Лигнополимерсиликатный арболит

• Автор: Соломонова, Елена Борисовна
• Шифр специальности: 05.03.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Глава 1 Состав, технология и свойства арболита
1.1 Основные виды, свойства и применение арболита
1.2 Технологические особенности изготовления арболита
1.3 Направления улучшения свойств арболита
1.4 Обоснование получения лигнополимерсиликатного
арболита. Постановка задачи исследования
Выводы по главе
Глава 2 Материалы и методы исследований
2.1. Характеристики сырья
2.1.1. Компоненты вяжущего
2.1.2. Заполнители и наполнители
2.2. Методологические подходы к исследованию
свойств арболита
2.2.1. Определение адгезии вяжущего к заполнителю
2.2.2. Определение реологических свойств вяжущего
2.2.3 Определение гидрофизических свойств вяжущего и арболита
2.2.4 Определение теплопроводности
2.2.5 Определение прочности вяжущего и арболита
2.2.6 Оценка достоверности результатов испытаний
2.2.7 Рентгенофазовый анализ
2.2.8 Электронная микроскопия
Глава 3 Технология и свойства лигнополимерсиликатного
вяжущего
3.1 Подбор и оптимизация состава вяжущего и
состава арболита
3.2 Кинетика твердения вяжущего
3.3 Прочность, водостойкость, водопоглощение
3.3. Адгезия к древесному заполнителю
3.4. Изучение структуры вяжущего и прогнозная оценка ее
стабильности
Выводы по главе
Глава 4 Технология и свойства лигнополимерсиликатного
арболита
4.1. Технологическая схема производства опытных изделий
4.1.1. Подготовка сырьевых компонентов
4.1.2. Приготовление вспененного вяжущего
4.1.3. Смешение компонентов состава
4.1.4.Формование и твердение изделий
4.2 Плотность и прочность арболита
4.3 Водопоглощение и водостойкость
4.4. Теплопроводность
4.5. Определение технико-экономический эффективности производства и применения лигнополимерсиликатного арболита
4.6 Разработка технологической инструкции
Выводы по главе
Основные выводы по диссертации
Список литературы
Приложения:
1. Расчет коэффициентов уравнений регрессии
2. Результаты полуколичественного и рентгеноструктурного анализов лигнополимерсиликатного вяжущего
3. Акты технологических испытаний и производственные документы
4. Временная технологическая инструкция по изготовлению лигнополимерсиликатного арболита
Актуальность темы: Отходы химической переработки древесины на сегодняшний день остаются малоиспользуемым сырьевым источником. В стране ежегодно образуется более 200 млн. м3 древесных отходов, из которых около 3 млн.м3 в виде опилок потребляет гидролизная промышленность. Выход лигнина составляет 3-3,5 млн.т/год, из которых рационально используется в народном хозяйстве 9 - 35 %, в основном в качестве топлива. Затраты на вывоз отходов гидролизного производства в отвал составляют около 4 млн. р. в год.
Ведущим направлением технической политики энерго- и ресурсосбережения в производстве строительных материалов является комплексное использование сырья, в том числе органических и минеральных отходов промышленности, создание на их основе новых органо-минеральных композитов, в частности, арболита с улучшенными свойствами для теплоизоляции и конструктивного применения в малоэтажном домостроении.
Опыт показывает, что свойства арболита заметно улучшаются при использовании полимерсиликатного вяжущего - жидкого силиката натрия, модифицированного добавками полимеров. По сравнению с цементным полимерсиликатный арболит обладает повышенной водо- и атмосферостойкостью, меньшей теплопроводностью, пониженной горючестью. Технология его проста и экологически безвредна.
В то же время действие полимерных добавок на жидкостекольное вяжущее еще недостаточно изучено, в частности не определено их влияние на процесс твердения и агдезию к древесному заполнителю. Представляет интерес изучить влияние гидролизного лигнина как полимерного компонента в вяжущей и заполняющей частях арболита.
Это послужило основой диссертационного исследования, которое выполнялось в рамках Правительственной программы энерго- и ресурсосбережения в строительстве Республики Хакасия и в соответствии с
Взаимовлияние лигнина и древесного заполнителя положительно. Результаты анализа показывают, что оптимальное содержание заполнителей в составе материала должно быть следующим (мае. %): вяжущее: 30-35; древесные опилки: 25-30; зерна лигнина: 35-45.
Расход вяжущего, определяющий прочность материала и являющийся базовым показателем, по отношению, к которому берется количество заполнителя для получения заданной плотности, оказывается завышенным. Это затрудняет получение малотеплопроводного арболита. Чтобы обеспечить одновременно невысокую плотность, достаточную прочность и низкую теплопроводность необходима поризация вяжущего. Что же касается исследования свойств вяжущего, то их добавки определены на плотном составе вяжущего.
3.2 Кинетика твердения вяжущего
Особенность кинетики твердения вяжущего в том, что оно содержит органические и минеральные компоненты, твердеющие по разным
механизмам. Минеральные компоненты - это жидкое стекло с отвердителем; органические - бутадиенстирольный латекс с порошком гидролизного
лигнина. Скорость твердения и взаимодействие с наполнителями у названных компонентов существенно различны; при сравнении и анализе протекающих реакций установлено, что определяющим по формированию структуры и свойств является процесс взаимодействия жидкого стекла с дисперсией полимера в присутствии наполнителя.
Самостоятельно жидкое стекло твердеет на воздухе от нескольких часов до суток вследствие высыхания и выделения аморфного кремнезема под действием содержащегося в воздухе углекислого газа:
Иа20■ п8Ю2 + С02 = Ш2С03 + «5/02 (3.5)
Образуется гель, уплотняющийся по мере удаления влаги.
Бутадиенстирольный латекс твердеет по схеме отсасывания влаги (водной фазы) пористой поверхностью, в результате чего сближаются и слипаются глобулы полимера. Процесс происходит сравнительно быстро - от 0,5 до 1,5