Исследование водопоглощения гипсодревесного композита при модифицировании его карбамидной смолой Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ИССЛЕДОВАНИЕ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ ГИПСОДРЕВЕСНОГО КОМПОЗИТА ПРИ МОДИФИЦИРОВАНИИ ЕГО КАРБАМИДНОЙ

СМОЛОЙ

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

The best parameters ofproperties correspond to maintenances of components 0,2 - 0,4 from their maximal value, i.e. average values of a parity of components wood:gyps:resin:water make 0,3:0,3:0,2:0,2. The density of such material has made 400 - 500 kg / m3

Основными путями повышения водостойкости гипсовых изделий являются следующие: уменьшение растворимости гипса введением добавок; уплотнение гипсовых отливок; пропитка или обмазка изделий веществами, препятствующими проникновению воды. Водостойкость гипсовых изделий существенно повышается после добавления карбамидной смолы [1]. Присутствие в композите на основе гипса древесных частиц, обладающих большой влагоемкостью и повышенной деформативностью при увлажнении, создает дополнительные предпосылки слабого противостояния материала воде. Использование полимера, достаточно недефицитного и недорогого открывает возможности его успешного практического применения. Кроме того, важно рассмотреть, как влияет соотношение компонентов на создание композиционного материала.

При проведении эксперимента были использованы следующие материалы: в качестве вяжущего использовался гипс строительный марки Г - 5 по ГОСТ 125 - 79, использовалась карбамидная смола марки КФ-МТ - 15 по ТУ 6-05-12 - 88, использовались сосновые древесные частицы плоской формы, полученные как отход при оцилиндровке бревен, влажностью 12 - 15 % и вода, обычная водопроводная.

Если рассматривать влияние соотношения рассматриваемых компонентов на свойства получаемого композита, то можно использовать планы для изучения свойств смесей [2].

Нас интересует не вся область факторного пространства, а лишь та ее часть, где соотношения компонентов могут существовать. Диапазон изменения факторов приведен в таблице 1. Максимальные количества каждого компонента ограничены их максимальным значением, при котором система может существовать, имея минимальные значения исследуемого свойства.

В рассмотренной области факторного пространства был поставлен эксперимент, производилось смешивание компонентов в следующей последовательности, стружка, водный раствор смолы, гипс. Смола вводилась в смесь в виде водного раствора, согласно принятой стратегии эксперимента, вместе с водой. После тщательного перемешивания формировались балочки размером 4 х 4 х 16 см, которые твердели в течение суток в комнатных условиях. Из балочек вырезались образцы размером 4 х 4 х 4 см., которые использовались для определения водопоглощения согласно ГОСТ 12730.3 - 78.

Таблица 1 - Область изменения компонентов изучаемого композита

Компоненты Обозначение Вершина симплекса

1 2 3 4

Древесные частицы, %, Х1 70 10 10 10

Гипс, % Х2 10 70 10 10

Смола, % Хз 10 10 70 10

Вода, % Х4 10 10 10 70

В результате проведения эксперимента получено уравнение, адекватно описывающее исследуемую область:

У=ШХ1+75Х2+12Х3+179Х4-231Х1Х2-163Х1Х3-583Х1Х4-123Х2Х3-360Х2Х4-87Х3Х4.

В уравнении У - водопоглощение; обозначения компонентов - в таблице 1.

Рассмотрим изменение водопоглощения гипсодревесного композита в зависти от изменения рассматриваемых компонентов в исследуемой области. На рисунках 1,2,3,4 представлены графические зависимости изменения изучаемого свойства в зависимости от содержания в смеси компонента, причем остальные компоненты в смеси присутствуют в равных долях.

10 22 34 46 58

Содержание древесных частиц, %

70

Рисунок 1 - Влияние содержания древесных частиц в формовочной смеси на водопоглощение гипсодревесного композита

Наибольшее влияние на водопоглощение оказывают содержание древесных частиц и воды, меньшее - содержание гипса.

Влияние смолы является определяющим, повышения количества смолы в смеси приводит к значительному уменьшению водопоглощения, структура композита получается плотной, пористость его уменьшается.

70

^ 60 «Т

I 50 01

о 40 ЕЕ

§ 30

Ч

20

10

10 22 34 46

Содержание гипса, %

58

70

Рисунок 2 - Влияние содержания гипса в формовочной смеси на водопо-глощение гипсодревесного композита 20 19

^ 18 «Т

I 17 е

о 16 ЕЕ

§ 15

д

£ 14 13

12

10 22 34 46

Содержание смолы, %

58

70

0

Рисунок 3 - Влияние содержания смолы в формовочной смеси на водопо-глощение гипсодревесного композита

Содержание воды в формовочной смеси, %

Рисунок 4 - Влияние содержания воды в формовочной смеси на водопоглощение гипсодревесного композита

Как видно из полученных данных введение смолы позволяет значительно стабилизировать такое характерное свойство гипсодревесного композита, как водопоглощение. Это свойство характеризует образование общей структуры данного конгломерата и связей на границе гипс-древесина. Наилучшие показатели свойств соответствуют содержаниям компонентов 0,2 - 0,4 от их максимального значения, т.е. средние значения соотношения компонентов древесина: гипс: смола: вода составляют 0,3:0,3:0,2:0,2. Плотность такого материала составила 400 - 500 кг/м3

Литература

1. Пащенко, А.А. Вяжущие материалы [Текст] / А.А.Пащенко, В.П.Сербин, Е.А.Старчевская. - Издательское объединение.: «Вища школа», 1975. - 444 с.

2. Пен, Р.З. Статистические методы моделирования и оптимизации процессов целлюлозно-бумажного производства [Текст] / Р.З.Пен. - Красноярск, 1982. - 192 с.

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

240 с.