерсти выбрасывается, так и не получив вторичное применение, в то время как в других странах овечья шерсть является востребованным сырьем.
Овечья шерсть считается уникальным материалом природного происхождения, имеющая феноменальные теплотехнические характеристики. Способ её добывания не приносит вреда самому животному, что является дополнительным плюсом. Одним из важнейших качеств шерсти является низкая теплопроводность. Ещё одно не менее важное свойство этого материала - высокая гигроскопичность [2].
Идея использования шерсти для армирования гипса, теоретически хоть и кажется абстрактной, но на практике может дать уникальный строительный материал.
Для определения взаимодействия гипса, шерсти и пластификатора были проведены ряд испытаний. В ходе испытаний в качестве основного вяжущего вещества использовалось гипсовое вяжущее марки Г-5 Б II. В качестве пластификатора использовали «Perfektbшld 836» отечественного производства.
Для эксперимента использовали овечью шерсть, которую первоначально обработали моющими средствами и высушили. Затем шерсть измельчили и получили отрезки длиною 1018 мм.
Волокна равномерно рассеивали в гипсе до образования гомогенной смеси. Затем в смесь добавляли воду и пластификатор. Во время приготовления смеси придерживались водогипсового соотношения 0,65. Полученную смесь тщательно смешивали и заливали в форму из коррозионностойкого материала, предназначенного для изготовления образцов-балочек размерами 40х40х160 мм. Шерсть в композиционной смеси располагалась хаотично.
При изготовлении образцов отсеки формы наполняли одновременно. Для удаления вовлеченного воздуха после заливки гипсового теста форму встряхивали шесть раз при помощи механического вибратора [3].
Прочность при изгибе и на сжатие гипсошерстеных образцов оценивали согласно ГОСТ 310.4-81 и ГОСТ 23789-79.
Ниже приводятся данные о составе смесей и результаты физико-механических испытаний данных образцов.
Состав образца
№ Гипс, % Пласт-р, % Шерсть, % Прочность при изгибе, МПа Прочность при сжатии, МПа
1. 98,6 0,4 1 4,35 7,6
2. 98,1 0,4 1,5 4,12 8
3. 97,6 0,4 2 4,02 8,4
4. 97,1 0,4 2,5 3,85 8
5. 96,6 0,4 3 3,45 7,6
6. 98,2 0,8 1 3,98 8
7. 97,7 0,8 1,5 3,85 7,6
8. 97,2 0,8 2 3,62 7,4
9. 96,7 0,8 2,5 3,55 7,4
10. 96,2 0,8 3 3,5 7,6
^^"Пластификатор, 0,4% ^^«Пластификатор, 0,8%
Рис. 1. Зависимость прочности при сжатии гипсошерстяных образцов от количества пластификатора
Пластификатор, 0,4% Пластификатор, 0,8%
Рис. 2. Зависимость прочности при изгибе гипсошерстяных образцов от количества пластификатора
Проведенные работы показали, что при изготовлении образцов без применения специальных методов уплотнения, прессования и вибрирования количество волокон по объему ограничено и не превышает 1-2%, а с применением пластификатора этот показатель повышается на 1,5 процента.
Из данных, приведенных в таблице №1, и по рисункам № 1 и № 2 видно, что добавление шерстяных волокон до 2% увеличивает прочностные характеристики гипса, а добавка в количестве более 2,5% уменьшает показатели прочности. Но в процессе приготовления гипсового теста с овечьей шерстью выяснилось что, добавление волокон больше 3% сильно затрудняет смешивание гипсового теста, что может привести к затруднениям при производстве данного материала.
Также по данным видно, что для данной смеси оптимальное количество пластификатора равно 0,4%. Добавление пластификатора в данном количестве не только повлияла на прочностные характеристики материала, но и увеличила сцепление на фазе волокно-гипс, что немаловажно при изготовлении гипсоволокнистого листа из данного композита.
Список литературы /References
1. Эргашев А., Руденко И., Давлетов С., Азизов А., Акиншина Н. "Основы устойчивого развития и природопользования". Ташкент. Baktria press., 2016. 296 c.
2. Санников М.Ю. Этологические и физиолого-биологические методы оптимизации технологии содержания в овцеводстве и молочном козоводстве. дис. док. биол. наук: -Ставрополь, 2013. 329 с.
3. Игамбердиев Б.Г., Адылходжаев А.И. Исследование влияния армирования различными волокнами на прочность гипсовых композитов. В сборнике: Наука и инновации в строительстве. Сборник докладов Международной научно-практической конференции (к 165-летию со дня рождения В.Г. Шухова), 2018. С. 383-385.
