пропорции, состав, как готовить раствор

Отличные характеристики и состав опилкобетона позволяют применять его в строительстве монолита и мелких стеновых блоков малоэтажных зданий. Опилки — продукт органических отходов, поэтому теплоотдача нового строительного материала больше, чем обычного бетона. Поскольку на строительном рынке такого материала нет, строители изготавливают его сами. Однако к опилкобетонным блокам применяют требования ГОСТа 6133–99, как и к другим бетонным камням. Поэтому нужно знать технологию изготовления и придерживаться указанных пропорций.

Посмотреть «ГОСТ 6133-99» или cкачать в PDF (2.4 MB)

Содержание

1. Состав и марки
2. Плюсы и минусы
3. Какой расход и пропорции?
4. Как готовить раствор?

Состав и марки

Компонентами этого строительного материала являются:

• Цемент, выполняющий роль вяжущего вещества, который должен в соответствии с ГОСТом 10178−85 не ниже М400.
• Крупный и средний песок, отвечающего ГОСТу 8736—93.
• Опилки всех пород деревьев, преимущественно хвойных, поддающихся меньшему гниению.
• Добавки: известь, глина, сульфат аммония, жидкое натриевое стекло. Но наиболее подходит требованиям ГОСТ присоединение кальция хлорида.
• Вода незагрязненная — ГОСТ 23732–79.

Посмотреть «ГОСТ 10178-85» или cкачать в PDF (181.6 KB)

Посмотреть «ГОСТ 8736-93» или cкачать в PDF (557.4 KB)

Посмотреть «ГОСТ 23732-79» или cкачать в PDF (117.1 KB)

Плотность опилкобетона зависит от количества, в первую очередь, песка, который вместе с другими добавками повышает качественные показатели материала.

Плюсы и минусы

Бетон с опилками обладает уникальными качествами по сравнению с другими строительными материалами:

При своей простоте материал обладает завидными характеристиками.

• экологическая безопасность применения;
• легкий вес;
• необходимые показатели удержания тепла;
• простая обработка при строительстве;
• стойкость на прочность растяжения и изгиба;
• народный (доступный) состав.

Однако присутствуют и недостатки:

• Достаточная степень впитывания влаги, требующая проведения работ во избежание этого.
• Возрастание финансовых затрат в строительстве многоэтажных зданий из-за прибавления цемента. Дом из опилкобетона, который набрал природную прочность, будет качественнее, чем из бетона обычного.
• Большая вероятность усадки затрудняет работы по отделке.

Какой расход и пропорции?

Как готовить раствор?

Выбрав любой из двух методов изготовления, можно получить качественный материал.

Для строительства жилых зданий и хозяйственных построек несложно изготовить опилкобетон своими руками. Используют 2 способа присоединения компонентов:

1. Разводят в цемент в воде, а потом добавляют остальные ингредиенты.
2. Смешивают сухие вещества и разбавляют водой.

Нет преимущества выбора варианта приготовления. Важно, чтобы образовалась однородная структура, в состав которой входят песок и цемент, образующие цементный камень. При самостоятельном изготовлении бетономешалка не понадобится, так как ручной способ — удобный, хотя и трудоемкий процесс. Сжатая в кулаке правильно приготовленная смесь не выделяет капель воды.

Рейтинг

( Пока оценок нет )

0 2 606 просмотров

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:

Опилкобетон: состав, пропорции

Опилкобетон является экологически чистым материалом, и не оказывает вреда человеку. Такой материал имеет высокую звукоизоляцию, теплоизоляцию, а также паропроницаемость. В состав опилкобетона входят деревянные материалы, которые способствуют сохранению тепла в помещении.

Характеристика и преимущества опилкобетона

Опилкобетон может быть двух видов, теплоизоляционный, плотность которого может составлять 400-800 кг/м3, и конструкционный тип – 800-1200 кг/м3.

Материал становиться прочнее при плюсовой температуре, и повышенной влажности, при этом она медленно испаряется, и образуется цементный камень.

Опилкобетон отличается наличием положительных качеств

1. Основные компоненты, из которых состоит материал, не имеют высокую цену, это помогает сэкономить.
2. Для изготовления не требуется специальных знаний и навыков.
3. Опилкобетон имеет повышенную устойчивость к морозам, влажности, и изменению температур.
4. Материал экологически чистый, не выделяет токсические элементы, имеет повышенный уровень тепловой защиты, и является долговечным.
5. Благодаря опилкам, входящим в состав материала, опилкобетон отличается повышенной прочностью.

Состав и производство опилкобетона

При производстве опилкобетона используют опилки таких деревьев, в которых показатель сахара является минимальным, это может быть сосна, береза, ель или тополь.

Деревья лиственные имеют самые высокие показатели сахара, поэтому их используют в последнюю очередь, при отсутствии других материалов. При использовании ели, материал начинает набирать прочность спустя две недели после застывания бетона. А лиственные деревья начинают набирать прочность спустя тридцать дней. То есть работу по укладке и заливке опилкобетона необходимо провести ещё в осенний период, чтобы до осени материал набрал прочность.

Перед приготовлением материала, опилки расстилают на открытом воздухе, и поливают водой, чтобы наибольшее количество сахара смылось. После двух раз такой промывки, опилки можно использовать для изготовления материал. Благодаря своей структуре, и всем остальным составляющим компонентам, опилки не подвергаются гниению, горению, и являются устойчивыми к влажности.

Опилкобетон состоит из таких компонентов, как опилки, гашеная известь, цемент и песок, от их пропорций изменяется марка материала. Для изготовления каждой марки опилкобетона потребуются определенные пропорции.

Пропорции компонентов в опилкобетоне

При производстве материала используют следующие пропорции компонентов:

• Для марки М10 используют опилки 3 части, песок 1 часть, цемент 0,5 части.
• Марка М15: опилки 4 части, песок 1,5 части, цемент 0,5 части.
• Для марки М25: опилки 3 части, песок 1,5 части, цемент 0,5 части.

Известь гашеного вида используется для удаления сахара в опилках, её добавляют в необходимом количестве. Все пропорции должны точно соблюдаться, чтобы материал получился качественным.

Как приготовить состав для опилкобетона?

Приготавливают смесь для опилкобетона вручную, обычную бетономешалку не используют, так как компоненты, входящие в состав материала, являются легкими, они будут оставаться на стенах или вовсе плавать сверху на воде.

Порядок добавления компонентов можно использовать любой, например, цемент разводят с водой, затем добавляют песок, известь и опилки. Можно опилки тщательно размешать с известью, добавить все остальные компоненты, и залить водой.

При смешивании нет разницы, в какой последовательности будут добавлены материалы, в результате должен получиться состав однородного вида. Благодаря песку и цементу, создается прочный цементный камень. Опилки являются наполнителем, а известь способствует уменьшению в них сахара. Опилкам не страшна влага, так как они проходят предварительную обработку известью.

Материал, в основе которого гипсовый вяжущий компонент

Также производят состав на основе гипса, его используют вместо цемента, несмотря на то, что он имеет способность быстро застывать.

Эту проблему можно разрешить, если в воду добавить моющее средство. Гипс, строительного вида, при соединении с водой, создает твердую структуру, которая является устойчивой к влажности.

Из такого материала можно сооружать стены внутри здания, так они будут защищены от агрессивных осадков, и перемены температуры. Также состав из гипсового материала будет иметь цену выше, чем из цемента.

Какими должны быть опилки для опилкобетона?

При обилии вяжущего компонента, размер наполнительного материала, то есть опилок, не играет роли. Опилки могут быть разного размера, стружка со станков оцилиндрованного вида не используется.

Смесь не будет однородной, если в одном замесе опилки будут иметь различную фракцию. Состав необходимо замесить так, чтобы после сжатия в кулаке, из него не вытекала жидкость, и не происходило рассыпание. Такой компонент, как известь способствует хорошему соединению всех компонентов, благодаря этому состав имеет однородность.

Где применяется опилкобетон?

Опилкобетон производить гораздо легче, чем остальные строительные материалы, он является экономичным, и изготавливается вручную, без дополнительной техники. Такой материал является экологически чистым, так как состоит из натуральных компонентов, отличается прочностью и практичностью.

С помощью опилкобетона можно сооружать здания до трех этажей, постройки хозяйственного и бытового характера, жилые помещения или гаражи. Строение из такого материала необходимо отделывать снаружи, обычно применяют штукатурку, для жилых зданий стены можно задекорировать. Несмотря на то, что блоки состоят из опилок, они не поглощают влагу, благодаря остальным компонентам. Материал не нуждается в утеплении, так как имеет высокий показатель теплоизоляции.

Опилки можно приобрести на специальных предприятиях, которые занимаются обработкой дерева, этот материал не является дорогостоящим.

Как изготовить блоки из опилкобетона?

Вначале необходимо приготовить состав, для этого опилки тщательно высушивают, пропускают через сито с ячейками 10 на 10 миллиметров. После этого производят смешивание всех компонентов в однородный состав.

Приготовленный состав однородного вида, укладывают в формы, и утрамбовывают так, чтобы внутри не скапливался воздух. Утрамбовку можно производить ручным или механическим методом, при этом состав должен тщательно уплотниться.

По размерам опилкобетон совпадает со шлакоблоком, поэтому формы и оборудование могут быть аналогичными.

Чтобы убрать пустоту из блоков, и выпустить весь скопившийся воздух, в смесь помещают два штыря. Стоимость одного блока является достаточно низкой по сравнению с остальными материалами, то есть шлакоблоком, газобетоном или пенобетоном. Состав необходимо раскладывать по формам сразу после приготовления, так как спустя 1,5 часа раствор начинает застывать.

Блоки из опилкобетона отличаются универсальностью, при строительстве не нужно возводить дополнительные опалубки, то есть сэкономить время и силы. Блоки сушат на протяжении трех месяцев, это дает возможность набрать им прочности, и соответствовать своей марки. После заливки форм опилкобетоном, блоки вынимают спустя пять дней, а затем оставляют для окончательного просушивания. Для того чтобы работа происходила быстрее, производят заливку сразу по несколько десятков блоков.

При изготовлении крупных блоков, используют формы разборного вида. Из деревянного материала сбивают специальные ящики, доски должны иметь толщину не меньше 20 миллиметров, чтобы под давлением раствора форма не развалилась.

Для блоков среднего или стандартного размера изготавливают формы в виде совместных ячеек, из досок толщиной от 20 миллиметров. В качестве крепления используют специальные стержни и гайки, а внутри выполняют пазы задвижного вида.

Выполнение монолитной заливки с помощью опилкобетона

Заливку производят при изготовлении крупных объемов материала. То есть если есть возможность залить сразу всю опалубку по периметру, с учетом её высоты. После заливки раствора, его тщательно утрамбовывают, для этого используют приборы из бруса, которые немного заостряются в нижней части.

Для того чтобы выполнить монолитную заливку, необходимо подготовить широкое корыто, которое имеет плоское дно, миксер ручного типа, и необходимые компоненты.

При этом не нужно изготавливать блоки, ожидать их высушивания, и выполнять работы по укладке. Монолитное строительство происходит быстрее.

SCIRP Открытый доступ

Издательство научных исследований

Журналы от A до Z

Журналы по темам

• Биомедицинские и биологические науки.
• Бизнес и экономика
• Химия и материаловедение.
• Информатика. и общ.
• Науки о Земле и окружающей среде.
• Машиностроение
• Медицина и здравоохранение
• Физика и математика
• Социальные науки. и гуманитарные науки

Журналы по тематике  

• Биомедицина и науки о жизни
• Бизнес и экономика
• Химия и материаловедение
• Информатика и связь
• Науки о Земле и окружающей среде
• Машиностроение
• Медицина и здравоохранение
• Физика и математика
• Социальные и гуманитарные науки

Публикация у нас

• Представление статьи
• Информация для авторов
• Ресурсы для экспертной оценки
• Открытые специальные выпуски
• Заявление об открытом доступе
• Часто задаваемые вопросы

Публикуйте у нас  

• Представление статьи
• Информация для авторов
• Ресурсы для экспертной оценки
• Открытые специальные выпуски
• Заявление об открытом доступе
• Часто задаваемые вопросы

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

	клиент@scirp. org
	+86 18163351462 (WhatsApp)
	1655362766
	Публикация бумаги WeChat

• Оценка воздействия шистосомоза и передающихся через почву гельминтозов через десять (10) лет (2009 г. )-2019) непрерывного лечения празиквантелом и альбендазолом в эндемичных районах, штат плато()

  Ненрот Биншак, Дакул Энтони Данаат, Дамаши Мантим Тали, Даниэль Нанбол Хелен

  Журнал библиотеки открытого доступа Том 10 №3, 27 марта 2023 г.

  DOI: 10.4236/oalib.1109669
  11 загрузок  60 просмотров

• Ауксетики в биомедицинских приложениях: обзор ()

  Шон Роуз, Декстер Сиу, Джей Ди Чжу, Рим Руфайл

  J. Minerals and Materials Characterization and Eng. Том 11 № 2, 27 марта 2023 г.

  DOI: 10.4236/jmmce.2023.112003
  4 загрузки  26 просмотров

• Более неустойчивый и более экстремальный: динамика осадков в штате Сан-Паулу, Бразилия()

  Люси Идальго Нуньес, Гильерме Энрике Габриэль, Хосе А. Маренго

  Американский журнал об изменении климата Том 12 № 1, 27 марта 2023 г.

  DOI: 10.4236/ajcc.2023.121008
  5 загрузок  34 просмотров

• Этиологический и рентгенологический профиль острых инфекций нижних дыхательных путей в период до COVID в педиатрическом отделении клинической больницы Мали и в общественном медицинском центре Йиримадио в Бамако()

  Бурама Кане, Мариам Майга, Уму Коне, Коротуму Веле Диалло, Абубакар Сангаре, Моди Абдулай Камара, Мариам Думбия, Абдул Карим Сангаре, Брехима Траоре, Лассин Г. Тимбине, Ибрахима Сиссе, Ахмаду И. Драме, Брехима Куриба

  Открытый журнал педиатрии Том 13 № 2, 27 марта 2023 г.

  DOI: 10. 4236/ojped.2023.132032
  3 загрузки  21 просмотр

• Телемедицина и умное здравоохранение — роль искусственного интеллекта, 5G, облачных сервисов и других поддерживающих технологий ()

  Таофик Ахмед Сулейман, Абдулкарим Адинойи

  Международный журнал коммуникаций, сетевых и системных наук Том 16 № 3, 27 марта 2023 г.

  DOI: 10.4236/ijcns.2023.163003
  12 загрузок  53 просмотров

• Эфирные масла как альтернатива антибиотикам для снижения заболеваемости и тяжести некротического энтерита у цыплят-бройлеров: краткий обзор()

  Макенли Э. Коулз, Бриттани Д. Грэм, Хуан Д. Латорре, Виктор М. Петроне-Гарсия, Сочитль Эрнандес-Веласко, Инкар Кастельянос-Уэрта, Сяолун Сан, Билли М. Харгис, Саид Эль-Ашрам, Авад А. Шехата , Гильермо Теллес-Исайяс

  Науки о пищевых продуктах и ​​питании Том 14 № 3, 27 марта 2023 г.

  DOI: 10.4236/fns.2023.143016
  3 загрузки  20 просмотров

Подпишитесь на SCIRP

Свяжитесь с нами

Бесплатные информационные бюллетени SCIRP

Copyright © 2006-2023 Scientific Research Publishing Inc. Все права защищены.

Вершина

Влияние пород древесины, обработки частицами и состава смеси

M. R. Garcez ¹ , E. O. Garcez ² , A. O. Machado ² , D. A. Gatto ²

¹ Interdisciplinary Department, Federal University of Rio Grande do Sul (UFRGS), Бразилия

² Инженерный центр, Федеральный университет Пелотас (UFPel), Бразилия

Адрес для корреспонденции: М. Р. Гарсез, Междисциплинарный факультет, Федеральный университет Риу-Гранди-ду-Сул (UFRGS), Бразилия.

Copyright © 2016 Научное и академическое издательство. Все права защищены.

Эта работа находится под лицензией Creative Commons Attribution International License (CC BY).
http://creativecommons. org/licenses/by/4.0/

Аннотация

Цель этого исследования заключалась в изучении влияния пород древесины, обработки частиц и пропорций смеси на физические (плотность) и механические (прочность на сжатие и динамический модуль упругости) свойства цементно-древесных композитов. Были исследованы различные пропорции смеси, основанные на соотношении цемент: древесина 0,3:0,7 по объему, с Pinus elliottii и Eucalyptus grandis Содержание опилок 0-100, 25-75, 50-50, 75-25 или 100-0. Частицы опилок были предварительно обработаны либо известковым, либо цементным покрытием для улучшения совместимости цемента и древесины. Результаты показывают, что порода древесины, обработка частиц и пропорции смеси могут влиять на физические и механические свойства цементно-древесных композитов. В целом, результаты подтверждают, что опилки эвкалипта и цемент естественным образом совместимы и не требуют какой-либо предварительной обработки частиц, чтобы избежать проблем с совместимостью.

Ключевые слова:
Pinus elliottii, E ucalyptus grandis, Известь, Цемент, Опилки, Отходы

Ссылайтесь на эту статью: М. Р. Гарсез , Э. О. Гарсез , А. О. Мачадо , Д. А. Гатто , Цементно-древесные композиты: влияние пород древесины, обработки частиц и пропорций смеси, International Journal of Composite Materials , Vol. 6 № 1, 2016. С. 1-8. дои: 10.5923/j.cmaterials.20160601.01.

Описание статьи

1. Введение

2. Материалы и методы

    2.1. Материалы

    2.2. Пропорции смеси и производство

    2.3. Физические и механические свойства

    2.4. Статистический анализ

3. Результаты и обсуждение

    3.1. Плотность

    3.2. Прочность на сжатие

    3. 3. Динамический модуль упругости

4. Выводы

1. Введение

Бразилия входит в пятерку крупнейших производителей делового круглого леса вместе с США, Китаем, Российской Федерацией, Российской Федерацией. Эти страны произвели в 2013 г. 54% всего мирового производства [1]. Как следствие, лесопильные заводы ежегодно производят огромное количество древесных отходов, неправильная утилизация которых может привести к ущербу для окружающей среды и экономическим проблемам для деревообрабатывающих компаний.

Биомасса растений уже используется для производства инженерных материалов, включая технологические и научные аспекты, а также экономические, экологические и социальные вопросы [2]. Использование древесины в цементной матрице, в частности, изучалось более ста лет, тогда как ее промышленное использование началось позже. Первоначально мелкие древесные частицы внедряли в цементную матрицу для производства плит низкой плотности, используемых в основном для изоляционных целей [3]. Однако в недавних исследованиях также изучалось использование древесных отходов в качестве сырья для производства многих других композитов, таких как панели на основе древесины, цементные плиты и пластиковая древесина [4].

Древесные отходы в виде волокон, частиц или прядей потенциально могут быть использованы в качестве армирующего агента или наполнителя в цементных композитах [3, 5-9]. Цементно-древесные композиты имеют много преимуществ по сравнению с другими традиционными древесными материалами, включая лучшую изоляцию. и пожаробезопасность, лучшую стойкость к намоканию водой, лучшие бактерицидные свойства и большую жесткость [5].

Древесные волокна, как и натуральные волокна, состоят из трех основных компонентов: целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина. Относительная доля этих компонентов может варьироваться в зависимости от типов волокон и растительного источника [2]. Для некоторых конкретных применений может потребоваться удаление определенных химических элементов [10].

Из-за химической морфологии цемента и целлюлозы водородные связи и/или гидроксильные мостики могут играть важную роль в связывании этих компонентов [3]. С другой стороны, гемицеллюлозы, крахмалы, сахара, фенолы и кислоты, присутствующие в древесных волокнах в разном количестве для каждой породы древесины, имеют тенденцию препятствовать гидратации цемента, что не только приводит к увеличению времени схватывания, но и ограничивает прочность цементного композита. за счет микротрещиноватости матрицы при гидратации цемента [3, 6]. На сложную систему самой реакции гидратации цемента оказывает влияние концентрация Ca(OH) ₂ , pH и температура. Разные условия определяют разные выходы реакций и разную стабильность конечных продуктов [11]. Ингибирование гидратации цемента происходит, когда центры зарождения гидрата силиката кальция (C-S-H), которые изначально представляют собой положительно заряженные поверхности, отравляются анионами сахара-кислоты. Поверхность древесно-волокнистых материалов, вероятно, является наиболее вероятным местом для обнаружения ингибирующих эффектов, связанных с гидратацией цемента [7].

Изменчивость свойств натуральных волокон, как правило, зависит от среды произрастания (температуры, влажности, состава почвы, воздуха и возраста), но также зависит от способа сбора и обработки растений [2]. Таким образом, на физико-механические свойства цементно-древесных композитов большое влияние оказывают породы древесины, используемые в производстве, а также содержание древесины [3], размер древесных частиц [3, 4] и обработка частиц [3, 5, 7]. , 8].

Основная цель данного исследования заключалась в изучении влияния двух пород древесины, трех обработок частиц и пятнадцати различных пропорций смеси на физические и механические свойства цементно-древесных композитов посредством анализа плотности, прочности на сжатие и динамического модуля. эластичности.

2. Материалы и методы

2.1. Материалы

В качестве связующего использовался бразильский цемент CPV-ARI [12], аналогичный портландцементу типа III – HESC – высокопрочный цемент (ASTM C150-12).

Pinus elliottii и Eucalyptus grandis отходы были получены от деревообрабатывающей промышленности, расположенной в Южной Бразилии. Были использованы две обработки частиц:

Цементное покрытие [13], которое заключалось в смешивании влажных опилок и цемента с соотношением опилок:цемент 8:1 по объему;

Погружение частиц опилок в насыщенный раствор извести [5], приготовленный из гидроксида кальция типа CH II [14] с опилками: вода: Ca(OH) ₂ в соотношении 1:1:0,05 по массе, в течение 24 часов с последующей кратковременной промывкой проточной водопроводной водой.

На рис. 1 показаны в натуре и предварительно обработанные частицы опилок, названные в соответствии с породой древесины и обработкой частиц: P _nat (ρ _un 0,21 г/см ³ ), P _cem (ρ _UN 0,29G/CM ³ ), P _ALK (ρ _UN 0,21G/CM ³ ), E _{NAT . ³ ), E cem (ρ un 0,30g/cm ³ ) and E alk (ρ un 0,23g/cm ³ ), for Pinus elliottii и виды Eucalyptus grandis с естественной, цементной и щелочной обработкой соответственно.}

Рис. 1 В натуре и предварительно обработанных опилках: (a) Pinus elliottii ; (b) Eucalyptus grandis

В таблице 1 показан химический состав предварительно обработанных образцов опилок, полученный с помощью рентгеновской флуоресценции (РФА).

Table 1. Chemical composition of Sawdust

Figure 2 shows sawdust waste particle size distributions, after sieving to получить плотную градацию [15].

F ig ure 2 . Гранулометрический состав: (a) Pinus elliottii ; (b) Eucalyptus grandis

2.2. Пропорции смеси и производство

Пропорции смеси были определены на основе соотношения цемент:древесина 0,3:0,7 по объему с Pinus elliottii и Eucalyptus grandis процентным содержанием опилок 100-0, 75-25, 50 -50, 25-75 и 0-100, как показано в таблице 2.

Table 2. Mix proportion, in volume

Manufacture process consisted in mixing cement, water and sawdust contents (Table 3) в планетарной растворомешалке, помещая по пять образцов каждого композита в цилиндрические металлические формы размером 20х40 мм. Через семь дней отверждения образцы были извлечены из формы и выдержаны в лабораторном помещении, защищенном от воздушных потоков и прямой изоляции, в течение 21 дня.

Table 3. Mix proportion, in mass

2.3. Физические и механические свойства

Характеристики цементно-древесных композитов в отношении пород древесины, обработки частиц и пропорций смеси оценивались по физическим и механическим свойствам.

Плотность

Плотность определяли путем измерения массы и объема каждого образца в соответствии с уравнением 1, где M ₀ — вес (г), V ₀ — объем (см ³ ), а ρ — плотность (г/см ³ ). Результаты представляли как среднее значение пяти измерений.

(1)

Прочность на сжатие и динамический модуль упругости

Испытания на прочность на сжатие проводились на универсальной испытательной машине в соответствии с процедурой, адаптированной из Бразильского технического стандарта прочности цемента на сжатие[16]. , учитывая скорость нагружения 0,05 МПа/с и представленную как среднее значение пяти образцов.

Динамический модуль упругости определяли [17] путем измерения скорости ультразвукового импульса с помощью испытательного устройства ATICO Proceq с преобразователями 54 Гц. Результаты представляли как среднее значение пяти образцов на основе уравнения 2, где V — скорость ультразвукового импульса (мм/мкс), ρ — плотность (кг/м³), а µ — коэффициент Пуассона.

(2)

2.4. Статистический анализ

Дисперсионный анализ (ANOVA) выполняли с использованием коммерческого программного обеспечения Statgraphics. Критерий наименьшей значимой разницы Фишера (LSD) использовали для сравнения разницы между средними значениями свойств на уровне 0,05.

3. Результаты и обсуждение

Тенденции в средних значениях свойств цементно-древесных композитов установить трудно, в основном потому, что древесные волокна являются биологическим материалом и имеют присущую изменчивость длины волокон и свойств [7]. Кроме того, обработка каждого древесного волокна может быть неравномерной по поверхности волокна. Тем не менее, образцы древесины, обработка и пропорции смеси, предложенные в этой экспериментальной программе, привели к набору данных, который позволил изучить явные тенденции в средних физических и механических свойствах цементно-древесных композитов, как обсуждается в этом разделе.

3.1. Плотность

На рис. 3 приведены результаты определения плотности цементно-древесных композитов, значения которых представлены в табл. 3. Результаты согласуются с другими, опубликованными в литературе [3, 4, 8, 11, 19].

Figure 3. Density of cement-wood composites

Table 3. Density of cement-wood composites

плотность и, как следствие, меньшую прочность на сжатие [11, 18]. Цементно-древесные композиты с более высокой плотностью также имеют более высокие значения модуля упругости и модуля разрыва [19]. С другой стороны, снижение плотности приводит к более легким элементам, что может быть преимуществом при обработке и транспортировке.

В этом исследовании на плотность цементно-древесных композитов значительное влияние оказала обработка частицами. Композиты с опилками, обработанными цементным покрытием, показали более высокую плотность, за ними следуют композиты с опилками в опилках natura и с опилками, погруженными в щелочной раствор.

Что касается P100E0, который содержит только опилки Pinus elliottii , результаты испытаний показывают, что значения плотности выше для цементного покрытия, уменьшаясь при погружении в щелочной раствор или в опилках natura применяются.

С другой стороны, композиты с Eucaliptus grandis , P0E100, P25E75, P50E50 и P75E25 показывают другое поведение: плотность выше для цементного покрытия, снижается, когда в опилках natura и при обработке частиц погружением в раствор щелочи.

Пропорции смеси, в которых использовались смеси обеих пород древесины (P25E75, P50E50 и P75E25) и частицы опилок были погружены в щелочной раствор, показали самые низкие значения плотности и отсутствие статистической разницы между средними значениями.

3.2. Прочность на сжатие

На рис. 4 показаны результаты прочности на сжатие для цементно-древесных композитов, значения которых представлены в таблице 4. Результаты согласуются с другими данными, опубликованными в литературе [3, 4, 7, 8].

Рис. 4 Таблица 4. Прочность на сжимание цементных композитов

. Цементно-древесные композиты со 100% содержанием опилок Pinus elliottii показали лучшие характеристики в отношении прочности на сжатие, когда частицы опилок были предварительно обработаны цементным покрытием. Образцы смесей Pinus elliottii и Eucaliptus grandis ведет себя так же: более высокое процентное содержание Pinus elliottii и обработка частиц цементного покрытия, как правило, приводят к более высоким значениям прочности на сжатие. Рассматривая образцы со 100% содержанием Eucaliptus grandis , более высокие значения прочности на сжатие были достигнуты с в опилках natura .

Предыдущее исследование цементно-древесных композитов с в natura Pinnus sp. опилки и соотношение цемент:древесина:вода 1:0,21:0,6 привели к среднему значению прочности на сжатие 5 МПа [8], что совместимо со средним значением 4,16 МПа (таблица 4) для P100E0 _nat с соотношением цемент:древесина:вода 1:00:48:0,60.

Как общая тенденция, это исследование показывает, что самые высокие значения прочности на сжатие достигаются в композитах с более высоким процентным содержанием в опилках natura Eucaliptus grandis . С другой стороны, высокое содержание в natura Pinus elliottii снижало прочность на сжатие.

Экспериментальные результаты [20] испытаний на прочность при сжатии цементно-древесных композитов показывают, что 9Опилки 0032 Eucalyptus и цемент естественно совместимы и не требуют какой-либо предварительной обработки частиц, чтобы избежать проблем с совместимостью. Эти результаты согласуются с результатами, полученными в настоящем исследовании. Эти результаты, касающиеся композитов с опилками эвкалипта , очень важны для промышленных целей, поскольку древесина эвкалипта является наиболее важным сырьем для целлюлозно-бумажной промышленности в Бразилии [21], а переработка древесины приводит к большому количеству отходов. .

Опилки Eucaliptus grandis , предварительно обработанные погружением в щелочной раствор, показали более низкие значения прочности на сжатие по сравнению с опилками в опилках natura . Пропорции смеси, в которых использовались смеси обеих пород древесины (P25E75, P50E50 и P75E25) и частицы опилок были погружены в щелочной раствор, показали самые низкие значения прочности на сжатие и отсутствие статистической разницы между средними значениями.

Связь между древесным волокном и цементом может быть химической, физической или их комбинацией. На границе между древесным волокном и цементной матрицей напряжение передается между древесным волокном и цементом [7]. Сильная или слабая межфазная связь влияет на механическое поведение композита. Если существует сильная связь, в результате получается хрупкий материал с высокой прочностью, как показано на рисунке 5 (а). С другой стороны, слабая связь приводит к получению более жесткого материала без высокой прочности (рис. 5(b)).

Рис. 5 (a) Хрупкое поведение цементного теста; (b) Тяжелое поведение P100E0 CIM Композит цементного дерева

На рис. , при испытаниях на прочность на сжатие, результаты которых представлены в табл. 4.

. (а) Р50Е50; (а) P25E75; (a) P0E100

Жесткое поведение цементно-древесных композитов, которое показывает эффективность передачи нагрузки между матрицей и древесным волокном, можно проверить на рисунке 6, а также увеличение прочности на сжатие при выше процент в натуре Eucaliptus grandis опилки.

3.3. Динамический модуль упругости

Важность определения модуля упругости связана с тем фактом, что это механическое свойство напрямую связано с жесткостью, деформируемостью и контролем растрескивания цементно-древесных композитов [22]. Модуль упругости цементного теста зависит в основном от его пористости и соотношения вода:цемент. Однако в цементно-древесном композите соотношение между пастой и заполнителем, породой древесины и обработкой древесными частицами также может иметь значение.

На рис. 7 представлены результаты динамического модуля упругости цементно-древесных композитов, значения которых представлены в табл. 5. Результаты согласуются с другими данными, опубликованными в литературе [3, 4, 8, 9].

Рис 7 . Таблица 50305

Модуль эластичности Pinus и Eucaliptus 9003.19.19.19.10.19.19.19.19.19.19.19.19.19.19. В результате механические свойства цементно-древесных композитов, особенно в отношении жесткости и деформируемости, могут значительно различаться при использовании смесей древесных пород.

Экспериментальные результаты (Таблица 5) показали влияние породы древесины на модуль упругости. Хотя композиты с высоким содержанием 9Опилки 0032 Eucaliptus grandis (P25E75 и P0E100) показали самые высокие значения прочности на сжатие (рис. 4), такие композиты не показали такого же поведения в отношении модуля упругости.

Высокий коэффициент вариации (таблица 5) может быть результатом неоднородности образцов цементно-древесного материала, но также может быть вызван тем, что на ультразвуковые измерения могут влиять несколько факторов, таких как длина оптического пути, содержание влаги, температура, форма и размер образца.

Влияние заполнителя на модуль упругости иногда может иметь большее значение, чем прочность или возраст. Для композитов с разным типом заполнителя это влияние может быть еще более сложным [23]. В этом исследовании было обнаружено, что разные композиты с одинаковым диапазоном прочности могут иметь очень разные модули упругости, и предполагается, что эти результаты получены из-за совокупного влияния.

На рис. 8 показан динамический модуль упругости цементно-древесных композитов со статистическими данными сравнения средних значений, где одинаковые буквы означают обработку эквивалентными средними значениями. Композит П75Э25 с частицами, предварительно обработанными цементным покрытием, показал самое высокое значение модуля упругости.

Рис. 8 Динамический модуль упругости цементно-древесных композитов со статистическими данными сравнения средних значений

Цементно-древесные композиты со 100%, 75% и 50% опилок Pinus elliottii и частиц, предварительно обработанных цементным покрытием, показали лучшие характеристики в отношении модуля упругости. Композиты P100E0 и P50E50 не показали статистической разницы между средними значениями для частиц, предварительно обработанных погружением в щелочной раствор.

Композиты со 100% содержанием опилок Eucaliptus grandis показали наилучшие результаты в отношении модуля упругости для в natura опилок с последующим покрытием цементом и погружением в обработку щелочным раствором.

Прочность межфазной связи между волокном и цементной матрицей зависит от содержания влаги из-за пониженной прочности влажного волокна на изгиб, что делает его более гибким и с меньшей вероятностью препятствует растрескиванию цементной матрицы [3]. Таким образом, учитывая гигроскопическое поведение древесины, модуль упругости цементно-древесного композита ниже, чем модуль упругости самого цементного теста, и имеет тенденцию к снижению по мере увеличения процентного содержания древесины.

4. Выводы

Результаты показали, что порода древесины, обработка частиц и пропорции смеси могут влиять на физические и механические свойства цементно-древесных композитов.

Смеси Eucalyptus grandis и опилок Pinus ellioti привели к промежуточным значениям плотности, промежуточным к более низким значениям прочности на сжатие и промежуточным к более высоким значениям динамического модуля упругости. Композиты со 100% содержанием Eucalyptus grandis показал более высокие значения прочности на сжатие. Более легкие композиты были получены с опилками Pinus ellioti .

В целом, результаты подтверждают, что опилки Eucalyptus и цемент естественным образом совместимы и не требуют какой-либо предварительной обработки частиц, чтобы избежать проблем с совместимостью.

Каталожные номера

[1]	К. Юргенсен, В. Коллерт, А. Лебедис, 2014 г., Оценка производства делового круглого леса из лесонасаждений, Серия рабочих документов по лесонасаждениям и деревьям, ФАО FP/48/E.
[2]	Н. Солтани, А. Бахрами, М.И. Печ-Канул, Л.А. Гонсалес, 2015 г., Обзор физико-химической обработки рисовой шелухи для производства современных материалов, Журнал химической инженерии, 264, 899-935.
[3]	С. Фрайборт, Р. Мауриц, А. Тайшингер, У. Мюллер, 2008 г., Композиты на цементной связке – механический обзор, BioResourches, 3(2), 602-626.
[4]	Р. М. Ронким, Ф. С. Ферро, Ф. Х. Ичимото, К. И. Кампос, М. с. Бертолини, А. Л. Христофоро, Ф. А. Р. Лар, 2014, Физические и механические свойства древесно-цементного композита с лигноцеллюлозными отходами, Международный журнал композитных материалов, 4 (2), 69-72.
[5]	М. Фан, М.К. Ндиконтар, С. Чжоу, Дж. Х. Нгамвенг, 2012, Цементные композиты из тропических пород древесины: совместимость древесины и цемента, Строительство и строительные материалы, (36), 135 –140.
[6]	X. Лин, М. Р. Силсби, Д. М. Рой, Р. Кесслер, П. Р. Бланкенхорн, 1994, Подходы к улучшению свойств цементных композитов, армированных древесным волокном, Исследование цемента и бетона, 24 (8), 1558-1566 гг.
[7]	Дж. Л. Пеханича, П. Р. Бланкенхорн, М. Р. Силсбиб, 2004, Влияние уровня обработки поверхности древесного волокна на отдельные механические свойства древесноволокнистых цементных композитов, Исследование цемента и бетона, 34, 59–65.
[8]	Бертолини М.С., Кампос К.И., Соуза А.М., Панзера Т.Х., Христофоро А.Л., Лар Ф.А.Р., 2014, Древесно-цементные композиты из отходов Pinus sp. дерево: Эффект обработки частиц. International, Journal of Composite Materials, 4(2), 146-149.
[9]	А. Ашори, Т. Табарса, Ф. Амоси, 2012, Оценка использования железнодорожных шпал из отходов древесины в древесно-цементных композитных материалах, Строительство и строительные материалы, 27, 126–129.
[10]	А. Бахрами, Н. Солтани, М.И. Печ-Канул, К.А. Гутьеррес, 2016, Разработка композитов с металлической матрицей из промышленных/сельскохозяйственных отходов и их производных, Критические обзоры в области науки и техники об окружающей среде, 46, 143-208.
[11]	F C. Jorge, C. Pereira, JMF Ferreira, 2004, Древесно-цементные композиты: обзор, Holz Roh Werkst, 62, 370–377.
[12]	АБНТ. Бразильская ассоциация технических стандартов. NBR 5733: Портландцемент с высокой начальной прочностью. Рио-де-Жанейро, 19 лет91.
[13]	S.A. Costa, «Incorporação de serrim em argamassas cimentícias», M. Eng. Диссертация, Universidade do Minho, Гимарайнш, Португалия, 2012 г.
[14]	ABNT. Бразильская ассоциация технических стандартов. NBR 7115: Гидроксид кальция для строительных растворов. Требования. Рио-де-Жанейро, 2003 г.
[15]	ABNT. Бразильская ассоциация технических стандартов. NM 248: Распределение частиц по размерам. Рио-де-Жанейро, 2003 г.
[16]	АБНТ. Бразильская ассоциация технических стандартов. NBR 7215: Прочность цемента на сжатие. Рио-де-Жанейро, 1996 г.
[17]	ABNT. Бразильская ассоциация технических стандартов. NBR 15630: Строительные растворы. Определение динамического модуля упругости при распространении ультразвуковой волны. Rio de Janeiro, 2008.
[18]	M. R Garcez, T. Santos, D. A. Gatto, 2013, Avaliação das propriedades físicas e mecânicas de concretos pré-moldados com adição de serragem em substituição ao agregado miúdo, Ciência & Engenharia, 22, 95-104.
[19]	S. Iwakiri, A. B. M. Stinghen, E. L. Silveira, E. H. C. Zamarian, J. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт