Подбор состава арболита (древобетона)
Арболит – разновидность легкого бетона, изготавливаемого из смеси органического целлюлозосодержащего заполнителя растительно-го происхождения (дробленой древесины, костры конопли, льна, сечки стеблей хлопчатника, камыша и др.), минерального вяжущего (обычно портландцемента), химических добавок (хлорида кальция, купороса, жидкого стекла и др.)и воды. Производство арболита – один из наи-более эффективных и рентабельных способов утилизации древесных отходов, не требующий применения сложных технологических схем и больших капиталовложений.
Производят конструкционный арболит (rср=850-1200 кг/м3), пред-назначенный для строительства несущих конструкций малоэтажных сельскохозяйственных, промышленных, жилых и культурно-бытовых зданий и сооружений, и конструкционно-теплоизоляционный арболит (rср=450-850 кг/м3), предназначенный для изготовления самонесущих элементов с повышенными теплоизоляционными свойствами. Иногда арболит поризуют способом газо- или пенообразования.
Изготавливают из арболита мелкоштучные блоки и плиты, много-слойные армированные плиты покрытий, перекрытий и перегородок.
При определении состава арболита основными требованиями явля-ются получение заданных значений предела прочности при сжатии (класса по прочности) и средней плотности (марки по плотности) при минимально возможном расходе цемента. В отдельных случаях предъ-являют специальные требования по теплопроводности, морозостойко-сти, воздухостойкости и др.
Целью расчета состава является определение количества крупного древесного заполнителя, цемента, добавки и воды на 1 м3 смеси.
Исходные данные
Для изготовления формовочной смеси необходимо использовать портландцемент марки 400.
Проектную марку арболита, его среднюю плотность и вид органи-ческого заполнителя принять по табл. 3.1.
| Сложные свойства Простые свойства | Уровни общности свойств строительных материалов | Цвет Размеры Масса Объем Прочность Истираемость Износосткость Плотность Пористость Влажность Теплопров-ть Водостойкость Водопоглощ-е Гигроскопич-ть Водопрониц-ть Усадка Коробление Набухание Огнестойкость Теплостойкость Вязкость Хрупкость Морозостойк-ть Текучесть Воздухост-ть Твердость Трещиност-ть Пластичность Газопрониц-ть Атмосферос-ть Ползучесть Коррозионно- стойкость | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Сложн-ть пр-ва | Труднод-ть сырья | Способ соедин-я | Сопрот-е возд-ям | Хим-я стойк-сть | Биостойкость | Частота ремонта | Необх-ть ухода | Загрязняемость | Физиологичность | Неизмен-ть раз-в | Неизмен-ть хар-к | Стойк-ть к агрес-и | Неизм-ть формы | Цвет-я насыщ-ть | Неизм-ть фактуры | Неизм-ть текстур | Звук-и теплозащ-а | Разноцветность | Отсут-е вреднос-й | |||||||||||||||||||||||||
| Сложн-ть пр-ва | Удобство мон- тажа | Стойк-ть к вне- шним возд-ям | Удобство в эк- сплуатации | Гигиеничность | Сохран-ть вне- шнего вида | Пост-во св-в | Коррозион-ть | Форма | Цвет | Фактура | Текстура | Комфортность | Цвет-я сочет-ть | Безвредность | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Технологич-ность | Эксплуата- ционные свойства | Долговеч- ность | Художест- венно-эсте- тические свойства | Сочетае- мость с ок- ружающей средой | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Функци- ональ-ность | Декора- тивность | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Качес- тво | Эконо-мич- ность | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Интегральное | качество | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Рис. 4.1. Дерево свойств строительных материалов
Схематично распределение частиц по относительным размерам можно представить следующим образом (рис.1.1):
j1,3(m)
 | |||
 | |||
j1,2(m) j2,3(m)
2 3
Рис.1.1 Распределение частиц в порах между более крупными частицами в соответствии с их размерами
Вычислить необходимое количество вяжущего – наиболее мелкого компонента плотнейшего состава.
В общем случае композиционный материал состоит из наполнителя и вяжущего вещества (связующего). Частицы цемента или полимерного связующего заполняют свободный объем между более крупными зерна-ми заполнителя и склеивают их тонкой прослойкой при полном смачи-вании их поверхности.
Mц = 1000[1–(mnзап/1-0,33×S×a×rисзап)], (1.16)
где mnзап – коэффициент упаковки смеси фракций заполнителя; rисзап – истинная плотность заполнителя, г/см3; а – толщина оболочки цемент-ного теста на поверхности частицы заполнителя, см (определяется по табл. 1.7); S - удельная поверхность частиц смеси фракций, см2/г;
S = åSn = 6Ф/(dсрrисзап), (1.17)
где Ф – коэффициент формы частиц (определяется по табл. 1.2).
Таблица 1.7