CC BY
19
¡¡¡i УДК 674.816.2.002.2(574.54)
111 О СОЗДАНИИ ПРОИЗВОДСТВА ¡11 ПО ВЫПУСКУ СТРОИТЕЛЬНОГО ■ ИАТЕРИАЛА -АРБОЛИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ -И; В УСЛОВИЯХ КЫЗЫЛОРДИНСКОЙ ■ ОБЛАСТИ
К.А. Бисенов, С.С. Удербаев Кызылординский государственный университет им. Коркыт-Ата, г. Кызылорда
|||| Осы мацалада Кызылорда облысы жагдайында арболитmÍK
fill буйымдардыц басымдыпыгы жвмндегi мэселе щрастырыпады. Арболиттщ
"111! цолданылуы цурылыс материалдары endipicimti дамуына гана емес,
11ш аумакргыц экологиялъщ проблемаларыныц да uieiuinyim ьщпалemedi.
В данной статье рассматривается вопрос о преимуществе арболитовых изделий в условиях Кызылординской области. Применение арболита способствует не только развитию промышленности стройматериалов, но и ¡хшению экологического вопроса региона.
The article considers the advantages of arbolitproducts in the conditions of Kyzilorda region. The usage of arbolit promotes not only the development of construction materials' industiy but also the solution of region's ecological problem.
В настоящее время объемы капитального и индивидуального строительства достигли такого уровня, что наращивание добычи минеральных сырьевых ресурсов для этих целей наносит ощутимый ущерб окружающей среде: меление рек из-за добычи гравия и песка (нарушение водозащитного слоя), изменение микроклимата из-за нарушения аэродинамики и биопокрова местности и др. Поэтому индустриализация строительства на базе местных строительных материалов, как арболит, решала бы одновременно нескольких немаловажных задач.
Производство арболита, базируется на использовании отходов растительного происхождения - возобновляемых ресурсов. В зависимости от расположения региона можно использовать отходы лесозаготовок.
лесопиления, деревообработки, а также сельскохозяйственного производства, например костры кенафа, стебли хлопчатника, рисовая лузга и др. Особенно производство арболитовых изделий хорошо налажено в России, Швейцарии, Финляндии, Канаде и др. странах.
Известно, что Кызылординская область является крупным рисосеющим регионом республики Казахстан. Ежегодно, при обработке риса-сырца выделяются до 33 тыс. тонн рисовой лузги и соломы, что создает огромные отвалы. Помимо этого в настоящее время в золоотвалах Кы-зылординской энергоцентрали накопилось 2660 тыс. тонн золы. Ликвидация отходов-отвалов благоприятно сказывается на атмосферном воздухе, который в местах отвалов содержит частицы пыли, разносимые ветром в значительные расстояния и отрицательно влияющие на окружающую среду и здоровье людей.
Применение рисовой лузги и зол ТЭЦ для производства арболита способствует не только развитию промышленности стройматериалов, но и решению экологического вопроса региона. При этом, социально ориентированный подход к обеспечению местного населения экологически чистым и энергосберегающим жильем может оказать положительное влияние в регионах со сложной социально-демографической ситуацией.
Освоение производства строительных материалов на основе этих сырьевых ресурсов является эффективным не только с экологической, но и с экономической точки зрения.
К преимуществам применения арболита по сравнению с другими традиционными строительными материалами относится: а) жилье строится из экологически чистого материала; б) низкая себестоимость коробки здания; в) низкие эксплуатационные затраты на отопление и вентиляцию; г) возможность применения в сейсмологических зонах.
Но, как известно арболитовые изделия обладают невысокими прочностными характеристиками, а при применении отходов промышленности в составе сырьевых смесей механико-прочностные свойства ухудшаются. Одним из направлении повышения прочности арболита считается применение актированного вяжущего вещества.
Основные проблемы, с которыми приходится сталкиваться при использовании золы-уноса - ее вяжущие свойства и качество. Золы ТЭЦ занимают особое место в номенклатуре мелких заполнителей для бетона являясь при этом одновременно тонкомолотой добавкой заменой части цемента, она обеспечивает как экономию цемента, так и хорошую виброукладываемость бетонной смеси.
Решение указанной проблемы известными методами - добавлением химических добавок, механической активацией и обработки различными силовыми полями не дает полного эффекта активации. Поэтому нами разработана комбинированная обработка системы «вяжущее + вода», т.е. комбинация различных силовых полей с одновременным добавлением инициаторов коагуляции [1].
Анализируя описанные способы активации вяжущего вещества, следует отметить; введение в цементные системы и бетоны различных химических добавок вносит кардинальные изменения в свойства раствора. Однако за счет химических добавок не удается регулировать удельную поверхность компонентов вяжущего, что является одним из существенных факторов активации. К тому же отсутствует способ активации, позволяющий обеспечить полного преодоление потенциального барьера в химическом механизме гидратации; при механической активации тонкий помол, как критерий активации, достигается только при определенном пределе помола, так как дальнейший помол ведет не к измельчению, а, наоборот, к агрегированию дисперсных частиц.
Необходимо отметить, что при мокром домоле активация вяжущего происходит только за счет повышения дисперсности частиц вяжущего в жидкой фазе, а фактор электрической природы, стимулирующий электрокинетические явления коагуляционного процесса вяжущего, отсутствует.
Следовательно, механическое измельчение является необходимым, но недостаточным условием повышения активности вяжущих; при электрополяризационной обработке цементной системы различного состава в её стационарном состоянии не представляется возможным изменить кинетику активации, так как не достигается «полная электрическая проводимость жидкой фазы...» через (сквозь) внутренние участки зерен вяжущего вещества, хотя в известных концепциях бетоноведения отмечается положительная роль электрического поля на механизмы структу-рообразования и ускорения твердения арболита.
Согласно известным научным концепциям, межмолекулярные взаимодействия веществ подразделяют на физические, определяемые физическими характеристиками взаимодействия молекул, и химические, приводящие к образованию направленных химических связей, а также на универсальные и специфические. К одним из основополагающих факторов в процессе структурообразования относятся электрохимические явления и их роль в системе «вяжущее + вода». Считается, что электро-
статические и электродинамические механизмы взаимодействия ядер, электронов и атомов составляют основу взаимодействия молекул. Явление коагуляции происходит соответственно из-за следующих причин: по Дерягину-Ландау-Фервею-Овербеку (ДЛФО) - из-за энергии притяжения, что вызывает нарушение агрегативной устойчивости; по Мюллеру - за счет введения электролита в дисперсную систему, что вызывает сжатие диффузного слоя; по Фрейндлиху, из-за эффекта понижения ж-потенциала; по Шульцу-Гарди заряд иона-коагулятора должен быть противоположен заряду гранулы.
Для оценки оптимального содержания золы в вяжущем нами использована методика подбора состава цементно-зольных вяжущих, основанная на определении коэффициента эффективности Киспользования цемента в золоцементных композициях (рис. 1). Такой подход дает возможность получить цементно-золъный камень требуемой прочности в заданные сроки при наименьшем расходе портландцемента.
Из графика видно, что коэффициент эффективности использования цемента в золонаполненном вяжущем при механоэлектрополяризацион-ной активации находится в интервале от 40 до 70% от массы вяжущего.
Известно, что органический заполнитель растительной природы природе и портландцемент по своей противоположны, что впоследствии оказывает существенное влияние на гидратацию и твердение системы «вяжущее + вода», в конечном счете, на прочность арболита.
Поэтому актуальным научным вопросом при производстве арбо-литовых материалов является упрочнение зоны сцепления вяжущего с
График зависимости коэффициента использования цемента в составе золонаполненного вяжущего от содержания золы
16 -т-
I 0,4
10 20 30 40 50 60
Содержание запы в вяжущем, %
Рис. 1
органическим заполнителем, т.е. адгезия с древесным заполнителем. Проблемой сцепления компонентов арболитовой смеси в свое время занимались И.А. Кириенко, М.А. Киения, Г.Д. Цискрели, В.П. Петров, Г.А. Евсеев, Л.М. Шмидт, И.Х. Наназашвили. Как было установлено [2], на адгезию вяжущего с древесным заполнителем оказывают влияние следующие факторы:
-- развитие значительного давления набухания;
- высокая полярность целлюлозы;
- выделяемые из заполнителя водорастворимые вещества;
- упруговязкопластическне свойства древесного заполнителя.
На практике для увеличения адгезионных сил и уменьшения влияние экстрактивных веществ выделяемых из органического заполнителя применяют различные приемы: добавление хлоридов кальция, обработка заполнителя в водной среде. Именно эти водорастворимые вещества, которые выделяются из заполнителя, являются как бы «цементными ядами» и оказывают существенное влияние на гидратацию и твердение арболита. Поэтому одним из эффективных направлений считается полное экстрагирование водорастворимых веществ из заполнителя в процессе облагораживания в жидкой среде. Нами было исследовано влияние щелочных и кислых водных сред на процесс облагораживания заполнителя [3].
Щелочную и кислую воду получали известным способом. Дополнительно, щелочность жидкой среды повышали путем добавления различных химических добавок.
Необходимо отметить, что повышение рН жидкой среды благоприятно сказывается на экстрагировании вредных веществ из заполнителя. Подготовленный заполнитель, по-видимому, характеризуется улучшенной поверхностью по сравнению с рисовой лузгой, обработанной традиционным способом, следовательно, упрочняется зона сцепления вяжущего и органического заполнителя.
На основании проведенного литературного анализа и научно-исследовательских работ нами разработана технология производства арболита с использованием в качестве заполнителя - рисовой лузги и заменителя части цемента - отходов промышленности - зол 'ГЭС и котельных шлаков.
Выпуск арболитовых изделий путем применения предложенных технологических приемов в технологии прессуемого арболита позволить насытить рынок строительными материалами высокого качества, а также от-
пинающихся сравнительно невысокой ценой.
Обобщая вышеприведенные, необходимо отметить, что внедрение технологии прессуемого арболита позволяет помимо экономического эффекта в сфере производства эффективных конструкционно-теплоизоляционных материалов получить дополнительный экономический эффект за счет уменьшения промышленных выбросов и загрязнения ими окружающей среды.
ЛИТЕРАТУРА
1. Акчабаев А.А., Бисенов КА., Удербаев С.С. Активация вяжущего поляризацией как способ повышения прочности арболита. / Доклады Министерства науки и высшего образования, национальной Академии наук Республики Казахстан - № 4 - 1999.
2. Наназашвили И.Х. Строительные материалы из древесно-цементной композиций- Ленинград, 1990.
3. Бисенов К.А., Удербаев С.С. Отходы растительного происхождения - ценное сырье для производства конструкционно-теплоизоляхщонных материалов. / Сборник трудов Международной конференции «Наука и образование - ведущий фактор стратегии «Казахстан-2030» (24-25 июня).- Выпуск 2 - Караганда, 2004.
