Комплексная модифицирующая добавка для производства теплоизоляционного пенобетона

КОМПЛЕКСНАЯ МОДИФИЦИРУЮЩАЯ ДОБАВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО ПЕНОБЕТОНА

.

Саратовский государственный технический университет

Традиционными недостатками ячеистого теплоизоляционного бетона неавтоклавного твердения является его значительная усадка и повышенная хрупкость. Одним из способов устранения указанных недостатков является дисперсное армирование ячеистых бетонов в сочетании с модифицирующей добавкой на основе фенолсодержащего отхода.

Литературный обзор показал, что фенолсодержащие отходы при введении в цементную композицию формируют комплекс технологически важных свойств: увеличивают стабильность пеноцементной композиции, снижают скорость разрушения пены и увеличивают прочность образцов в суточном возрасте [1]. В качестве отхода производства фенола предлагается использовать фенольную смолу, образующуюся в процессе производства фенола и ацетона.

Входящие в состав фенольной смолы фенолы различной структуры являются химически активными веществами, легко вступающими в процессы алкилирования по механизму электрофильного замещения. При этом в качестве кислородсодержащих соединений могут быть использованы спирты.

Синтезированная смола, проявляя кислые свойства, при содержании менее 0,5% (от массы цемента) ускоряет начало схватывания цементных паст.

Доказано [2], что в качестве армирующего компонента возможно использование полимерной высокомодульной фибры, выполняющей функцию упрочняющего микроармирующего элемента, стабилизирующего технологические свойства пеноцементной массы. Недостатками указанного подхода являются высокая стоимость полимерной фибры, необходимость ее аппретирования для улучшения смачиваемости и упрочнения адгезионного контакта с минеральной матрицей. Альтернативой полимерной фибры может служить древесное волокно. Конкурентоспособность природного волокна обусловлена низкой его себестоимостью при возможности использования в качестве аппретирующего компонента вышеуказанной синтезированной смолы.

Обработку древесного волокна возможно производить водным раствором модифицированного фенолсодержащего отхода 5%-ой концентрации. Способ интеркаляции (внедрения) смеси олигомеров в структуру органического волокна позволяет получить волокна древесины с повышенными адгезионными свойствами к цементной матрице.

Для подтверждения вышеизложенной гипотезы были проведены исследования структуры пенобетона в зоне контакта цементной матрицы с древесным волокном. Анализ особенностей структуры цементного камня в зоне его контакта с дисперсной арматурой – древесным волокном производили методом растровой электронной микроскопии: образец материала размером 1х1х1мм3 приклеивали на алюминиевую подложку диаметром 5мм серебряным клеем «Silver glue» (Англия). На поверхность образца напыляется особо чистый алюминий в вакуумном посту «Hitachi HUS – 5GB» (Япония) для придания исследуемому материалу электропроводности. Образец рассматривался в электронном микроскопе «Hitachi HU – 12А», при ускоряющем напряжении 50кВ с использованием сканирующей приставки «HSE-2» (Япония). Характеристики микроструктуры пенобетона исследовались на образцах 28 суточного нормального твердения.

Анализ микроструктуры (фото 1, 2) показывает, что древесное волокно покрыто плотным слоем цементного камня при отсутствии на нем свободных, открытых поверхностей.

Фото 1. Фото 2.

Применение указанной комплексной химической добавки и способа ее введения позволяет получить пеноцементные композиции, наполненные 5-9% по массе древесного волокна, обладающие повышенными теплоизоляционными характеристиками при сохранении прочностных и экологических свойств изделий.

При средней плотности разработанного материала 350 кг/м3 его коэффициент теплопровод­ности составляет величину 0,065 Вт/(м°С).

Разработка композитов с улучшенными изоляционными свойствами и их широкое применение в строительстве приобретают большое значение. Полученный пенобетон на основе модифицированного древесного волокна обладает высокими физико-механическими свойствами.

Список использованной литературы

1.  Букарева, пненобетон с комплексной модифицирующей добавкой на основе алкилзамещенных фенолов: дисс. к. т.н. 05.23.05, Саратов 2005, 190 с.

2.  , Прочность и долговечность ячеистого фибробетона // Строительные материалы. 2004. №12. С. 40-41.