Химические добавки для арболита: обзор, исследование, выводы
- 1 Применение химических добавок для модификации цементного раствора арболита
- 2 Самые эффективные методы модификации цементного раствора
- 2.1 Хлористый кальций для арболита
- 2.2 Сульфат алюминия (сернокислый глинозём)
- 2.3 Жидкое стекло
- 3 Другие комплексные химические добавки для арболита
- 4 Исследование влияния химических компонентов на прочность арболита
При производстве арболита возникает главная задача: избавится от влияния вредных сахаров и других веществ, которые выделяет древесный заполнитель (щепа). Сахара негативно влияют на цемент, на его затвердевание, а соответственно на прочность изделия. Для этого в состав вводятся химические добавки для арболита, то есть выполняется модификация цементного раствора. Из всех методов по улучшению качества арболита именно добавление химического компонента на этапе замеса раствора является наиболее эффективным, позволяет нейтрализовать вредные вещества с наименьшими экономичными и трудовыми затратами.
Применение химических добавок для модификации цементного раствора арболита
Модификация производится следующими добавками:
- добавлением высокомолекулярных соединений. Введение жидкой резины (латекса), приводит к появлению упругих свойств цементного камня — это позволяет решить проблему усушки древесной щепы. Если использовать просто цемент без модификатора, то появляются микротрещины, и снижается прочность.
- добавлением минеральных добавок. Они создают вокруг щепы прослойку, на которую не воздействуют сахара. К минеральным химическим добавкам относятся: сочетания измельчённого известняка с натриевым жидким стеклом, раствор полиакриламида с хлористым алюминием, раствора полиакриламида с известняком и карбонатом аммония
- добавлением пластифицирующих добавок и вяжущих низкой водопотребности. Сам по себе пластификатор увеличивает подвижность цементного раствора. Подвижность можно оставить обычную, снизив расход воды. Чем меньше расход воды, тем меньше вымывается из щепы сахаров.
Вяжущие низкой водопотребности — это цемент и пластифицирующая добавка в одном мешке.
- добавлением воздухововлекающих добавок. К ним относят: омыленный древесный пек; смолу воздухововлекающую, смолу древесную омыленную и прочие. Добавление воздухововлекающией добавки позволяет уменьшить расход цемента. Соответственно, чем меньше цемента, тем меньше воздействий древесных сахаров на арболит. По структуре есть схожесть с газосиликатом или пенобетоном.
Самые эффективные методы модификации цементного раствора
Из вышеперечисленных методов наибольшую эффективность показали применение добавок ускорителей процессов схватывания и твердения цемента и добавки-пластификаторы. Добавление высокомолекулярных соединений и воздухововлекающих компонентов – это дорогой и сложный процесс, поэтому в практике производства арболита широкого применения они не нашли.
Не многие знают, что помимо применения известного и описанного в ГОСТе хлористого кальция и сульфата алюминия для арболита существует очень большое количество других химических компонентов. Многие составы скрыты от наших глаз патентами. Однако согласно многолетним исследованиям можно выделить следующие эффективные химические добавки для арболита ускоряющие твердение цемента: хлористый кальций, хлористый алюминий, хлористое железо, сульфат натрия, сода, жидкое стекло, соляная кислота, хлористый магний, хлористый барий, хлористый бериллий. Из эффективных добавок, выступающих в качестве пластификатора известны: СМ-1, СМ-2, ГП-1, С-3, Реламикс и др.
Чтобы уменьшить влияние древесных сахаров, и в то же время улучшить показатели прочности известна практика совместного применения ускорителей и пластификаторов.
Хлористый кальций для арболита
Самая популярная добавка для производства арболита как в странах бывшего Советского Союза, так и для производства деревобетона за рубежом это хлористый кальций.
Хлористый кальцийХлористый кальций выступает в роли пластификатора для бетонной смеси. Даже небольшое количество хлористого кальция способно ускорить схватывание и твердения бетонного раствора.
Поговорим о недостатках. Цемент для арболита по составу различается. Например, на практике российский состав цемента может отличаться от европейского состава, даже если будет указана одна и та же марка. А хлористый кальций очень чувствительный к составу и его пропорцию нужно подбирать для каждого из цементов только опытным путем. Он сильно поглощает влагу из воздуха (гигроскопичность) и поддерживает постоянную влажность бетона. Это свойство немного ухудшает показатели прочности арболита, как и ухудшает теплоизоляционные характеристики. Из-за использования хлористого кальция на поверхности бетона появляются выцветы, а его химическая стойкость по отношению к другим химикатам уменьшается.
Несмотря на вышеперечисленные недостатки, хлористый кальций и сейчас активно применяют в производстве арболита, потому что это очень сильный ускоритель твердения.
Сульфат алюминия (сернокислый глинозём)
В сравнении с хлористым кальцием сульфат алюминия не обладает сильной гигроскопичностью, на поверхности арболита не образует выцветов, а химическая стойкость бетона не ухудшается.
Но в то же время введение сульфата алюминия уменьшает прочность арболита на 10-12%.
Жидкое стекло
Жидкое стекло в арболите работает по-другому, нежели хлористый кальций и сернокислый глинозем: образует пленку, которой обволакивает щепу, таким образом, защищает цемент от древесных ядов щепы.
Но изготовленный арболит на жидком стекле имеет на 50% более низкую прочность, в сравнении с хлористым кальцием.
Поэтому, если и использовать жидкое стекло, то только совместно с другими модификаторами. Известно совместное использование жидкого стекла и хлористого кальция. Определена пропорция: 1% жидкого стекла и 4% хлористого кальция от массы цемента. Применения этой комплексной добавки требует проведения термообработки древесного заполнителя, что увеличивает затраты при производстве, а соответственно стоимость изделия из арболита.
Известно также применение комплексной добавки состоящей из сернокислого глинозема и жидкого стекла. Это сочетание повышает прочность арболита в 1,5-2 раза, при этом щепу не обязательно подготавливать (вылеживать, минерализовать и т. д.).
Другие комплексные химические добавки для арболита
Кроме вышеперечисленных популярных компонентов известны другие не менее эффективные химические добавки для арболита, однако их применение по разным причинам ограничено:
- Фосфорная кислота и окислы металлов
Благодаря вяжущим свойствам этого модификатора увеличивается прочность, огнестойкость, и теплоизоляционные и звукоизоляционные свойства арболита. Но, чтобы приготовить такой состав нужно сырье (большое количество отходов металлургических заводов), которое найти проблематично.
- Глицерин
Глицерин в количестве 1,5-4% от массы цемента увеличивает прочность арболита, способствует быстрому твердению цемента, улучшает прочность сцепления щепы с цементным вяжущим. Его сочетание с хлористым кальцием позволяет полностью растворить зерна цемента, улучшить однородность цементного камня и его адгезионных свойств. Однако глицерин – это дорогое удовольствие, по стоимости в 4 раза превышающее стоимость хлористого кальция.
- Карбамидная смола и борогипс
Карбамидная смола в сочетании с борогипсом образует нерастворимое соединение, которое не дает выходить экстрактивным веществам, содержащимся в древесном заполнителе. Широкого применения этот состав не нашел из-за дефицита борогипса.
- Гидроокись кальция и карбонат аммония
Два компонента вступают в реакцию: на поверхности щепы образуется твердая корка из карбоната кальция. Древесный заполнитель становится химически менее активен по отношению к цементу. Количество добавки 5-7% от массы цемента. Комплексная добавка ускоряет процесс твердения, улучшает сцепление древесного заполнителя с цементным камнем. Однако использование комплексного состава ограничено из-за аммиака, который выделяет карбонат аммония.
- Хроматы (соли хромовой кислоты)
Модифицированная добавка, содержащая хромат-ион, применяется для изготовления армированных арболитовых изделий. Ее использование замедляет коррозию арматуры. Сочетание хромат-иона с нитрит-нитратом хлорида кальция (в количестве 4-5% от массы цемента) позволяет ускорить процесс твердения и увеличить прочность арболита на 57%.
- Гидролизный лигнин
Благодаря использованию древесного гидролизного лигнина, у арболита уменьшаются показатели водопоглощения (снижение гигроскопичности в 3,9-4,2 раза при испытаниях в 100% влажной среде), прочность на сжатие увеличивается в 2 раза. Лигнин – безопасный для человека компонент (его даже используют в медицине), предназначен для производства арболитовых изделий, которые будут эксплуатироваться при большой влажности. Здания из такого арболита будут более долговечными. К сожалению, лигнин произвести очень сложно и дорого. Этот факт ограничивает его применение в качестве добавки в арболит.
- Торфяная вытяжка
Торфяная вытяжка повышает прочность арболита, увеличивая подвижность цементного раствора, улучшая обволакивание древесного заполнителя. Недостаток использования торфяной вытяжки: щепу предварительно нужно вымачивать в растворе метанола при температуре 80-100 градусов. А если в арболитовый состав добавить волокна верхового торфа, то они, перемешиваясь со щепой и цементом, переплетутся и создадут своего рода арматуру для арболита. Прочность «армированного» торфяными волокнами каркаса будет высокая во всех направлениях.
- Кремнеземсодержащий отход
Частицы аморфного кремнезема из которых состоит кремнеземсодержащий отход при перемешивании с арболитовой смесью обволакивают щепу. Таким образом, повышается прочность при статистическом изгибе, уменьшается водопоглощение. Ограничение использования: в странах СНГ трудно найти кремнеземсодержащие отходы.
- Сульфатный щёлок (черный щелок)
Черный щелок выступает как минерализатор щепы. Обеспечивает хорошее сцепление цементного камня с древесным заполнителем, увеличивая плотность. Ограничение применения: сульфатный щелок является дефицитным сырьем.
- Комплекс: полиметаллический водный концентрат, тонкодисперсный минеральный продукт газоочистки и тонкодисперсный доломитовый утяжелитель
Этот комплексный состав улучшает физико-механические свойства арболита, препятствует влиянию древесных ядов, ускоряет процесс твердения.
- Комплекс: высококальциевая зола-унос, поливинилацетатом (ПВА), жидкое стекло
Химические добавки, входящие в этот комплекс позволяют произвести арболит с высокой прочностью и низкой теплопроводностью. Однако добавка достаточно нестабильно действует на цементный камень.
Существует много различных исследований по применению комплексных добавок. В основном комплексные химические добавки для арболита улучшают его физико-механические свойства, но в то же время имеют определенные недостатки, а некоторые имеют ограничения в применении.
Поэтому научный вопрос разработки новой эффективной добавки остается актуальным. В то же время открыт вопрос разработки «экспресс-методики» по оценке влияния химических компонентов на арболит. Все исследования обычно выполняются прямым методом: изготавливается и испытывается большое количество образцов арболита.
Исследование влияния химических компонентов на прочность арболита
Специалисты проекта Stavba.ru по разработанной экспресс-методике исследовали известные химические добавки для арболита: хлористый кальций, сода, соляная кислота, жидкое стекло, магний сернокислый, марганец сернокислый, кальциевая селитра, сульфат аммония, цинк сернокислый, медный купорос, хлористый калий, хлористый натрий.
Исходные данные: цемент ПЦ 500 Д0 с густотой цементного теста 28%, расход цемента 400кг/м3, расход щепы 240кг/м3, отношение воды к цементу = 1,1. В состав каждого образца добавляли химический компонент.
Химические добавки для арболитаПо результатам в таблице видно, что химические добавки, такие как хлористый кальций, жидкое стекло, добавка Stavba дают такую плотность и прочность арболита, что позволяют отнести его к конструкционно-теплоизоляционному виду материала.
- Добавка хлористого кальция – оптимальный расход 2% от массы цемента, прочность арболита на сжатие 4,1 МПа, плотность 650 кг/м3
- Добавка жидкого стекла – оптимальный расход 2% от массы цемента, прочность арболита на сжатие 2,98 МПа, плотность 650 кг/м3
- Добавка Stavba – оптимальный расход 2% от массы цемента, прочность арболита на сжатие 3,76 МПа, плотность 650 кг/м3
Если у вас возникли вопросы, вы можете обратиться к специалистам Stavba.ru в форме обратной связи на странице сайта «О нас».
Технология производства арболита, состав и пропорции на кубометр – CemGid.ru
В 30-е годы прошлого столетия голландские строители попробовали смешать цемент со старыми опилками. Свойства деревобетона оказались вполне приличными, но технология не выстраивалась. Блоки не хотели застывать, их поверхность шелушилась, а спустя пару лет, особенно на улице, они начинали потихоньку разрушаться. Однако энтузиасты не оставляли попыток и придумали новые схемы.
Оглавление:
- Технические параметры
- Нюансы изготовления и добавки
- Инструменты и приспособления
- Ингредиенты и пропорции
Дерево и камень
Арболитовые блоки сочетают простоту обработки дерева с прочностью каменных изделий. Основной состав смеси – опилки и цемент? yо кроме «классики» его готовят и на основе других древесных материалов, порой самых неожиданных: песок, древесные стружки (ЦСП), резаная солома, шкурки семечек подсолнуха, шелуха риса и даже высушенные водоросли.
Диапазон прочности – М5-М50, варианты от М5 до М15 относят к утеплителям, с маркой от 15 кг/см2 и выше называют конструкционными. Применяют в виде готовой продукции (блоки, плиты, перемычки, подоконные доски), а также в монолитном варианте. Практически полное отсутствие подвижности и малый объемный вес не позволяет выполнять полноценную заливку. Рыхлый и рассыпчатый раствор уплотняют трамбовкой либо укатывают.
Готовые, даже высокомарочные конструкции легко обрабатываются. Их можно резать даже обычной ножовкой, строгать рубанком. Материал отлично держит шурупы, в него хорошо вбиваются гвозди. Еще одно полезное свойство: в отличие от обычного бетона сопротивляется растяжению немногим хуже, чем сжатию, что позволяет порой обходиться без армирования.
ГОСТ 19222-84 регламентирует технологию изготовления, расписывает соотношения ингредиентов. Согласно этому документу наружные стены требуется укрывать от влаги оштукатуриванием, либо облицовкой (плитка, сайдинг). Стальные изделия и арматуру необходимо защитить от коррозии. Неплохой эффект дает применение стеклопластика, но их свойства на достаточно долгий временной промежуток толком не изучены, а регламенты носят поверхностный характер.
Еще одно важное требование технологии: работа в отличие от обычного бетона разрешена при температуре не ниже +15°С.
Изнанка процесса
Изготовить арболит своими руками несложно. Просто насыпав в ведро цемент, воду и опилки, мы его не получим. Он не будет торопиться затвердеть, а если все же схватится, вскоре начнет разрушаться. Причина – наличие в древесине особых веществ, которые химики относят к классу сахаров. Они негативно влияют на цемент, сильно замедляют, а иногда даже совсем останавливают процесс твердения.
Чтобы этого не происходило, поступают одним из двух способов:
1. Дают опилкам «вылежаться» под открытым небом, периодически перемешивая. Процесс небыстрый, занимает полтора-два года. За это время все ненужные вещества вымываются либо переходят в нерастворимое состояние.
2. В рецептуру арболитовой смеси вводят специальные нейтрализующие сахара составы: гашеную известь с жидким стеклом (силикат натрия) или хлористый кальций плюс сульфат алюминия (сернистый глинозем). Есть и другие варианты, но эти две пары наиболее популярны.
Добавки и их подборка
Вариант хлорида кальция с глиноземом имеет приятный бонус в виде ускорения схватывания, что немаловажно при производстве своими силами. Что касается сочетания извести с жидким стеклом, оно заметно дешевле, но главное менее чувствительно к качеству исходного сырья. То, что щепа и опилки имеют разброс по влажности – еще полбеды. Содержание пресловутых сахаров сильно зависит от породы дерева, его возраста, времени и даже места где оно было срублено.
Чтобы выдержать технологию и пропорции для смешивания смеси, приходится уточнять ее подбором при каждой перемене заполнителя. Поэтому если вы самостоятельно решили заняться изготовлением, сырье желательно завозить по принципу «больше — лучше», чтобы не делать замеры и не пересчитывать соотношения каждый раз при завозе очередной партии. Тем более, что уходит на это как минимум неделя.
Готовим оснастку
Привлекает арболит еще тем, что открыть производство можно самостоятельно буквально «на коленке». Для небольшого цеха, рассчитанного на изготовление до полутысячи стандартных (19х19х40 см) блоков за смену понадобится:
- Гравитационная или лопастная мешалка с рабочим объемом 140-180 литров.
- Пластиковые емкости, ведра для обработки, переноски и дозирования сырья.
- Весы, рассчитанные не менее чем на 10 кг.
- Лопаты.
- Формы. Их можно изготовить из тонкой листовой стали или сколотив из гладких досок. Чтобы раствор не лип к опалубке, ее смазывают эмульсией из воды, мыла и машинного масла.
Состав и пропорции компонентов
Для варианта хлорид кальция + сульфат алюминия на м3 готовой смеси: 500 кг цемента М400, столько же по весу или чуть больше опилок, по 6,5 кг каждого вида химиката, около 300 литров воды. Если вы планируете использовать известь с силикатом натрия, соотношение соответственно будет 9 + 2,5 кг при прочих равных.
Для удобства пересчитаем на 1 м3 эти пропорции для замеса в ведрах по 10 л: цемент – 80; опилки – 160; добавки – хлор и кальций чуть больше половины ведра, глинозем – треть. Перемешав все это, получим чуть больше кубометра мокрых опилок, а после того как уплотним их в опалубке и дадим схватиться — куб арболита марки 25.
Технология производства организована по схеме:
- Разводим реактивы в приблизительно третьей части (0,1 м3) всего количества воды.
- Перемешиваем с опилками, даем вылежаться пару дней, укрыв пленкой.
- Начинаем перемешивать, постепенно добавляя цемент.
- Вымешиваем как минимум 5-7 минут. Вываливаем, раскладываем по формам, хорошо уплотняем.
На следующий день опалубку аккуратно снимаем. Через неделю блоки уже можно использовать для кладки. При тех пропорциях, что мы привели выше, их марочная прочность составит порядка 25-28 кг/см2. Изделиям дают полностью схватиться и высохнуть в течение трех-четырех недель.
Gale Apps – Технические трудности
Приложение, к которому вы пытаетесь получить доступ, в настоящее время недоступно. Приносим свои извинения за доставленные неудобства. Повторите попытку через несколько секунд.
Если проблемы с доступом сохраняются, обратитесь за помощью в наш отдел технической поддержки по телефону 1-800-877-4253. Еще раз спасибо, что выбрали Gale, обучающую компанию Cengage.
org.springframework.remoting.RemoteAccessException: невозможно получить доступ к удаленной службе [authorizationService@theBLISAuthorizationService]; вложенным исключением является com.zeroc.Ice.UnknownException
unknown = “java.lang.IndexOutOfBoundsException: индекс 0 выходит за границы для длины 0
в java.base/jdk.internal.util.Preconditions.outOfBounds(Preconditions.java:64)
в java.base/jdk.internal.util.Preconditions.outOfBoundsCheckIndex(Preconditions.java:70)
в java.base/jdk.internal.util.Preconditions.checkIndex(Preconditions.java:266)
в java.base/java.util.Objects.checkIndex(Objects.java:359)
в java.base/java.util.




















Для чего используется сульфат алюминия
Bisley International Часто задаваемые вопросы
Как и большинство людей, вы, возможно, слышали о сульфате алюминия раньше или даже видели его, но знаете ли вы, для чего он используется? Вы будете удивлены, узнав о множестве применений этого соединения.
В этой статье мы расскажем вам все, что вам нужно знать о сульфате алюминия: что это такое, для чего он используется и как его можно использовать безопасно и эффективно.
Что такое сульфат алюминия?
Сульфат алюминия, также называемый квасцами, представляет собой белое кристаллическое твердое вещество с формулой Al₂(SO₄)₃, встречающееся в природе в окружающей среде. Чаще всего встречается в глинистых или сланцевых отложениях. Однако его также можно найти в бокситах — руде, используемой для производства металлического алюминия.
Сульфат алюминия состоит из двух элементов – алюминия и серной кислоты. Обычно встречается в виде порошка, но может быть и в растворе. Однако твердая форма более распространена, потому что ее легче хранить и транспортировать.
Для чего он используется?
Сульфат алюминия довольно универсален в применении. Он используется в различных отраслях промышленности, в том числе:
- Очистка воды
Одним из наиболее распространенных применений сульфата алюминия является обработка воды.Он используется для очистки воды для питья, купания и рыбалки. Его также можно использовать для очистки сточных вод и сточных вод.
Сульфат алюминия эффективен при очистке воды в качестве коагулирующего агента, поскольку помогает осветлить воду, связываясь с частицами и примесями. Это облегчает их извлечение из воды. - Сельское хозяйство
Сульфат алюминия также используется в сельском хозяйстве. Его добавляют в почву, чтобы сделать ее более кислой. Это полезно для растений, предпочитающих кислые условия, таких как черника, картофель и розы. Кроме того, сульфат алюминия предотвращает рост мха на крышах, тротуарах и деревьях. - Текстильное производство
Сульфат алюминия также используется в текстильном производстве. Его добавляют в ткань, особенно в холст или джинсовую ткань, чтобы сделать ее более жесткой. - Производство бумаги
Сульфат алюминия также используется в производстве бумаги. Его добавляют в бумажную массу до того, как из нее сделают бумагу, чтобы улучшить качество бумаги и сделать ее белее.