Все большее применение в строительстве находят фиброармированные материалы и изделия, для создания которых используют отходы химической продукции.
Использование фибр позволяет целенаправленно управлять отдельными свойствами цементных систем. При этом эффективность использования фиброматериалов в одинаковой степени зависит от характеристик исходных материалов (фибр)и от правильности их подготовки и применения.
В Гродненской области основным химическим предприятием является ПТК «Химволокно» ОАО «Гродно Азот». На этом предприятии при производстве основной продукции образуются отходы.
Цель выполнения данной работы – установить возможность использования отходов производстваПТК «Химволокно» ОАО «Гродно Азот» в качестве фибр для изготовления цементных систем.
Для достижения поставленной цели на первом этапе работы изучена продукцияПТК «Химволокно» ОАО «Гродно Азот» и отобраны образцы для дальнейших экспериментов. В таблице 1 представлены основные физико-механическиехарактеристики материалов, являющихся отходами при производстве кордной полиэфирной ткани и нити полиамидной.
Таблица 1 – Физико-механические характеристики материалов, применяемых при фиброармировании
|
№ п/п |
Наименование материала |
Фото |
Основные характеристики материалов |
|
|
1 |
Отходы (жгуты) нити полиамидной |
|
Удлинение при разрыве, %, не более |
60 |
|
Растяжимость , % |
5-15 |
|||
|
Массовая доля замасливателя, % |
0,4-1,2 |
|||
|
2 |
Отходы (обрезки) ткани кордной полиэфирной пропитанной |
|
Разрывная нагрузка, Н, не менее |
265 |
|
Удлинение при разрыве, % |
17,0±2,0 |
|||
|
Линейная усадка,%, 160°С, t=20 мин |
2,0±0,5 |
|||
|
Массовая доля привеса пропиточного состава, % |
5,0±1,0 |
|||
|
Фактическая влажность, % |
0,8 |
|||
На следующем этапе работы осуществлялась подготовка материалов, представленных в таблице 1. Подготовка заключалась в том, что отходы разрезались по длине на образцы нужной для исследований величины.
Минимальное значение длины образцов составляло 0,5-0,6 см, так как получить фибры меньшей длины не представлялось возможным.
Максимальная длина фибр составила 1,8-2,0 см и была определена опытным путем. Увеличение длины фибр приводило к спутыванию отдельных волокон и плохому распределению по объему изготовляемых изделий.
Ориентировочное количество фиброволокна устанавливалось предварительно исходя из анализа литературных источников.
После проведения подготовительных работ изготавливались цементно-песчаные балки с габаритными размерами 40×40×160 мм. Водоцементное отношение определялось с использование встряхивающего столика. Строительный раствор готовился составом 1:3, т.е. одна часть цемента приходилась на три части кварцевого песка. В состав растворов вводилось необходимое количество фибр – отходов производства.
Образцы балки выдерживались в течение 7 суток при нормальных температурно-влажностных условиях в камере естественного твердения. Затем они подвергались испытаниям на изгиб и сжатие [1]. Цель проведения этих экспериментов заключалось в установлении рациональной длины волокон и их количества. Полученные результаты испытаний представлены на рисунках 1-4.
Рисунок 1- Прочность на изгиб балок, изготовленных с применением отходов нити полиамидной
Рисунок 2 - Прочность на сжатиебалок, изготовленных с применением отходов нити полиамидной
Результаты, представленные на рисунках 1 и 2, позволяют сделать вывод о том, что увеличение количества отходов нити полиамидной приводит к снижению прочности как на изгиб, так и на сжатие. При этом наилучшие результаты при определении прочности на изгиб и сжатие получены при введении отходов в количестве 0,6 % от массы цемента. Изменение длины волокон привело к тому, что прочность на изгиб и сжатие повышается при низком содержании в образцах волокон из отходов нити полиамидной. Подводя итог вышесказанному, можно констатировать, что оптимальное соотношение количества и длины волокон будет следующее:
- 0,3% при длине 1,8-2,0 см;
- 0,6% при длине 0,5-0,6 см.
Рисунок 3 - Прочность на изгиб балок, изготовленных с применениемотходов ткани кордной полиэфирной
Рисунок 4 - Прочность на сжатиебалок, изготовленных с применениемотходов ткани кордной полиэфирной
Результаты, представленные на рисунках 3 и 4, показали, что увеличение количества отходов ткани кордной полиэфирной также приводит к снижению прочности как на изгиб, так и на сжатие. При этом наилучшие результаты при определении прочности на изгиб и сжатие получены при введении отходов в количестве 0,3 % от массы и их длине 0,5-0,6 см.
Заключение.Полученные результаты позволяют говорить о возможности применения отходов ПТК «Химволокно» ОАО «Гродно Азот» при изготовлении фиброармированных цементных систем. При этом наибольший интерес вызывают следующие отходы предприятия: отходы нити полиамидной и отходы ткани кордной полиэфирной. При использовании этих материалов рекомендуется придерживаться следующих параметров:
- для отходов нити полиамидной оптимальное количество и длина волокон –0,3% при длине 1,8-2,0 см или 0,6% при длине 0,5-0,6 см;
- для отходов ткани кордной полиэфирной оптимальное количество и длина волокон – 0,3% при длине 0,5-0,6 см.
Список литературы
- Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии: ГОСТ 310.4-81. - Взамен ГОСТ 310.4-76; Введ. 21.08.1981. – Москва, 1998. – 17 с.
КОРНЕЕНКО Н.А., РАПЕЙКО Е.В.
In this article are considered , being waste of the chemical industry. The experimental data confirming possibility of use of waste of a thread of polyamide and tissue of cord impregnated for a fibroarmirovaniye of cement systems are presented. Are defined optimum quantity and lengths , made of waste of the enterprise PTK "Himvolokno" of JSC Grodno Azot.
