Изготовление блоков из цемента и опилок: изготовление кирпича для бани и дома своими руками, как называются, отзывы

Содержание

состав, пропорции, производство своими руками, отзывы и видео

Поиск более новых материалов, имеющих большое количество преимуществ вкупе с доступностью, продолжается долгое время. Так, опилкобетон можно считать одним из новейших типов блоков, которые имеют множество особенностей. Именно о них стоит поговорить подробнее.

Описание материала

Опилкобетон — это материал, который можно отнести к категории легких. Для его создания используются непосредственно опилки, цемент и песок. Разработан он был в 60-х годах, но широко применяемым стал лишь с 90-х годов.

Благодаря высоким санитарно-гигиеническим свойствам, его можно использовать для возведения абсолютно любых зданий и учреждений, в том числе и тех, которые предназначаются для детей.

Блоки можно подвергать абсолютно любой механической обработке, так как они практически не дают трещин и сколов. Очень часто их путают с арболитовыми блоками. Отличаются эти два строительных материала применением в них разных заполнителей.

Что касается арболита, то для его изготовления применяют дробленную щепу, которую получают за счет измельчения отходов древесины, а также дробления камыша и стеблей хлопчатника, а для изготовления опилкобетона применяются только опилки.

Технические характеристики

Плотность опилкобетонных блоков можно регулировать самостоятельно, увеличив долю опилок и песка в его составе. Характеристики материала в сфере тепло- и звукоизоляции будут тем выше, чем больше будет его плотность. Возрастет в таком случае и его прочность.

Можно выделить несколько групп опилкобетонных блоков, которые подразделяются от высоких технических характеристик к более низким:

  • М5. Самый оптимальный вариант для возведения фундаментов и стен построек, так как обладает большей плотностью.
  • М10. Блоки с подобной прочностью хороши для реконструкции стен и подвалов.
  • М15 и М20 одинаково хорошо подойдут для возведения внутренних стен и перегородок, а так же для облицовки.

Основные показатели характеристик опилкобетонных блоков отражены в таблице:

Средняя плотность, кг/м3 500-850
Прочность при сжатии, МПа 0,5-3,5
Теплопроводность, Вт/(м2·?С) 0,08-0,17
Прочность при изгибе, МПа 0,7-1
Модуль упругости, МПа 250-2300
Морозостойкость, цикл 25-50
Водопоглощение, % 40-85
Усадка, % 0,4-0,5
Биостойкость V группа
Огнестойкость 0,75-1,5ч
Звукопоглощение, 126-2000Гц 0,17-0,6

 

Производство опилкобетонных блоков

Изготовление данных блоков не является очень сложным процессом, именно поэтому и возможно осуществить это своими руками. Главное, строго следовать технологическому процессу и не нарушать его.

Подготовка смеси

Создание опилкобетонных блоков оправдано, если неподалеку от производства находится лесопилка. В таком случае производство их своими руками станет наиболее выгодным, поскольку много затрат для этого не потребуется.

Для приготовления материала, который необходим для разных целей, понадобится взять компоненты в следующих пропорциях:

  • Для получения высокой плотности: по 200 кг цемента и опилок, 50 кг извести, 500 кг песка.
  • Для получения средней плотности на 200 кг опилок понадобится уже 150 кг цемента, 100 кг извести и 350 кг песка.
  • Низкая плотность предполагает снижение количества дополнительных материалов на 200 кг опилок в несколько раз. Так, нужно всего лишь по 50 кг песка и цемента, а извести — 200 кг.

Кстати, известь возможно заменить глиной. В данном случае на качестве опилкобетона это не способно сильно сказаться.

Если эксплуатация блоков предполагается в местности с большой влажностью или же опилки лежалые, то заполнитель потребует дополнительной обработки минерализаторами. Это поможет увеличить огнестойкость и снизит возможность поглощения воды. Отличный способ обработки — это вымачивание их в жидком стекле. Предварительно нужно вымочить их в известковом молоке.

Смесь должна быть сухая, когда будут перемешиваться опилки, песок и бетон. Вода добавляется уже после, при помощи распрыскивателя.

Так как вручную компоненты очень тяжело перемешивать, особенно в больших количествах, рекомендуется позаимствовать растворосмеситель или же бетономешалку.

Проверить готовность раствора можно, сжав ее в кулаке. Если комок пластичен и на нем хорошо видны отпечатки, значит, материал готов.

Подготовка форм и оборудования

Изначально необходимо изготовить щитки специально для опалубки. Они должны быть четко вымерены, чтобы получить равные по размеру блоки. Доски для щитка должны иметь толщину в 38 мм. После следует приступить к просеиванию опилок. Как только щепа и кора будут отделены, потребуется добавить к ним древесную стружку. Это позволит увеличить прочность материала в несколько раз.

Укладку можно производить в две группы форм:

  • Габаритные блоки. Для них потребуется обычно в виде ящиков из досок. Они обычно разборные, так как это позволяет быстро разбирать и собирать вновь.
  • Небольшие блоки. Представляют собой небольшие по размеру формы, благодаря которым обычно могут изготавливаться до 9 блоков одновременно.

К укладке следует приступать немедленно, так как уже после двух часов она начнет быстро твердеть. Предварительно доски опалубки внутри увлажняются водой. Укладка должна производиться слоями раствора в 150 мм, при этом каждую его часть нужно хорошо утрамбовывать, дабы избежать образования пустот.

Опалубку целесообразно снимать по прошествии четырех дней, когда раствор полностью застынет. Сами блоки нужно оставить еще на этом месте на 4 дня, так как в подобном случае прочность повышается в несколько раз.

Сушку блоков лучше проводить на сквозняке, поскольку тогда она будет производиться равномерно. При этом важно оставить между ними зазоры. На случай дождя лучше закрыть их полиэтиленовой пленкой, дабы предотвратить намокание блоков.

Окончательная сушка осуществляется при помощи столбов. Блоки необходимо для этого уложить на кирпичи, возводя невысокие столбы из опилкобетонных блоков и обязательно оставляя зазоры между ними. Таким образом 90% прочности можно достигнуть уже после месяца сушки.

На видео — технология производства опилкобетонных блоков своими руками при помощи станка «Блокмастер»:

Применение опилкобетонных блоков

В строительстве самых разных строений находит свое применение опилкобетон. Дачи, дома, хозяйственные постройки, коттеджи — все они получаются прочными и обладают прекрасными качествами. Из этого материала можно строить и временные жилища, ведь обойдутся блоки достаточно дешево.

Применим опилкобетон и для постройки прочного фундамента. При этом в реставрации он не будет нуждаться длительное время.

Плюсы и минусы

Блоки отличаются следующими преимущественными характеристиками:

  • Высокая теплоизоляционность;
  • Экологичность;
  • Паропроницаемость;
  • Огнеустойчивость;
  • Устойчивость к холодам и морозам.

Особым плюсом будет его вес, так как он составит всего 50 тонн при площади в 250 м2. Благодаря этому качеству материала можно существенно снизить затраты на постройку фундамента. Кроме того, низкая стоимость самих опилкобетонных блоков также позволит сэкономить.

К основному минусу, которым обладает опилкобетонный блок, можно отнести его возможность впитывать влагу. Это очень плохо для материала, но предотвратить впитывание жидкости возможно, если внешне окрасить их некоторыми составами и красками, а внутри провести качественную гидроизоляцию.

Отзывы

Георгий, г. Саратов:

Построил цельный дом из опилкобетона. В целом доволен, хотя, конечно, стоило уделить больше внимания проведению паро- и гидроизоляционных слоев, поскольку совсем недавно обнаружил конденсат. Советую строить дом из подобных блоков только в том случае, если Вы самостоятельно способны провести меры по изоляции.

Владислав, г. Омск:

Дачная постройка вышла в несколько раз дешевле, чем, если бы я закупал другой материал. А здесь сделал его сам, вроде бы ничего сложного, но достаточно трудоемким оказался процесс.

Если соберетесь строить дом из опилкобетона, который будет изготовлен самостоятельно, то потребуется нанять бригаду рабочих. Они будут помогать его изготавливать, иначе процесс будет достаточно длителен. Но при задействовании рабочих в итоге сумма выйдет такая же. Не знаю, но все же я бы строил дом из более традиционных материалов.

Родион, г. Бийск:

Сделал несколько построек на основе опилкобетонных блоков. Доволен очень, на следующий год планирую заняться масштабной стройкой из этого материала.

название, что это такое, свойства и характеристики, противопоказания материала для строительства

Строительные материалы из бетона и древесных частиц – недорогой и практичный вариант, который применяют при возведении малоэтажных строений. Сырье может быть как утеплителем, так и прочным решением для перегородок. Чтобы подобрать нужный вид, надо разобраться в особенностях блоков из опилок и цемента. 

Характеристики сырья

Строительный материал относят к разновидности легких крупноячеистых бетонов. В качестве наполнителя в сырье используют древесные остатки. Пиломатериалы соединяются вместе с цементом в крепкую монолитную конструкцию. Согласно ГОСТу блоки выпускают полнотелыми и пустотелыми, для утепления или возведения сооружений. 

Строительный материал на поддонеИсточник surgut.blockexpert.ru

Характеристики строительного сырья зависят от компонентов, которые добавляют в состав. К основным ингредиентам относят 5 категорий:

  • Древесина. Щепа или стружка увеличивает тепло- и звукоизоляционные свойства блоков из опилок, делает сырье легким.
  • Цемент. Материал улучшает устойчивость изделия к износу. По технологии применяют марку М400.
  • Песок. Усиливает прочность строительного сырья. Пропорции вещества влияют на параметры теплоизоляции и твердости.
  • Добавки для изменения характеристик. Применяют для защиты от возгорания, от гниения и от паразитов (грызунов, насекомых).
  • Вода. Жидкость без посторонних частиц добавляют для создания однородного раствора.

Готовый материал по паропроницаемости и звукоизоляции напоминает натуральное дерево, а по прочности – пенобетон. При производстве используют древесные остатки от пилорамы. Устойчивость сырья не привязана к размеру или форме исходных отходов, важнее однородность структуры. При создании применяют как щепки, так и опилки или муку.

Качество готового материала не зависит от сорта древесины. В производстве пользуются популярностью недорогие еловые и сосновые виды. Антисептические свойства смолы уменьшают процессы гниения в блоках, поэтому в состав добавляют меньше химии. Хорошо себя зарекомендовали береза, тополь и дуб.

В качестве вяжущего вещества применяют цемент. В древесном наполнителе содержится сахар, который уменьшает адгезию с жидким бетоном. Перед изготовлением сырье предварительно вымачивают в специальных растворах. Для минерализации используют кальция хлорид или жидкое стекло, глину или известковое молочко.

Легкий, крепкий материалИсточник poradu24.com

Плотность стройматериала варьируется от 350 до 850 кг/м2. Форма и размер часто зависит от задач, которые должно выполнять изделие. Для возведения сооружений применяют блоки из опилок и цемента с параметрами 60*40*20 см. Для утепления подойдут как традиционные кирпичи, так и плиты.  

Виды стройматериала

Характеристики бетонно-стружечного строительного материала можно кардинально изменить при разных пропорциях основных компонентов. Одни варианты подходят при выгонке малоэтажных зданий или возведении перегородок, другие – в качестве утеплителя. Выделяют 5 видов опилочно-цементных блоков.  

Проекты и строительство домов из арболитовых блоков: плюсы и минусы технологии, проекты и цены




Арболит

Название сырья стало общим для всех разновидностей строительного материала из стружки. Для изготовления арболита используют много древесных щепок, цемента и песка. В качестве основного ингредиента берут отходы лиственных и хвойных пород. Иногда в виде заполнителя в блоках уместны измельченные:

  • солома;
  • хлопчатник;
  • костра (конопляная, льняная).

Материал бывает теплоизоляционный и строительный. Плотность конструкционного арболита усилена за счет уменьшения в составе щепок и увеличения цемента с песком. Сырье отлично подходит для выгонки внутренних и наружных перегородок, создания стен, перекрытий потолка и пола. 

Изделие из щепок и бетонаИсточник arbolit23.ru

Фибролит

Стружка и связующий раствор – основа строительного материала. В качестве наполнителя берут длинные древесные отходы, которые измельчают и потом минерализуют в хлористом калии. Влажное сырье под высоким давлением спрессовывают, придавая форму блока или толстой плиты. 

Вариант из опилок и раствораИсточник drevplit.pro

Теплоизоляционные свойства и плотность арболита очень сходны с фибролитом. У первого материала более равномерная поверхность, чем у второго. Стружечная масса после высыхания становится очень грубой и шероховатой. Плиты и блоки можно легко пилить без риска появления трещин и расколов.

Опилкобетон

Сырье очень напоминает арболит, свойства которого используют при возведении строений. Материал состоит из цементного раствора и опилок разной фракции, в смесь добавляют известь или глину. У блоков низкие характеристики теплоизоляции компенсируются высокой несущей способностью.

Параметры материала можно изменять, увеличивая пропорции песка или цемента в растворе. При одинаковой плотности прочность опилкобетона будет выше, чем у арболита. Нетребовательное к условиям эксплуатации, легкое и недорогое строительное сырье применяют при возведении невысоких зданий.

Опилкобетон для возведенияИсточник YouTube.com

Ксилолит

Материал делают из древесных остатков (опилок, муки), которые соединяют магнезиальным связывающим раствором. В составе присутствуют ингредиенты мелкой текстуры, обеспечивающие хорошую адгезию компонентам. Готовую массу спрессовывают под высоким давлением и температурой.

Полученный в итоге ксилолит используют при создании полов. Отличить от арболита можно по форме (плиты) и плотной, практически однородной текстуре на срезе. Строительный материал устойчив к ударным и механическим нагрузкам. Высокие тепло- и шумоизоляционные свойства применяют как в многоэтажке, так и в частном доме.

Ксилолит из опилок и бетонаИсточник midiltd.ru

Плиты цементно-стружечные

Сырье создают из древесных отходов, которые смешивают с бетонным раствором и минеральными добавками. Готовую массу выливают в специальные плоские формы, прессуют и сушат при высокой температуре. Полученный строительный материал не горит, не разрушается от гнилей, бактерий и насекомых.

Изделие выдерживает многократные циклы заморозки-размораживания, что позволяет использовать плиты для утепления фасадов. Вид по весу чуть тяжелее, чем арболитовые блоки, состав которых подобен. Из-за низкой эластичности сырье в изгибах трескается, при этом имеет устойчивость к продольным изменениям.

Разрушаем стереотипы о домах из арболита – плюсы и минусы материала

Современный материал для утепленияИсточник domokomplekt.pro

Плюсы и минусы

Высокие теплоизоляционные качества – основная положительная сторона материала из опилок и цемента. При использовании сырья в строительстве или утеплении внутри здания сохраняется тепло зимой и приятная прохлада летом. Пористая структура обеспечивает отличную паропроницаемость. Стена из блоков толщиной в 30 см по качеству не уступает метровой перегородке из кирпича.

Материал на основе древесных остатков долговечный. При использовании фибролита или арболита с его характеристиками здание служит очень долго. Сырье устойчиво к деформациям и ударным нагрузкам. Цемент и песок в составе раствора позволяет конструкции не гореть в течение 2 часов при +1200 С.

Материал по цене выходит дешевле, чем пеноблоки, кирпичи. Если самостоятельно сделать арболит, то можно сэкономить на сырье. Низкий вес составляющих снижает нагрузку на фундамент, поэтому уменьшает затраты на обустройство при строительстве.

Блоки из опилок и цемента легко пилить и резать, придавая нужный размер без использования сложного профессионального оборудования. В поверхность можно забить дюбель или вкрутить саморез. Объемный материал устойчив к образованию сколов и трещин.

Древесная щепа, опилки или стружка – чистое и безопасное сырье, которое редко вызывает аллергию. Технология производства позволяет комбинировать разные виды остатков. Если самостоятельно делать блоки, то владелец недвижимости контролирует состав арболита, пропорции и качество ингредиентов.

Плюсы и минусы материалаИсточник kaknadostroit.ru

У строительного материала слабая влагостойкость. Сырье из стружки или щепы активно впитывает жидкость, поэтому поверхность надо обязательно защищать. Шпаклевание уличных и внутренних перегородок оградит конструкцию от разрушительного влияния воды. При утеплении фасадов предусматривают водосточную систему с крыши и вылет карнизов на расстоянии 50 см.

Изготовление блоков из опилок и цемента – долгая и кропотливая процедура. После заливки в форму материал должен затвердеть в течение 3-3,5 месяцев. Во время сушки компоненты сжимаются, уменьшаются в размерах (до 1%). Если использовать «незрелое» сырье, то усыхание отразится на изменении параметров перегородок и появлении трещин в штукатурке.

Где используют

Теплопроводность арболита применяют при возведении малоэтажных строений. Из блоков можно построить гараж, дачу или помещение для животных. Из опилкобетона делают внутренние стены в бытовках и жилых комнатах. Устойчивое к плесени сырье не гниет и хорошо сохраняет прохладу, поэтому подойдет для обустройства погреба. Если защитить от влажности, то элементы часто применяют для ограды.

Опилочные блоки используют при возведении невысоких строений в регионах с низкими и умеренными температурами. Стройматериал устойчив к морозам и позволяет выгонять здание на любом типе грунта. Небольшой вес сырья избавляет от необходимости устраивать сложный фундамент.

Плюсы и минусы бань из арболитовых блоков

Где используют строительные блоки для сооруженийИсточник kupi-krasku.ru

На участках с высокой влажностью опилкобетон дополнительно защищают изоляцией, которая поглощает лишнюю жидкость. При армировании конструкции из щеп способны долго сберегать геометрию формы. Материал в стенах часто комбинируют с кирпичом или пеноблоками, увеличивая устойчивость к нагрузкам. 

Как сделать самостоятельно

Точность пропорций и четкое соблюдение технологии – основное требование для изготовления арболитовых блоков. При правильном выполнении готовое сырье по качеству и внешнему виду не отличается от промышленных изделий. Для удобства профессионалы разделили процесс на 5 этапов. 

Подготовка опилок

Для создания строительного материала в домашних условиях рекомендуем взять хвойные виды. У дуба и лиственницы длительный период набора прочности – от 100 дней и более, у ели и сосны – до 50. Сырье перед использованием измельчают в дробильной машине, просеивают, оставляя элементы размером до 50 мм.  

Материал для изделийИсточник yandex.ua

Чтобы опилки не горели и не впитывали влагу, компоненты замачивают в известковом молоке. Обработанную заготовку сушат, после чего погружают в раствор жидкого стекла с кальцием хлористым. Древесные остатки оставляют подсыхать на открытом воздухе.

Пропорции

На 1 м3 блоков или плит понадобится 200 кг опилок (стружки, щепок). Плотность или теплопроводность для арболита зависит от правильных пропорций остальных ингредиентов. Соотношение цемента, песка и извести для утеплителя – 50*50*200 кг, для стен – 150*350*100 кг. Уменьшение или увеличение концентрации ведет к изменению характеристик.

Смешивание

Первыми соединяют сухие ингредиенты для раствора, потом добавляют известь и древесные остатки. Аккуратно вливают воду (15-25 С) с растворенными химическими улучшителями. По объему жидкости не должно быть больше бетона, иначе пострадает прочность блоков.

Компоненты удобнее соединять в бетономешалке. При отсутствии оборудования раствор можно перемешивать при помощи лопаты. Чтобы масса получилась однородной, в состав добавляют однопроцентный пластификатор. Готовое сырье не должно рассыпаться в руке и выделять жидкость.

Соединение компонентов для блоковИсточник stroy-podskazka.ru

Формировка

Раствор выкладывают в формы лопатами. После заполнения полного объема с горкой утрамбовывают плотным брусом, прижимая отдельные участки. Чем хаотичней масса расположена внутри конструкции, тем крепче будут блоки. На вибростоле формировка и уплотнение проходит легче и быстрее, чем вручную.

Утрамбовка раствора в конструкцииИсточник krasnoyarsk.build2last.ru

Сушка

Заготовки накрывают полиэтиленом, оставляют твердеть 3-5 суток. Через несколько дней формы разбирают, а раствор должен сохнуть на свежем воздухе. Периодически сырье проверяют, предупреждая растрескивание влажным опрыскиванием. До готового состояния стройматериал доходит в течение 3-4 месяцев. 

Арболит это теплоизоляционный и конструктивный материал для наружных стен

Заключение

Блоки из опилок – отличный вариант для строительных и ремонтных работ. Если есть доступ к древесным остаткам, то можно самостоятельно сделать недорогое сырье для возведения небольшого коттеджа, гаража или хозяйственного здания. Высокие параметры теплоизоляции и паропроницаемости используют при утеплении. 

Изготовление опилкобетонных блоков своими руками

Опилкобетон является тем строительным материалом, который отличается пониженной плотностью.

Опилкобетон позволяет возводить крупные строения без строительства сложного фундамента, так как это очень легкий, но при этом прочный материал.

Изготовить опилкобетонные блоки своими руками не так сложно, как может показаться на первый взгляд, а популярность такой материал получил благодаря своим качествам:

  • высокая степень экологической безопасности;
  • пожароустойчивость;
  • очень высокая прочность;
  • высокие теплотехнические показатели;
  • паропроницаемость;
  • невысокая цена;
  • устойчивость к морозам.

К тому же следует принять во внимание, что делать из опилок опилкобетонные блоки своими руками не трудно. Для этого понадобятся:

  • бетономешалка или растворосмеситель.
  • сито с ячейками 10 на 10 мм.
  • полиэтиленовая пленка.
  • шпатель.

Популярность материала

Состав блока опилкобетона.

Используются блоки из опилкобетона не только при возведении домов и коттеджей, но и во время утепления подвалов, при реконструкциях (не нужно усиливать фундамент, что является очень важны фактором, если дом строится своими руками). Надо отметить, что дом, при строительстве которого использовался такой материал, отличается легкостью: если площадь дома 250 кв. м, то весить он будет всего 50 т, так как опилкобетонные блоки отличаются легкостью. Этот фактор является очень важным, так как не нужно устанавливать сложный фундамент, что значительно сократит не только финансовые, но и временные расходы. Не следует упускать из внимания то, что такой материал обладает хорошей звукоизоляцией, сборка очень простая, срок эксплуатации долгий.

Что касается плотности блоков, то здесь все зависит от соотношения опилок и песка. Если песка ушло на много меньше на изготовление блоков, чем опилок, то будет меньше их плотность, теплотехнические характеристики при этом повышаются, но вот прочность уменьшается. Если добавить побольше песка и меньше опилок, то прочность значительно возрастает, водонипроницаемость и морозостойкость тоже возрастают.

Блоки из опилкобетона получаю все большее распространение не только, благодаря своим уникальным качествам, но и тем, что сделать их можно своими руками и компоненты, из которых они состоят, не нужно заготавливать заранее. Приобретение опилок не является трудным делом, их можно найти почти в любом магазине строительных материалов, но при этом нужно внимательно отнестись к выбору опилок, так как именно от них во многом зависит то, насколько вся дальнейшая работа будет качественной. Поэтому на приобретении опилок экономить не стоит, тем более, что стоят они не дорого. Все, что нужно для того, чтобы сделать блоки из опилкобетона, можно купить в большинстве строительных магазинов, так что начинать их заготовку можно буквально за день до того, как начнется строительство.

Изготовление блоков

Растворосмеситель значительно облегчит работу по изготовлению опилкобетонных блоков.

Для того чтобы сделать опилкобетон, желательно воспользоваться бетономешалкой или растворосмесителем, так как без этого оборудования процесс изготовления будет достаточно сложным и трудоемким. Начать следует с того, что хорошо просушенные опилки нужно просеять через сито (надо пользоваться таким ситом, где ячейки по размеру 10 на 10 мм), потом они смешиваются с цементом и песком. Теперь в готовую смесь из опилок , песка и цемента следует добавить заранее подготовленное тесто из глины или известняка и все как следует перемешать, налить воды, но не сразу, а постепенно, доливая ее из лейки. После того, как налили чуть-чуть воды, нужно все снова перемешать и снова добавить воды, все это делается своими руками, тогда можно быть уверенными в том, что все будет самого высокого качества.

Если полученную смесь сжать в кулаке и получится пластичный комок, на котором видны все вмятины от руки, то значит все сделано правильно и на высоком уровне. Не должны быть видны капельки воды, их наличие говорит о низком качестве. Если все в порядке, то можно лепить блоки из опилкобетона, однако следует помнить, что к этому процессу надо приступать не позднее, чем через 1,5-2 часа после того, как смесь была приготовлена, так как потом он будет твердеть. Когда смесь укладывается в форму, она должна хорошо утрамбовываться, чтобы там не было воздуха.

Опилкобетон можно сформировать в блоки любых размеров или даже панели – все зависит от проекта. Однако следует помнить – чем больше объем опилкобетона, тем больше времени уйдет на сушку.

Блоки из опилкобетона могут быть разных размеров, четких стандартов не существует. Размеры таких блоков могут зависеть от того, насколько толстые стены, проемы и простенки, какое расстояние от проемов до углов строения, нужно принимать во внимание и способ укладки. Чтобы строительные работы проходили с максимальным удобством, длина участков стены должны быть кратной блочным размерам.

Надо отметить, что в большинстве случаев толщина блоков из опилкобетона идентична толщине двух красных кирпичей, при этом нужно учитывать и уложенный между ними раствор, таким образом, получается в среднем 140 мм. Если блоки из опилкобетона делать большими, то нужно учитывать, что они сохнут достаточно долго, если есть необходимость в ускорении процесса, то рекомендуется сделать в них несколько отверстий. Благодаря этому блоки из опилкобетона будут сохнуть гораздо быстрее, а еще значительно улучшатся их теплозащитные свойства.

Полезные рекомендации

Для окончательной просушки блоки опилкобетона укладывают так, чтобы между слоями оставались зазоры для свободной вентиляции блоков.

Перед тем, как залить опилкобетоновую смесь в деревянные формы, их нужно установить на поддоны (они могут быть сделаны из бетона или пластика) и посыпать тонким слоем опилок. Потом смесь следует максимально плотно уложить в форму, для этого можно воспользоваться ручной трамбовкой. После того, как этот процесс завершен, формы с опилкобетоном следует оставить на 3 дня, за это время блоки станут прочными.

Когда установленное время истекло нужно аккуратно вынуть толь и пробки, формы разобрать, а блоки следует оставить еще на 3 дня для того, чтобы они стали еще более прочными. Потом материал надо отнести под навес для дальнейшего высушивания. Для того чтобы блоки из опилкобетона были наилучшего качества, надо соблюдать некоторые рекомендации:

  • во время сушки лучше всего их раскладывать на сквозняке, тогда процесс сушки будет осуществляться равномерно;
  • когда блоки укладываются для просушивания, между ними нужно оставлять зазоры;
  • нужно учитывать, что может пойти дождь, поэтому, если не имеется навеса, то строительный материал надо накрыть полиэтиленовой пленкой.

После того, как блоки просушатся окончательно из них надо сделать столбы. Для этого на заранее обожженные кирпичи укладываются 2 блока, поперек них укладываются еще 2, потом поперек еще 2 и так далее по аналогичному принципу. Теперь строительный материал просохнет и затвердеет быстрее. Для того чтобы блоки из опилкобетона просохли на 100%, нужно не менее 3-х месяцев, по истечению этого срока материал отличается твердостью, прочностью, на нем нет никаких трещин.

Кирпич из опилок и цемента своими руками, пример малого бизнеса

Кирпич из опилок и цемента своими руками, идеи малого бизнеса и строительство собственных объектов.

Арболит получил широкое применение в 60 годах прошлого века, но в середине 90 был незаслуженно забыт. Причина снижения популярности кроется в том, что после развала союза перестали соблюдать ГОСТы при изготовлении изделий из опилок и цемента.

Низкое качество и кустарное производство привели к тому, что новые дома из арболита через некоторое время трескались, сыпались или поражались грибком.

Однако, в наши дни технология производства кирпичей из опилок и цемента опять набирает популярность. А всё потому, что производители в борьбе за клиентов, стали уделять большое внимание качеству.

 

Просто стало не выгодно выпускать изделия, не соответствующие стандартам, установленным ещё в советское время.

Если соблюдать все правила изготовления, то можно получить недорогой, прочный, долговечный, теплоизоляционный, строительный материал, именуемый арболитом.

Кирпич из опилок и цемента, технология

Технология изготовления арболитовых кирпичей предусматривает использование древесных опилок, или щепы. Сухая древесная стружка обрабатывается специальным раствором и заливается цементной смесью.

Доля древесины в готовом кирпиче, составляет примерно 80%, а цемента – 20%. А так как оба компонента стоят недорого, то происходит быстрая окупаемость вложений при открытии своего бизнеса.

Существуют три основных вида изделий из арболита:

  1. Теплоизоляционный для утепления строений;
  2. Конструктивно-теплоизоляционный — для возведения стен;
  3. Арбомонолит – это когда готовая, арболитовая смесь заливается непосредственно в опалубку, минуя стадию изготовления кирпича. При этом, вся конструкция жилого строения представляет собой единую, монолитную структуру.

Кирпичи из опилок и цемента отлично удерживают тепло, обладают высокой звукоизоляцией. Они пожаробезопасные. Но самое важное преимущество, перед другими строительными материалами – экологическая чистота и невысокая стоимость.

Многих привлекает простота изготовления, и они налаживают производство кирпичей из опилок и цемента своими руками.

Стоит заметить, что такое производство возможно осуществить в домашних условиях. Однако следует соблюдать некоторые правила, о которых мы расскажем далее, чтобы ваши изделия служили как можно дольше.

Кирпичи из опилок и цемента, в зависимости от предназначения, имеют различающуюся маркировку.

Пять марок изделий:

  1. M5;
  2. M10;
  3. M15;
  4. M25;
  5. M35.

В двух последних марках, номер 4 и 5, процентное содержание опилок минимальное, по сравнению с первыми номерами.

Поэтому, кирпичи данных марок намного прочнее и выдерживают повышенную нагрузку. Такие изделия применяют при строительстве несущих стен двухэтажных зданий.

Кирпич из опилок и цемента своими руками

Если вы решили изготовлять кирпичи из опилок и цемента своими руками, то, для начала следует узнать несколько важных правил от профессионалов. Эти правила помогут вам получить качественные изделия, с невысокой себестоимостью.

Правила изготовления арболитовых блоков:
  1. Желательно приобретать цемент только марки м500;
  2. Для строительства жилых помещений лучше всего использовать хвойные опилки или стружку, самое лучшее — сосна;
  3. Органический наполнитель, то есть опилки, стружка и так далее, должен быть абсолютно сухим. Нельзя применять опилки влажные, подопревшие, хранившиеся ненадлежащим образом. Это может привести к появлению плесени, грибка на готовых изделиях. А в результате брожения целлюлозы могут наблюдаться вздутие и разрыв блоков.
  4. Для устранения негативных явлений, описанных в пункте 3, следует применять химический нейтрализатор. Такой как сульфат алюминия или хлорид кальция. Это недорогие, достаточно эффективные ингибиторы. Также, в соответствии с ГОСТом, разрешается добавление жидкого стекла, сернокислого глинозёма, извести, силикат-глыбы.
  5. Для того, чтобы готовое изделие было более целостным и крепким, рекомендуется применять мелкую стружку или опилки. Если у вас достаточно крупная щепа, то её следует предварительно раздробить на более мелкие фрагменты.

Как видим, правила достаточно простые, не затратные и легко выполнимые.

Изготовление кирпичей из опилок в промышленных масштабах

В том случае, когда вы хотите поставить производство кирпича из опилок и цемента на поток, открыть свой бизнес, то прежде всего следует составить бизнес-план.

В первую очередь рассчитайте затраты на закупку оборудования.

Для этого вам понадобятся:

  1. Бетономешалка;
  2. Дробилка для измельчения опилок и древесной стружки;
  3. Весы для взвешивания компонентов;
  4. Формовочные дозаторы;
  5. Вибростол;
  6. Сушильная камера;
  7. Склады для хранения сырья и готовых изделий;
  8. Специально оборудованная, крытая площадка или цех для производства кирпичей или утеплительных блоков.

Если вы не хотите, чтобы производство зависело от погодных условий, то лучше всего подумать о большом, просторном, отапливаемом помещении. В котором можно будет работать круглый год.

Второй, не менее важный аспект – заранее продумать куда вы станете сбывать готовую продукцию.

Рекомендуется ещё до начала производства следует найти перекупщиков, которые будут сбывать вашу продукцию населению.

Также, можно предложить свои изделия строительным фирмам, организациям и так далее.

Узнав рыночные закупочные цены, и приблизительно определив объём производства, вы сможете высчитать сроки, за которые окупятся ваши вложения.

Так как производство кирпичей из опилок и цемента не требует слишком больших вложений. То при наличии рынка сбыта, вы сможете выйти на чистую прибыль, примерно за три месяца.

Размеры изделий из опилок и цемента

Заводские размеры стандартных кирпичей из опилок и цемента равны соотношению:

  • Высота – 20 или 25 сантиметров;
  • Ширина – 20 или 30 сантиметров;
  • Длина – 40 или 50 сантиметров.

Но, допускаются и другие соотношения, особенно, если вы строите для себя. При желании вы можете сделать блоки шире 30 сантиметров.

Или изготовить кирпичи выше, чем 20 сантиметров. Просто следует учитывать, что в этом случае блоки будут тяжелее, и нужно затрачивать больше сил на их транспортировку до объекта.

Размеры утеплительных панелей, также могут значительно варьироваться по своим размерам. Многие производители изготавливают панели по своим, проверенным временем размерам.

В среднем можно указать следующие размеры:

  1. Для утепления пола – 82 см х 62 см х 8 см;
  2. Для утепления стен – 82 см х 62 см х 10 см.

В составе утеплительных плит: 90% сосновой щепы и 10% цемента М500 + минерализаторы.

Производство

Высушенная древесина, лучше всего хвойных пород, пропускается через дробилку и далее поступает в барабан бетономешалки.

Отдельно замешиваются вода, сульфат алюминия, цемент. Данным раствором заливаются сухие опилки и перемешиваются в течении пяти минут.

Важно!

По окончанию замеса смесь должна быть равномерно влажной, но не мокрой! То есть, не должно быть излишков воды в смеси. Иначе, стекая при утрамбовке, она вымоет часть цемента из раствора.

После этого готовая смесь укладывается в формы, смазанные отработанным машинным маслом. Утрамбовывается при помощи вибрации и воздействия силы. Прессуется и поступает на просушку.

Сушится в течении 12 – 18 часов, в сушильной камере.

Чем меньше, в процентном содержании вы кладёте цемента, тем более изделие будет сохранять тепло. Однако, при этом уменьшается его прочность.

И наоборот, чем больше цемента, тем плотнее и прочнее изделие, но, при этом повышается теплопроводность.

Расход материала, пропорции

Подбор состава для изготовления арболита производится расчетно-экспериментальным методом. Многое зависит от влажности, качества исходного сырья и породы дерева.

Также, от того, изделие какой марки вы хотите получить на выходе. Для первоначального, пробного замеса, по ГОСТу рекомендуются применять пропорции, указанные в инструкции по изготовлению изделий из арболита – СН549-82.

В специальных таблицах которой изложены рекомендуемые пропорции всех компонентов, для первого замеса.

Находится данная инструкция по адресу: files.stroyinf.ru/Data1/2/2032/

Видео по теме изготовления кирпича из опилок, пример малого бизнеса.

Статьи по теме:

 

 

как сделать, состав, рецепт смеси

К категории легких бетонов относятся блоки из опилкобетона, которые, при соблюдении рецептуры замешивания раствора и технологии изготовления, можно приготовить самостоятельно. В качестве основного компонента, входящего в состав изделия, используются опилки. Именно они придают изделию индивидуальные качества, за которые так ценится этот материал. Опилкобетонные блочные элементы имеют свои плюсы и минусы, с которыми важно ознакомиться перед тем, как начать их использовать.

Характеристики и свойства

Физико-технические характеристики, условия эксплуатации, параметры, правила применения опилкобетонных блоков контролирует ГОСТ 6133–99. Этот материал относится к категории легких бетонов, из него можно возвести не только дом, гараж, хозпостройку, но и обустроить прочный фундамент и цоколь. Стройматериал обладает высочайшими санитарно-техническими качествами, благодаря чему его часто используют в виде основного сырья для возведения медицинских и детских учреждений.

Посмотреть «ГОСТ 6133–99» или cкачать в PDF (2.4 MB)

С характеристиками опилкоблоков можно ознакомиться, изучив таблицу:

Показатель Среднее значение
Прочность, МПа 0,5—3,5
Плотность, кг/м3 550—850
Теплопроводность 0,08—0,17
Морозостойкость, циклы 20—50
Влагопоглощение, % 40—85
Огнеупорность, ч 0,75—1,5

Разновидности

Конструкционные опилкобетонные блоки используются для возведения стен и обустройства межкомнатных перегородок.

В зависимости от предназначения, опилкоблоки бывают таких разновидностей:

  • теплоизоляционные;
  • конструкционные.

По плотности материал делится по классам М5, 10, 15, 20. Самый плотный блок марки М5. Именно он используется в качестве основного материала для возведения домов из опилкобетона. Ремонт стеновых поверхностей осуществляется с использованием изделий класса М10, а вот для облицовки и обустройства межкомнатных перегородок больше подойдут блоки М15 и 20.

Плюсы и минусы

Прежде чем начать изготовление опилкобетона в домашних условиях, следует детально знакомиться с достоинствами и недостатками этого стройматериала. Из плюсов выделяют такие:

  • малый вес;
  • повышенная степень шумоизоляции;
  • абсолютная экологическая безопасность;
  • доступность по цене;
  • простота кладки и легкость обработки;
  • надежность, долговечность.

Главные недостатки изделия такие:

Для получения качественного строительного материала необходимо использовать опилки определенных пород древесины.

  • длительный цикл приобретения заявленных эксплуатационных характеристик;
  • высокий коэффициент влагопоглощения;
  • возможность использования опилок только определенных пород древесины.

Состав опилкоблоков

Чтобы сделать опилкобетонные блоки своими руками, сначала полезно изучить состав материала, после чего запастись качественным сырьем. Смесь для изготовления блочных элементов состоит из таких компонентов:

  • портландцемент;
  • песок;
  • древесная щепа;
  • глина или гашеная известь;
  • вода.

Опилки для изготовления стройматериала берутся только из определенных пород древесины. Чтобы изделие получилось качественным и устойчивым к гниению и размножению микроорганизмов, рекомендуется использовать щепу, полученную после обработки таких хвойных пород деревьев:

  • сосна;
  • пихта;
  • ель.

Но допустимо использовать и опилки, оставшиеся после распила таких деревьев:

Для изготовления блоков разрешается применять щепы после распила таких деревьев, как береза, дуб, ясень.

  • тополь;
  • граб;
  • бук;
  • дуб;
  • ясень;
  • береза.

Как сделать своими руками?

Рецепт смеси

Пропорции опилкобетона определяют коэффициент плотности и прочности готового материала. Чтобы приготовить бетон повышенной плотности, потребуются компоненты в таких количествах:

  • щепа — 1 т;
  • цемент — 1 т;
  • песок — 2,5 т;
  • известь 250 кг.

Помимо соблюдения указанных пропорций, немаловажно придерживаться порядка перемешивания компонентов. Сначала необходимо соединить требуемое количество песка с цементом, тщательно перемешать. После добавляются опилки и известь, опять смешивается. В конце понемногу доливается вода, до получения требуемой консистенции. Чтобы бетонное тесто получилось однородным, рекомендуется готовить его в бетоносмесителе.

Правильно приготовленный раствор эластичен, после сжатия остается в той же форме, не рассыпается и не деформируется.

Опалубка и формы

Одинаковые размеры достигаются путем применения формы или опалубка, куда утрамбовывают готовую смесь.

Чтобы блоки вышли одинакового размера, рекомендуется приобрести или сделать самостоятельно формы для заливки. Опалубка изготавливается из деревянных досок, рекомендуется делать разборные формы, чтобы можно их было быстро собрать, а потом разобрать. Смесь укладывается в формы, тщательно трамбуется. За 3—4 часа раствор схватывается, однако изделие должно вылежаться 5—7 дней. Сушку опилкоблоков проводят в хорошо проветриваемом помещении. Затем блоки выкладываются в невысокие столбы, где и достигается наибольшая плотность.

Применение

Производство опилкобетонных блоков приобретает все большую популярность, потому что этот материал активно используется для возведения конструкций различного предназначения. Многие строительные компании предлагают проекты частных домов из опилкобетона. Кроме этого, используя такой стройматериал, получится соорудить коттедж, гараж, хозпостройку и даже забор. Опилкоблоки применяются для обустройства прочного и надежного фундамента, который после заливки еще долго не будет нуждаться в реставрации.

дизайнов | Бесплатный полнотекстовый | Влияние размеров частиц опилок на физико-механические свойства необожженных глиняных блоков. продукты. В этом контексте стала очевидной социальная, экономическая и экологическая устойчивость земляных строительных материалов, обогащенных сельскохозяйственными отходами/побочными продуктами.Эти материалы требуют меньше энергии для обработки и обладают хорошими техническими характеристиками. Опилки считаются отходами, которые являются побочным продуктом деревообрабатывающей промышленности и образуются при резке, распиловке или шлифовке древесины. Ежегодно лесопильные заводы производят огромные объемы опилок [1,2] (рис. 1). Согласно одному отчету, среднегодовые темпы роста мировых заготовок древесины составляли 0,20 % в период с 1990 по 2015 год [3], а по оценкам ФАО к 2030 году потенциальные поставки делового круглого леса возрастут на 55 % [4].

В связи с этим лесопромышленников все больше заботит рентабельная утилизация опилок, так как основная их часть сжигается, загрязняя окружающую среду [5,6,7]. Опилки, с другой стороны, могут использоваться в качестве ценного сырья в различных отраслях промышленности из-за их большого количества и низкой стоимости. Опилки в основном состоят из целлюлозы, гемицеллюлоз, лигнина и небольшого количества (5–10%) посторонних материалов [8,9,10]. Наиболее часто он используется в энергетике, сельском хозяйстве и обрабатывающей промышленности [5].Однако исследований по применению опилок в производстве строительных материалов проведено мало [11]. Изоляционные материалы на основе опилок [12], древесностружечные плиты [13,14,15,16,17,18], цементобетонные кирпичи [19,20], обожженные глиняные кирпичи [21,22,23,24,25,26] и необожженные кирпичи [27,28,29,30,31,32,33,34,35] являются одними из разработанных строительных материалов. Уаттара и др. [30] показали, что при введении опилок (0–25 %) сухая плотность спрессованных глиняных кирпичей снижается, а прочность увеличивается при содержании опилок 15–20 %. Точно так же Демир [27] использовал 2,5–10 мас.% опилок в необожженных кирпичах и обнаружил, что прочность на сжатие постепенно улучшается с добавлением опилок. Фаделе и Ата [31] использовали добавки лигнина опилок и цемента (4, 8 и 12% по массе) для исследования характеристик водопоглощения сжатых земляных блоков, где образцы с добавками опилок работали лучше, чем образцы с цементом. Тепловые характеристики необожженных кирпичей, стабилизированных опилками (2–10 мас.%), оценивали Charai et al.[34], и результаты показали, что добавление опилок снижает как плотность, так и теплопроводность образцов кирпича. Ганга и др. [29] оценили механические и акустические свойства глиняных кирпичей с различным процентным содержанием цемента, опилок и стружки красного дерева. Было установлено, что добавление опилок или стружки красного дерева не улучшало прочность образцов на сжатие. Джохио и др. [32] измеряли прочность сырцового кирпича на сжатие и изгиб при частичной замене песка опилками (0–40 %).Полученные данные показали, что около 20% заменителя песка обеспечивали наибольшую прочность на сжатие, в то время как прочность на изгиб постепенно снижалась по мере добавления в смесь опилок. В другом исследовании Вилан [28] исследовал прочность на сжатие сырцовых блоков, содержащих опилки (0–20%), и рекомендовал оптимальное процентное соотношение 15%. Де Кастрильо и др. [35] воспроизвели традиционные сырцовые кирпичи с использованием волокон соломы и опилок (30–70% по объему). Для обоих типов волокон увеличение содержания волокна привело к снижению объемной плотности, теплопроводности и прочности на изгиб и сжатие саманов.Более того, в отличие от самана из соломы, сырец из опилок показал общее увеличение капиллярной абсорбции по мере увеличения процентного содержания волокна. Кроме того, особое внимание в литературе уделяется исследованию влияния длины волокна на свойства необожженных глиняных блоков. Сангма и др. [36] использовали кокосовые волокна разной длины (20–80 мм) с почвой в качестве армирующего материала и обнаружили, что с увеличением размеров волокон до 40 мм средняя прочность на сжатие и прочность на растяжение при раскалывании увеличиваются, а затем снижаются. Мостафа и Уддин [37] использовали банановые волокна длиной от 50 до 100 мм для изготовления блоков из прессованной земли, и результаты показали, что блоки, армированные волокнами длиной 60 мм и 70 мм, имели максимальную прочность на сжатие и изгиб по сравнению с другими образцами. Лайби и др. [38] изготовили прессованные земляные блоки с использованием волокон кенафа разной длины (10, 20 и 30 мм) и оценили их влияние на механические и тепловые характеристики образцов. Результаты показали, что если положительное влияние на прочность на изгиб оказывали более короткие волокна кенафа (10 и 20 мм), то наилучший результат был достигнут при длине волокна 30 мм.Кроме того, значения теплопроводности постепенно снижались с увеличением длины волокна. В другом исследовании Araya-Letelier et al. изучали влияние трех различных длин волос свиньи (7 мм, 15 мм и 30 мм) на саман. [39]. Согласно полученным данным, более длинная длина волоса свиньи привела к более низким средним значениям прочности на сжатие и изгиб. Это объяснялось кластеризацией более длинных волокон в смеси, что приводило к слабой адгезии между кластеризованными волокнами и земляной матрицей.Более того, усадка при высыхании уменьшалась при более высоком процентном содержании и большей длине волокна. Миллого и др. [40] обнаружили, что использование более коротких волокон кенафа (30 мм) уменьшало размер пор и улучшало прочность на сжатие в большей степени, чем использование более длинных волокон (60 мм) в прессованных саманных блоках.

Выводы, сделанные на основе экспериментальных результатов, представленных в литературе, часто противоречивы. В результате необходимы дополнительные исследования, чтобы предложить всесторонние знания по этому вопросу. Таким образом, это исследование было направлено на изучение того, как три различных размера частиц опилок влияют на физические и механические характеристики необожженных глиняных блоков.Тесты включали плотность, линейную усадку, капиллярное водопоглощение, прочность на изгиб (FS) и прочность на сжатие (CS). Три группы образцов: SP-a (212 мкм < x < 300 мкм), SP-b (425 мкм < x < 600 мкм) и SP-c (1,18 мм < x < 2,00 мм) были приготовлены с разным процентным содержанием ( 0,25–10%) опилок. Результаты экспериментов были проанализированы и сопоставлены с эталонным образцом, чтобы сделать полезные выводы о влиянии размера и количества частиц на характеристики необожженных глиняных блоков.Результаты включения опилок с разным размером частиц дают интригующие дополнительные данные, которые помогут оценить потенциальное использование опилок при производстве необожженных глиняных блоков.

Произошла ошибка при установке файла cookie пользователя

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка браузера на прием файлов cookie

Существует множество причин, по которым файл cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее распространенные причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы принять файлы cookie, или спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
    Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файл cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Попробуйте другой браузер, если вы подозреваете это.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом.Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
    браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы это исправить, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
    Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.
Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу.Предоставить доступ без файлов cookie
потребует от сайта создания нового сеанса для каждой посещаемой вами страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в файле cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только та информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта.Например, сайт
не может определить ваше имя электронной почты, если вы не решите ввести его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступ к
остальной части вашего компьютера, и только сайт, создавший файл cookie, может его прочитать.

Оценка инженерных свойств недорогих бетонных блоков путем частичного легирования песка опилками: Бетонный блок из недорогих опилок: Статья в научно-техническом журнале

Предварительный просмотр статьи

Top

Введение

и естественно звуковая среда.Сбрасывайте отходы на открытых пространствах или сжигайте их, загрязняя окружающую среду. Управление отходами включает сбор, сортировку, хранение, переработку и утилизацию отходов (Kaluli, Mwangi, Sira, 2011). Чтобы решить эту проблему, эти отходы должны быть утилизированы инновационным способом для внедрения экологически чистых новых строительных материалов, которые могут стать более дешевой альтернативой обычным строительным материалам. Согласно Nasly and Yassin (2009), использование этих альтернативных строительных материалов может снизить затраты на строительство из-за меньшего количества необходимых материалов и более быстрого завершения строительства.

Традиционно стабилизация маргинального грунта выполняется с помощью обычных строительных материалов, таких как известь, цемент или их комбинации. Стоимость этих стабилизаторов увеличивается из-за условий строительных работ в тропиках; таким образом, необходимость замены местными добавками становится настоятельной (Uche & Ahmed, 2013). Зола рисовой шелухи (Dolage, Mylvaganam, Mayoorathan & Inparatnam, 2011; Ghassan & Mahmud, 2010; Nilantha, Jiffry, Kumara, & Subashi, 2010; Oyekan & Kamiyo, 2008; Pushpakumara & Subashi De Silva, 2012), зола кукурузной шелухи ( Ndububa, Emmanuel, & Nurudeen, 2015), зола листьев бамбука (Dwivedia, Singhb, Dasa, & Singh, 2006), зола скорлупы молотого ореха (Sadaa, Amarteyb, & Bako, 2013; Mahmoud, Belel, & Nwakaire, 2012), зола опилок (Ганирон, 2014; Д.Kumar, Singh, N. Kumar & Gupta, 2014) и т. д., представляют собой естественные сельскохозяйственные отходы, получаемые из домов, магазинов, фабрик и заводов. Следовательно, следует поощрять использование опилок или золы опилок для стабилизации грунта, так как это значительно снизит стоимость строительства, а также снизит опасность для окружающей среды. Зола опилок считается пуццоланом, содержит 70-85 % SiO 2 , 2-6 % Al 2 O 3 и 2-4 % Fe 2 O 3 (D. Kumar, Singh , Н.Кумар и Гупта, 2014 г.; Ойетола и Абдуллахи, 2006 г.). Кремнезем, содержащийся в золе опилок, находится в аморфной форме, что означает, что он может легко вступать в реакцию с СаОН, выделяющимся при затвердевании цемента, с образованием цементирующего соединения.

При производстве цемента образуется двуокись углерода (CO 2 ), которая является основным источником глобального потепления. При производстве цемента выбросы CO 2 составляют около 0,9% (Seco et al., 2012). Следовательно, использование зольных опилок в качестве вторичного вяжущего материала для частичной замены пропорций обычного портландцемента при стабилизации грунта уменьшит общее воздействие процесса стабилизации грунта на окружающую среду.Предыдущие исследования показывают, что зольные опилки могут улучшать свойства цементных блоков (Ganiron, 2014; D. Kumar, Singh, N. Kumar & Gupta, 2014; Berra, Mangialardi, & Paolini, 2015; Cheah & Ramli, 2011). .

Научные статьи, журналы, авторы, подписчики, издатели

 
 
Как крупный международный издатель
академических и исследовательских журналов, Science Alert публикует
и разрабатывает игры в партнерстве с самыми
престижные научные общества и издательства. Наша цель
заключается в проведении высококачественных исследований в максимально широком
аудитория.
   
 
 
Мы прилагаем все усилия, чтобы поддержать исследователей
которые публикуются в наших журналах. Существует огромное количество информации
здесь, чтобы помочь вам опубликоваться у нас, а также ценные
услуги для авторов, которые уже публиковались у нас.
   
 
 
Цены 2022 уже доступны. Ты
может получить личную / институциональную подписку на перечисленные
журналы непосредственно из Science Alert. В качестве альтернативы вы
возможно, вы захотите связаться с предпочитаемым агентством по подписке.
Пожалуйста, направляйте заказы, платежи и запросы в службу поддержки клиентов
в службу поддержки клиентов журнала Science Alert.
   
 
 
Science Alert гордится своим
тесные и прозрачные отношения с обществом. Так как
некоммерческий издатель, мы стремимся к самому широкому
возможное распространение материалов, которые мы публикуем, и
на предоставление услуг самого высокого качества нашим
издательские партнеры.
   
 
 
Здесь вы найдете ответы на наиболее часто задаваемые вопросы (FAQ), которые мы получили по электронной почте или через веб-форму обратной связи. В соответствии с характером вопросов мы разделили часто задаваемые вопросы на разные категории.
   
 
 
Азиатский индекс научного цитирования (ASCI)
обязуется предоставлять авторитетный, надежный и
значимая информация путем охвата наиболее важных
и влиятельные журналы для удовлетворения потребностей глобального
научное сообщество.База данных ASCI также предоставляет ссылку
до полнотекстовых статей до более чем 25 000 записей с
ссылка на цитируемые источники.
   
 

Исследовательский журнал Университета Мехрана по инженерии и технологиям

  • Саджад Али Манги

    Факультет гражданской и экологической инженерии, Университет Тун Хуссейн Онн, Малайзия, Малайзия

  • Норвати Бинти Джамалуддин

    Факультет гражданской и экологической инженерии, Университет Тун Хуссейн Онн, Малайзия, Малайзия

  • Шираз Ахмед Мемон

    Институт экологической инженерии и управления, Мехранский инженерно-технологический университет, Джамшоро, Пакистан

  • Мохд Хазиман Бин Ван Ибрагим

    Факультет гражданской и экологической инженерии, Университет Тун Хусейн Онн, Малайзия, Малайзия

Аннотация

SDC (опилкобетон) был разработан в 19 веке. Он получил широкое признание благодаря легкому весу и экономичности. В настоящее время в развитых странах созданы возможности для использования древесных отходов в бетонном строительстве для снижения нагрузки на окружающую среду. Хотя SDC мало рассматривался в качестве легкого кладочного блока в строительных работах, он интенсивно изучался во многих странах на протяжении десятилетий. Целью настоящего обзора является подведение итогов последних пяти лет (2012-2016 гг.) научно-исследовательских работ, связанных с использованием опилок в бетонной кладке.Однако важно изучить существующие идеи и подходы, разработанные предыдущими исследователями, в качестве справочного материала и руководства для будущих исследований. Существует много возможностей для разработки легкого бетона, особенно за счет использования опилок в качестве заменителя мелкого заполнителя в бетоне. Тем не менее, в этом обзорном документе основное внимание уделяется утилизации опилок для снижения воздействия на окружающую среду отходов мебельной промышленности и побочного продукта деревообрабатывающей промышленности. В заключение, в этом обзорном документе кратко излагаются существующие важные идеи и полезная информация для коллег-исследователей, касающиеся повышения эффективности использования опилок для производства облегченных каменных блоков.Рекомендуется провести значительные исследования опилкоцементных блоков, которые могут дать больше уверенности в их использовании в качестве экологичного строительного материала.

Экспериментальная оценка и численное прогнозирование

Abstract

Активированные щелочью бетоны появились в качестве перспективной альтернативы обычному бетону, в котором различные отходы были преобразованы в ценные побочные продукты. В данной статье представлено широкое экспериментальное исследование устойчивости использования отходов опилок в качестве замены мелкого/крупного заполнителя, включающего летучую золу (FA) и гранулированный доменный шлак (GBFS), для производства высокоэффективных бесцементных легких бетонов.Отработанные опилки заменяли заполнителем в количестве 0, 25, 50, 75 и 100 об. % с включением щелочного вяжущего, в том числе 70% ФК и 30% ГБФС. Смесь активировали, используя низкую концентрацию гидроксида натрия (2 М). Были оценены акустические, тепловые и прогнозируемые инженерные свойства бетонов, а также рассчитан жизненный цикл различных смесей для исследования устойчивости бетона. Кроме того, с использованием имеющейся базы данных экспериментальных испытаний была разработана оптимизированная искусственная нейронная сеть (ИНС) для оценки механических свойств разработанных растворных смесей, активированных щелочью, в зависимости от каждого объемного процента опилок.На основании полученных данных установлено, что звукопоглощение и снижение теплопроводности усиливаются с увеличением содержания опилок. Установлено, что на прочность образцов при сжатии влияет содержание опилок, при этом прочность снижается с 65 до 48 МПа при соответствующем увеличении содержания опилок от 0 до 100 %. Результаты также показали, что выбросы двуокиси углерода, использование энергии и затраты имеют тенденцию к снижению с увеличением количества опилок и показывают, что легкий бетон более устойчив для строительных целей.

Ключевые слова: легкий бетон, активированный щелочью, отходы опилок, прогнозируемые инженерные свойства, устойчивость

1. Введение

Опилки – хорошо известные отходы сельского хозяйства и побочный продукт деревообрабатывающей промышленности. Он образуется как отходы, когда древесина механически измельчается до различных размеров и форм. Многие экологические проблемы вызваны отходами опилок, при этом нехватка места для захоронения отходов является серьезной проблемой и серьезной угрозой для развитых стран.Излишние опилки, которые накапливаются в результате деятельности заводов, фабрик и жилых домов, ежегодно увеличиваются. По оценкам, ежегодное образование древесных отходов в Соединенных Штатах Америки, Германии, Великобритании и Австралии составляет около 64, 8,8, 4,6 и 4,5 млн тонн в год соответственно, и более 40% этих объемов не перерабатываются [1,2,3,4]. Высокий процент непереработанных древесных отходов свидетельствует об отсутствии достаточных процедур и стратегий переработки. Таким образом, крайне важно ежедневно перерабатывать древесные отходы и эффективно использовать их в цементных композитах/бетонах, чтобы гарантировать их безвредную утилизацию в качестве средства защиты окружающей среды.

В настоящее время перед исследователями стоит серьезная задача из-за постоянного увеличения спроса на легкие бетоны с высокими эксплуатационными характеристиками (LWC) в качестве строительных материалов, где производство новых строительных материалов из переработанных промышленных отходов стало стратегией. С этой точки зрения оценивается продвижение LWC за счет использования отходов опилок в качестве легких заполнителей.Функции опилок в цементах/бетонах оценивались несколькими исследователями, и в прошлом они использовались для изготовления легких бетонов [5]. Сообщалось о тепловых характеристиках цементного композита на основе опилок [6], при этом было обнаружено, что его включение в бетонную матрицу значительно снижает теплопроводность до 20% по сравнению с обычным бетоном (0% опилок). Столь значительное снижение значений электропроводности связывают со снижением плотности и повышенной пористостью легких бетонных композиций, модифицированных опилочными отходами.Ойедепо и др. [7] использовали отходы опилок в качестве заменителя мелкого заполнителя (природного) при различном содержании от 0% до 100% в стандартных тяжелых бетонах и показали, что соотношение более 25% заменителя к натуральным заполнителям может отрицательно влиять на прочность бетона. свойства и плотность. Другие исследователи также сделали аналогичные наблюдения, когда опилки использовались в бетоне на различных уровнях (10%, 20%, 30% и 40%) вместо песка. Было высказано предположение, что количество опилок при замене песка до 10% может обеспечить лучшую плотность и механическую прочность бетона [8].Буб [9] также использовал опилки в качестве заменителя мелких заполнителей (0–15%) в бетоне. Mageswari и Vidivelli [10] показали, что зола опилок в качестве агента для замены природного песка может быть подходящим выбором для мелких заполнителей в бетонах. Это может значительно уменьшить проблему вывоза опилок и одновременно позволить сохранить природные мелкие заполнители. Авторы обнаружили, что бетон, содержащий опилки, обладает уникальными характеристиками и демонстрирует лучшие результаты для тепловых и механических характеристик композита на основе цемента, что делает его экономичным по сравнению с различными другими материалами в строительном секторе.

В последнее время некоторые продукты, такие как геополимеры и активируемые щелочью материалы, были представлены в качестве альтернативы обычному бетону и стали конструкционными материалами с меньшим выбросом CO 2 [11,12,13,14,15,16,17] . Активированные щелочью пасты/растворы/бетоны представляют собой неорганические полимеры на основе кальция (CaO) и алюмосиликатов (AS), активированные раствором щелочного активатора. Их получают из пуццолановых соединений путем щелочной активации NaOH и силикатов натрия (NaSi) [18,19].Эти вяжущие, полученные с использованием щелочной активации, показали себя экологически чистыми из-за необходимости небольшого количества энергии в процессе их изготовления [20,21]. После щелочной активации использовались различные твердые отходы различных производств, содержащие Si, Al и/или Ca, в том числе летучая зола (FA), топливная зола пальмового масла (POFA), метакаолин и гранулированный доменный шлак (GBFS). для приготовления строительных растворов/бетонов [22,23,24].

Несколько исследователей [25,26] заметили, что FA, содержащая большое количество CaO, также является подходящим исходным материалом для производства высокоэффективных геополимерных растворов и бетонов.Было показано, что смесь геополимера, приготовленная с ФА класса С (с высоким содержанием СаО), становится отверждаемой при комнатной температуре из-за реакции, опосредованной СаО. Тем не менее, геополимеризация ФА класса С в отсутствие добавки оказалась очень вялой при температуре окружающей среды [27], достигая низкой прочности. Тем не менее, использование материалов, содержащих большое количество CaO, в том числе обычного портландцемента (OPC), для повышения прочности геополимера на основе ТВС с высоким содержанием CaO остается перспективным [28]. Помимо образования гидрата силиката кальция (C-S-H) и гидрата силиката кальция-алюминия (C-A-S-H), тепло и вода, образующиеся в результате реакции, опосредованной OPC, могут помочь процессу геополимеризации. и тем самым развитие повышения прочности [29]. Путем включения OPC и отверждения при 25 ° C были получены геополимерные растворы на основе FA с высоким содержанием Ca с прочностью на сжатие (CS) 65 МПа [30].

Аморфный ГБФ, являющийся одним из самых популярных промышленных отходов, широко используется для повышения нормальной прочности бетона или изготовления бесцементных растворов/бетонов из-за избыточного содержания Al 2 O 3 , CaO и SiO 2 по своему химическому составу [31,32,33,34,35].В щелочной среде ГБФС проявляет как связывающие, так и пуццолановые свойства [36]. Многие исследования показали [37], что образование избытка Ca из-за добавления GBFS в геополимер FA является причиной улучшения прочностных характеристик, а также микроструктуры материала. Для оценки эффективности ГФС, включающей ФК, в качестве геополимерного связующего, соотношение ФК/ГБФС широко варьировалось вместе с типами, концентрациями и составами активатора в смеси для их получения [38,39].Было обнаружено, что включение большого количества Ca, содержащего только 4% GBFS, повышает прочность геополимера [38]. Исмаил и др. [40] оценили CS и продукт гидратации паст FA и GBFS и показали повышение CS до 50 МПа в возрасте отверждения 28 дней. Было использовано повышение отношения FA к GBFS до 1,0, и оно было активировано 10 М раствором NH перед проведением отверждения при 25 ° C. Согласно Исмаилу и др. [41], предел прочности при сжатии (CS) композита FA/GBFS, активированного NH/NS, может значительно увеличиться при незначительном количестве гашеной извести.Этот геополимер ТВС, смешанный со шлаком, показал превосходные механические характеристики и долговечность [42]. Предыдущие исследования пытались изготовить экологически чистые высокоэффективные LWC, бесцементные бетоны и активированные щелочью геополимеры, где основное внимание уделялось достижению улучшенных характеристик прочности и долговечности.

2. Значение исследований

Всесторонний обзор литературы показал, что потенциальное использование отходов опилок для разработки активированных щелочью LWC для обеспечения устойчивых характеристик еще не было широко изучено.В этой работе сообщается о влиянии замены древесных опилок природными заполнителями на характеристики устойчивости LWC с щелочной активацией, содержащей FA и GBFS. Эти смеси были изготовлены с переменным содержанием опилок, включая 70% FA, 30% GBFS и раствор, активированный щелочью, чтобы найти возможность переработки промышленных отходов и их преобразования в экологически чистый, долговечный и устойчивый легкий бетон. Таким образом, натуральные заполнители были заменены различными уровнями отходов опилок (0%, 25%, 50%, 75% и 100%) на реалистичном рабочем уровне с соответствующими физическими условиями для изготовления LWC, активированных щелочным раствором.Все синтезированные образцы были проанализированы различными измерениями для оценки свежести, механических свойств и долговечности для получения оптимального состава.

3. Детали эксперимента

3.1. Материалы

Печной шлак (ГБФС грязно-белого цвета) высокой чистоты был собран на малайзийском предприятии (Ипох, Малайзия) и использован без дополнительной очистки для получения бесцементного вяжущего. Он отличался от других дополнительных компонентов как вяжущими, так и пуццолановыми свойствами.Его получают в результате гидравлических химических реакций при смешивании воды. Рентгенофлуоресцентные спектры (XRF, HORIBA, Сингапур, Сингапур) шлака показали наличие Ca (51,8%), силиката (30,8%) и Al (10,9%). Низкоактивные Ca-содержащие ТВС (глиноземно-силикатный материал серого цвета) были получены с малайзийской электростанции (Танджунгбин, Джохор, Малайзия) для производства предложенных ААС. Он удовлетворял требованиям ASTM C618 для FA класса F и содержал Ca (5,2%), силикат (57.2%), Al 2 O 3 (28,8%). Медианный размер частиц ТВС и шлака (полученный с помощью анализатора размера частиц) составил соответственно 10 и 12,8 мкм. Физические характеристики обоих связующих материалов (GBFS и FA) были проанализированы с использованием теста Брунауэра-Эммета Теллера (BET, JEOL, Куала-Лумпур, Малайзия)) с удельной поверхностью (18,1 м 2 /г для FA и 13,6 м 2 ). /g для GBFS).

представляет рентгенограмму (XRD, Rigoku, Singapore, Singapore) GBFS и FA.Наблюдаемые интенсивные рентгеновские пики FA при 2θ = 16–30° обусловлены наличием поликристаллического кремнезема и Al 2 O 3 . Однако заметные пики под другими углами были обусловлены наличием кристаллитов кварца и муллита. Отсутствие резкого пика GBFS подтверждает его аморфную природу. Присутствие пиков кремнезема и кальция играло важную роль в составе GBFS и было полезным для производства AAM. И наоборот, включение FA требовалось для преодоления низкого уровня Al 2 O 3 (10.49%) в шлаке.

XRD-дифрактограммы летучей золы (FA) и шлака (GBFS).

Природный речной песок использовался в качестве мелкого заполнителя для изготовления контрольных образцов бетона. Следуя протоколу ASTM C117, сначала песок промывали водой для удаления ила и примесей [43], а затем сушили в печи при 60 °C в течение 24 часов для удаления влаги. Полученный чистый песок удовлетворял требованиям ASTM C33–33M [44]. Модуль крупности, удельный вес и наибольшая крупность приготовленного песка равнялись 2.9, 2,6 и 2,36 мм соответственно. Гранатовый щебень, полученный из карьера, использовался в качестве крупного заполнителя в процессе подготовки образцов. При производстве обычного бетона размер крупного заполнителя играет важную роль в обеспечении хороших характеристик бетона. Поэтому максимальный размер крупных заполнителей был ограничен до 8 мм.

Отходы опилок (№ 6013) были получены () от малайзийского (Syarikat Kilang Papan Chong Wah Sdn Bhd., Джохор, Малайзия) деревообрабатывающей промышленности. Эти местные агроотходы обеспечивали получение из единого ресурса (плотность 174 кг/м 3 и максимальный размер 2,36 мм) для использования в качестве мелкого заполнителя. В качестве крупного заполнителя для приготовления ЛОК использовали опилки плотностью 182 кг/м 3 и максимальным размером 6 мм. Основные характеристики опилок включают химический состав и потерю воспламенения (LOI), как показано на рис. Основным компонентом опилок была целлюлоза (87% от общей массы) и небольшое количество CaO и Al 2 O 3 .Процент LOI опилок от общей массы составил 4,76%.

( a ) Мелкие опилки, ( b ) крупные опилки.

Таблица 1

Химический состав (в %) отходов опилок.

Химический состав (%)
Целлюлоза Алюминий 2 О 3 Fe 2 O 3 СаО MgO К 2 О LOI
87. 0 2.5 2.5 2.0 3,50 0,23 0,23 0,23 0.01 4,76

Раствор (ы) для щелочной активации составляли из гидроксида натрия (NH) и силиката натрия (NS). Его использовали для растворения алюмосиликата из ТВС и ГБФС. Таблетки NH ч. д. а. (чистота 98 %) растворяли в воде и готовили раствор 13,7 % Na 2 O и 86,3 % H 2 O (2 М). Смесь НС высокой чистоты была приготовлена ​​с использованием SiO -2- (29. 5 вес. %), Na 2 O (14,70 мас.%) и H 2 O (55,80 мас.%). Полученный раствор NH (2 М) сначала выдерживали в течение 24 ч при комнатной температуре, а затем смешивали с раствором NS, чтобы получить конечный раствор щелочи с модулем (Ms SiO 2 :Na 2 O) 1,21. Отношение NS к NH для всех щелочных растворов поддерживали постоянным и равным 0,75.

3.2. Состав смеси готового бетона

Для всех образцов LWC значения отношения щелочного раствора к вяжущему (S:B) и содержания вяжущего были зафиксированы на 0.40 и 450 кг/м 3 соответственно. Отходы, такие как FA и GBFS, использовались для изготовления смесей LWC с постоянными количествами 70% и 30% соответственно в качестве источников SiO 2 , Al 2 O 3 и CaO. Смесь, содержащая 100 % природных заполнителей (песок и гравий), была приготовлена ​​и рассматривалась как контрольный образец (). Молярность NH, NS к NH и модуль щелочного раствора (Ms) были фиксированы для всех бетонных смесей. Влияние различного содержания мелких и крупных опилок в качестве заменителя природного заполнителя на конструкцию ЛПК показано на рис.Для оценки влияния отходов опилок на вес предлагаемого бетона, его прочность и процесс геополимеризации использовались четыре замены.

Таблица 2

Состав предлагаемого легкого щелочеактивированного бетона (кг/м 3 ).

2

3

. 3. Программа испытаний свежего и затвердевшего бетона

Перед смешиванием и заливкой внутреннюю поверхность форм смазывали моторным маслом для облегчения процесса извлечения из формы. Гомогенный раствор щелочи, состоящий из NH и NS, охлаждали в атмосфере окружающей среды и затем использовали для приготовления бетона. Однородные смеси мелких/крупных заполнителей были приготовлены путем смешивания FA/GBFS в течение примерно 4 минут в сухих условиях. Далее приготовленные смеси активировали щелочью. Всю бетонную матрицу еще раз перемешивали в течение 4 мин с помощью машины, управляемой на средней скорости.Полученные свежие сырые бетоны отливали в формах в три слоя, при этом каждый слой укрепляли с помощью вибростенда в течение 30 с для удаления воздушных пустот. По окончании процесса заливки залитые бетоны выдерживали при 27 ± 1,5 °С (в течение 24 ч при относительной влажности 75 %). Наконец, бетонные смеси были извлечены из формы и сохранены в идентичных условиях для дальнейших испытаний и анализов.

В соответствии с протоколами ASTM C143 и C191 были измерены значения осадки и времени схватывания, соответственно.Измерения CS проводились в формах кубической формы размером 100 × 100 × 100 мм, которые были адекватно отверждены в течение 1, 3, 7, 28, 56 и 90 дней в соответствии со спецификацией ASTM C579. Эти тесты на CS проводились в соответствии со стандартом ASTM C109-109M, где анализировались три набора образцов для каждого возраста отверждения. Нагрузка с постоянной скоростью (2,5 кН/с) была подвергнута испытанию разрушения этих образцов. Поскольку машина имеет встроенные конфигурации, плотность и CS генерировались автоматически в зависимости от предполагаемого веса и размеров образца.Образец в форме призмы с размерами 100 мм × 100 мм × 500 мм был отлит для испытаний на прочность при изгибе (FS) и усадку при высыхании (DS) в соответствии с положениями ASTM C78 и C157 соответственно. Средние показания трех испытанных бетонных смесей в возрасте отверждения 3, 7, 14, 21, 28, 56 и 90 дней были рассмотрены для оценки значения DS каждой смеси. В соответствии со стандартом ASTM C496 образцы цилиндрической формы (диаметром 100 мм и глубиной 200 мм) были приготовлены для оценки прочности на растяжение при раскалывании (STS).Испытание на водопоглощение (WA) проводили в соответствии со спецификацией ASTM C642, при этом формовали смеси размером 100 мм × 100 мм × 100 мм. После созревания образцы погружали в воду при температуре 27 °С на 24 ч. Позже эти экземпляры были подвешены и полностью погружены в воду для измерения их веса (Ms). После насыщения все образцы сушили в вентилируемой печи при 105 °C в течение более 24 часов, а затем взвешивали (Md). WA предложенных LWC рассчитывали из среднего значения трех образцов по соотношению:

WA(%)=Ms-MdMd ×100

(1)

3.4. Модель искусственной нейронной сети (ИНС)

В этой работе модель ИНС использовалась для объяснения КС активированных щелочью бетонов для получения оптимальных значений влияющих параметров. Кроме того, предполагалось сократить как время, так и стоимость. Модель была вдохновлена ​​естественным человеческим процессом. Разработанная модель состоит из трех слоев, как показано на рис. Первый слой, а именно входной слой (I), содержит пять нейронов (параметров), которые представлены молярностью, NS/NH, раствором дрожжей в связующем, GBFS/FA и временем.Затем были использованы четырнадцать нейронов скрытого слоя (H) для получения наилучшей модели. Между тем, один нейрон в третьем слое использовался для отражения прогнозируемой прочности на сжатие, а именно, в выходном слое (O).

Обработка искусственной нейронной сети.

Всего было выполнено 144 экспериментальных работ для построения предложенной модели ИНС в MATLB. В частности, сетевая архитектура с прямой связью и обратным распространением была создана с использованием функции newff. Кроме того, сигмовидная функция была принята для сопоставления входных данных с целевыми выходными данными, как показано в уравнении (2).

Целых 75% экспериментальных данных было использовано для обучения с использованием алгоритма Левенберга-Марквардта (LM) с целью минимизации ошибки. Между тем, 15% и 10% экспериментально измеренных значений были использованы для проверки и проверки предложенной модели соответственно. Уравнение (3) использовалось для преобразования значений экспериментальных данных в нормированные. Нормализованные значения находились в диапазоне от 0,1 до 0,9, чтобы избежать влияния масштабирования. Здесь Xi — это входное или выходное значение, а Xmax и Xmin — соответствующие максимальное и минимальное значения.Кроме того, производительность предложенной модели оценивалась на основе как коэффициента корреляции ( R 2 ), так и ошибки, с целью производительности 0,01 и скоростью обучения 0,2.

Xnorm=0,8 ×(Xi-XminXmax-Xmin)-0,1

(3)

Коэффициент корреляции ( R 2 ) также учитывался в качестве статической оценки. В частности, он использовался для оценки силы результатов. Кроме того, R 2 может дать представление о степени соответствия между выходными данными сети и собранными экспериментальными данными, как это выражено в уравнении (4). Соответственно, Yactual был экспериментальным результатом прочности бетона, а Ymodel был предсказанной прочностью бетона по модели. Кроме того, среднее значение предсказанных результатов было обозначено как Y, среднее значение модели , тогда как число экспериментальных запусков было представлено как N. значение коэффициента корреляции, при этом значения обычно колебались в пределах 0–1.

R2=∑i=1n(Yфактическое i−Y модельное среднее)2− ∑i=1n(Yфактическое i−Y фактическое i) ∑i=1n(Yактуальное i−Y модельное среднее)

(4)

3,5 . Звукопоглощение

Способность материала поглощать, отражать и рассеивать акустическую энергию была получена из измерений звукопоглощения. В соответствии с условиями ASTM E1050 для определения импеданса и поглощения акустических образцов использовался метод передаточной функции с двумя микрофонами (трубка импеданса). Этот метод предназначен для измерения коэффициента поглощения и удельного акустического импеданса звукопоглощающих материалов, вырезанных по кругу на небольших образцах, обычно в диапазоне частот от 100 до 6000 Гц ().

Прибор для измерения импеданса.

3.6. Измерение теплопередачи

В развитых странах здания являются крупными потребителями энергии, и главной задачей является энергосбережение. Энергию, потребляемую в зданиях, можно эффективно экономить за счет повышения их теплоизоляции, что жизненно важно для стран с жарким и холодным климатом и высоким спросом на энергию. Теплоизоляция необходима для снижения общего потребления энергии в зданиях и добавления необычных возобновляемых источников энергии для обеспечения устойчивости.Теплоотдачу измеряли для цилиндрического образца диаметром 150 мм и высотой 300 мм. Через 28 дней отливки высушенную поверхность образца накрыли пластиковым листом, чтобы предотвратить избыточное попадание воды. Трубка из ПВХ (диаметр 20 мм) использовалась для защиты термопары от неожиданных ударов. Все образцы помещали в емкость с водой при температуре 34 °С. Затем температуру воды медленно повышали до 100 °С, при этом проводили первое измерение. Затем включали нагреватель для записи внутренней температуры образца с помощью термопары K, регистраторов данных и компьютеров. При погружении опилкобетона в воду повышали температуру нагревателя, тем самым увеличивая объем воды. Такое повышение температуры воды регистрировалось с небольшими интервалами в первые сутки до 100 °С. Однако измерения переданного тепла проводились позже и достаточно часто, пока температура воды не опускалась до точки кипения.

3.7. Экологические и экономические преимущества

Для того, чтобы легкие бетоны были практичным продуктом, подобным традиционному, они должны иметь более низкую или сопоставимую стоимость для пользователя, значительно улучшенные функции или простоту производства или другие преимущества устойчивости.Для сравнения бетонов на основе опилок с обычными с точки зрения устойчивости были выбраны три основных показателя, таких как выбросы углекислого газа, использование энергии (прямой расход топлива) и общие производственные затраты. Эти матрицы использовались для аргументации за или против использования легких бетонов на основе опилок. Однако другими ключевыми факторами, играющими важную роль, являются техническое представление, выщелачивание, потребление воды, содержание вредных материалов, выброс других парниковых газов и объем отходов. Этих показателей можно избежать, используя опилки в активированном щелочном растворе или бетоны на основе песка и гравия. На самом деле выбранные 3 показателя используются для количественной оценки развития легких бетонов, активируемых щелочным раствором, в промышленности на ранних стадиях.

Выбросы CO 2 , потребление энергии и стоимость были получены с использованием подхода жизненного цикла. Эта оценка подразумевала потребность в сырье для производства заполнителей и связанные с этим транспортные расходы. Это позволило провести достоверное сравнение опилок, песка и гравия, при этом влияние производства не могло дать полного описания потребности в энергии и выбросов CO 2 из исходного сырья.Они не включают такие факторы, как смешивание, укладка и отверждение бетона, активированного щелочным раствором, а также выбросы в течение срока службы, предполагая, что они одинаковы для каждого продукта. Эта стратегия сопоставима с точки зрения воздействия на протяжении жизненного цикла, а не абсолютного воздействия. Являясь эффективным методом для сопоставимых продуктов, он сокращает необходимое время оценки.

После жизненного цикла каждого материала были оценены затраты, количество выбросов CO 2 и потребность в энергии.Жизненный цикл мелких и крупных опилок включает стадии сбора и транспортировки. Затраты на вывоз опилок с завода были незначительными. Расстояние для транспортировки каждого вещества было добавлено в оценку жизненного цикла. Расстояние для перевозки гравия было больше (60 км) по сравнению с песком (49 км) и опилками (5 км). Стоимость топлива транспортных средств, включая типы грузовиков, объем, скорость и стоимость 1 т/км, была одинаковой для каждого типа материала.перечисляет оборудование и материалы, необходимые для расчета жизненного цикла. Суммарный выброс CO 2 и стоимость мелкого/крупного заполнителя рассчитывались по каждому материалу, где общий расход дизельного топлива зависел от расстояния транспортировки (). Аналогичным образом, общая энергия, необходимая для каждой смеси, оценивалась в зависимости от стоимости дизельного топлива для каждого типа материала, включая дробление и транспортировку. Уравнения (5)–(7) были приняты для расчета общих выбросов CO 2 , стоимости и потребления энергии для каждого кубического метра материала.Общие суммы выбросов CO 2 , затрат и использования энергии для каждого материала перечислены в .

Таблица 3

Информация о машине и материалах для расчета жизненного цикла.

Mix Binder (кг / м 3 ) Раствор (кг / м 3 ) Штрафные и грубые агрегаты (кг / м 3 )
FA GBFS NH NS River Sand Щебень Гравий Fine Опилки Грубый Опилки
S0 315 135 104 78 845 950 0 0
S25 634 712 22 26
S50 422 475 45 47
S75 211 237 67 71
S100 0 0 90 95

2

1 скорость грузовика, км / ч

0.09

9007

1 3

1 Грубовая пиломатериала, кг / м 3

1 CO 2 выпуск для 1 л дизель, тонна

Товар Значение
80
7
2,18
Грузоподъемность, м 3 12
Стоимость перевозки 1 м 3 , РМ/км 0,35175
7
Плотность натурального грубого совокупности, кг / м 3
7
176
Energy Comply для 1 л дизель ГД 0. 0384

Таблица 4

Выброс CO 2 , расход и использование энергии каждого материала зависели от жизненного цикла.

2

0,148

мелкие опилки

Грубые опилки

0,021

Материал 9 CO 2 эмиссии, тонна / м 3 Стоимость, RM / M 3 энергопотребление, GJ / M 3
Sand 0,009 55 0,134
Гравий 0. 012 65
0,0006 34,5 0,018
0,0008 36

Итого СО 2 выбросов

∑i=1nmi [(di×Di×k1i)+(Ei×k2i)]

(5)

где mi — масса компонента i (т/м 3 ) , di — расстояние транспортировки (км), Di — расход дизельного топлива (л/км), k1i обозначает выброс CO 2 на 1 литр дизельного топлива в тоннах, Ei представляет собой общее потребление электроэнергии (кВтч), а k2i представляет собой выброс CO 2 на 1 кВтч электроэнергии в тоннах.

Общее потребление энергии:

∑i=1nmi [(di×Di×k3i)+(Ei×k4i)]

(6)

где k 3 i — потребление энергии на 1 л дизельного топлива в ГДж, Ei — общее потребление электроэнергии (кВтч) и k 4 i — потребление энергии на 1 кВтч электроэнергии в ГДж.

Общая стоимость:

∑i=1nmi [(di×Di×DPi)+Ti+(Ei×EPi)]

(7)

где DPi — стоимость дизельного топлива (РМ/л), Ti — транспортный сбор 1 м 3 (РМ/км), EPi — стоимость электроэнергии (РМ/кВтч).

4. Результаты и обсуждение

4.1. Удобоукладываемость и схватывание

иллюстрирует значения осадки приготовленного бетона в зависимости от уровня замены отходов опилок как песка, так и гравия. Результаты определения осадки показали, что увеличение содержания опилок вместо натуральных заполнителей снижает удобоукладываемость приготовленных бетонов. Величина осадки снизилась со 130 до 116, 102, 91 и 74 мм при повышении степени замещения песка и гравия опилками с 0 до 25, 50, 75 и 100 % соответственно. Как правило, удобоукладываемость бетона снижается с увеличением количества опилок в смесях. Тем не менее, влияние было более заметным при более высоком содержании опилок (100%). Как правило, на удобоукладываемость бетона влияли удельная площадь поверхности опилок и высокая потребность в воде при высоком уровне опилок в матрице. С другой стороны, использование отходов опилок в качестве мелкого/крупного заполнителя существенно улучшило текстуру бетона за счет нескольких других неравномерных и очень грубых мелкопористых частиц.Следовательно, это улучшило трение между частицами, которое препятствует течению свежего бетона. При постоянном соотношении раствора и вяжущего удобоукладываемость бетонов снижалась с увеличением количества опилок вместо речного песка и гравийного щебня. Несколько исследователей [45, 46, 47] получили аналогичные тенденции результатов для снижения удобоукладываемости бетона, содержащего легкие заполнители. Ограничения, связанные со снижением удобоукладываемости бетонных смесей из-за использования древесных опилок в качестве заменителя природного песка, могут быть преодолены применением суперпластификатора.

Показатели осадки приготовленных щелочеактивированных бетонов.

Как начальное, так и окончательное время схватывания бетонов, изготовленных с использованием различных количеств отходов опилок в качестве мелких и крупных заполнителей, представлены в . Очевидно, что как начальное, так и окончательное время схватывания уменьшались с увеличением содержания опилок в бетоне. Для начального времени схватывания показания уменьшались с 39 до 37, 34, 31 и 28 мин соответственно при увеличении содержания опилок от 0 до 25, 50, 75 и 100 %.Аналогичная тенденция была обнаружена с окончательным временем схватывания и показаниями, которые были увеличены с 61 до 56, 53, 48 и 46 мин. Однако разница во времени начального и конечного схватывания для каждой смеси уменьшалась с увеличением содержания опилок. Кроме того, разница во времени схватывания каждой смеси невелика. Сокращение времени схватывания с увеличением содержания опилок было связано с высокой водопотребностью опилок, что повлияло на процесс геополимеризации и растворение алюмосиликатов и кальция. Наблюдалась обратная зависимость между содержанием отходов опилок и временем схватывания приготовленного бетона. Высокая абсорбция опилок щелочным раствором придает смеси высокую вязкость, которая быстро затвердевает. В то же время включение опилок в бетонные смеси со сравнительно более высоким водопоглощением, чем речной песок и гравий, ускоряло твердение щелочноактивированных смесей и сокращало сроки схватывания за счет поглощения дополнительной воды опилками.Наоборот, включение опилок в щелочную систему приводило к снижению рН из-за разложения лигнина, опосредованного изменением рН в пористом растворе. Настоящие результаты аналогичны выводам Duan et al. [48], где как начальное, так и окончательное время схватывания были сокращены для бетонов, изготовленных с использованием опилок.

Влияние содержания опилок на начальное и конечное время схватывания бетона.

4.2. Затвердевшая плотность и скорость ультразвукового импульса

отображают значения затвердевшей плотности приготовленного бетона, содержащего отходы опилок в качестве замены речного песка и гравийного щебня в возрасте отверждения 28 дней. Плотность приготовленных бетонов снижалась с 2,28 до 1,98, 1,63, 1,24 и 0,89 т·м -3 при увеличении содержания опилок от 0 до 25, 50, 75 и 100 % соответственно. Наименьшую плотность имела смесь, содержащая 100 % опилок (0,89 т·м -3 ). Кроме того, низкий удельный вес и пористость опилок существенно повлияли на плотность приготовленных бетонов. Настоящий результат согласуется с результатом, полученным Memon et al.[49] для бетона, включающего большое количество опилок в качестве крупного заполнителя. Кроме того, эти результаты способствовали улучшению и разработке высокоэффективного легкого бетона, активированного щелочью, что было подтверждено результатами, представленными Sales et al. [50]. Они оценили возможное использование легких бетонов, изготовленных из крупных заполнителей, путем обработки воды шламом и опилками.

Плотность готовых бетонов с различным содержанием опилок.

показывает влияние различных количеств опилок на значения скорости ультразвукового импульса (UPV) приготовленных бетонов. Увеличение содержания опилок от 0 до 25, 50, 75 и 100 % вызывало снижение соответствующих показателей УПВ бетонов с 3,42 до 3,02, 2,79, 2,57 и 2,32 км/с в 28-суточном возрасте твердения. Это падение произошло из-за пористой природы опилок, что отрицательно повлияло на плотность и микроструктуру приготовленного бетона. Видно, что с увеличением содержания опилок и уменьшением количества речного песка/щебня УПВ приготовленных бетонов снижалось, что объяснялось увеличением опилко-опосредованной пористости.Настоящие результаты хорошо согласуются с результатами предыдущего исследования [47].

Показатели УПВ приготовленных бетонов с различным содержанием опилок в возрасте 28 дней.

4.3. Прочность на сжатие (CS)

показывает значения CS бетонов, содержащих различные количества опилок вместо заполнителей из песка и гравия. Для каждой смеси исследовали три образца и принимали среднее значение. КС приготовленного бетона измеряли в возрасте твердения 1, 3, 7, 28, 56 и 90 дней. КС постоянно увеличивался с увеличением возраста отверждения. В раннем возрасте (через 24 ч) при повышении степени замены речного песка и гравия опилками от 0 до 25, 50, 75 и 100 % ранняя прочность снижалась с 22,6 до 19,4, 18,3, 17,8. и 15,2 МПа соответственно. После 28-дневного возраста наблюдалось сопоставимое развитие, при котором КС снижался с 65,8 до 61,1, 55,7, 50,4 и 48,6 МПа при увеличении содержания опилок с 0 до 25, 50, 75 и 100% соответственно.Аналогичное поведение обнаружено в позднем возрасте 90 дней. где процент потери прочности увеличивался с увеличением содержания опилок в бетонной матрице. Было обнаружено, что бетон достиг более 96% прочности на сжатие через 28 дней от общей прочности, измеренной через 90 дней для всех смесей, и этот вывод согласуется с предыдущим выводом Ранджбара [22] и Ислама [51]. Однако было обнаружено, что потеря прочности со временем уменьшалась, а процент потери при использовании 100% опилок снизился с 32.7% в раннем возрасте (1 день) до 26,1% в возрасте 28 дней и старше. Следовательно, общее снижение КС при увеличении содержания опилок было вызвано тремя причинами. Первая причина заключалась в том, что отработанные опилки проявляли более высокую водопоглощающую способность, чем речной песок и гравийный щебень. Тем не менее, различное распределение воды, смешивающейся с матрицей бетона, может ослабить химические связи в пасте, активированной щелочью (ГБФС + ФА) и заполнителях. Вторая причина заключалась в том, что форма частиц опилок по сравнению с формой натуральных заполнителей ослабляла связь между пастой и заполнителем и, таким образом, происходило снижение CS бетона.Третья причина заключалась в том, что наличие органического вещества привело к уменьшению связей между заполнителем и пастой и увеличило пористость, тем самым влияя на CS бетона. Четвертая причина заключалась в том, что замена более сильного вещества на более слабое и отсутствие пуццоланового действия опилками также отрицательно сказывались на наборе прочности. Этот вывод согласуется с предыдущими отчетами Kanojia и Jain, S. [52], Martínez-García et al. [53] и Gonzalez-Fonteboa et al.[54].

Результаты определения прочности на сжатие приготовленного бетона при различном содержании опилок.

4.4. Прочность на изгиб и растяжение

Прочность на изгиб (FS) LWC была измерена для оценки их способности сопротивляться деформации при воздействии нагрузки. Испытания щелочеактивированных бетонов, приготовленных с разным содержанием опилок в качестве заменителя речного песка/гравийного заполнителя, проводили после выдерживания в течение 28 сут. Для каждой смеси были оценены средние значения трех образцов, как показано на рис.ФС приготовленных образцов резко меняется с изменением уровня замещения природных заполнителей опилками. Оно снижается примерно с 6,8 МПа при содержании 0 % до 6,2, 5,7, 5,1 и 4,9 МПа при увеличении содержания опилок до 25, 50, 75 и 100 % соответственно. Что касается мелких и крупных заполнителей на основе опилок в легком бетоне, активированном щелочью, то 100-процентное добавление опилок оказывает наибольшее влияние на значение FS, а образец бетона теряет более 27 % прочности на изгиб при повышении уровня опилок от от 0 до 100%. Тем не менее, FS для всех смесей достигла приемлемой прочности для применения в строительстве.

ФС приготовленных ЛОК, содержащих различное количество опилок.

представлены показатели прочности на разрыв при раскалывании (STS) ЛОК, полученных с различным содержанием опилок вместо мелкого/крупного заполнителя. Среднее значение трех цилиндров бетона, проведенное при оценке включения опилок в бетонную матрицу. Для всех смесей прочность на растяжение при раскалывании оценивали в возрасте отверждения 28 дней.Установлено, что потери в ПТР увеличиваются с увеличением содержания опилок, а значение прочности снижается с 4,2 до 3,9, 3,7, 3,4 и 3,0 МПа при увеличении содержания опилок от 0 до 25, 50, 75 МПа. и 100% соответственно. Аналогично причинам, связанным с потерей прочности (раздел 3.3), абсорбция отходов, форма частиц и содержание органических веществ в опилках привели к слабой связи между пастой и опилками как заполнителем и показали более низкую прочность на изгиб и растяжение при раскалывании. по сравнению с контрольным образцом, приготовленным с натуральными заполнителями (0% опилок) [6].

СТС ЛОК на содержание опилок.

4.5. Анализ XRD

показывает результаты XRD приготовленного бетона, содержащего различные уровни опилок, а также мелкие/крупные заполнители в качестве заменителя. Пики, соответствующие кристаллическому кварцу (SiO 2 ), гидроксиду кальция (Ca(OH) 2 ) и муллиту (3Al 2 O 3 · 2SiO 2 или 2Al 2 2 O видны фазы SiO 2 ). Эти фазы появились из FA и GBFS.Интенсивность дифракционного пика Ca(OH) 2 уменьшалась с увеличением количества опилок от 0 до 25, 50, 75 и 100 %, где образовывалось меньше портландцемента, а также появлялось большее количество кварца. быть нереактивным с 75 и 100% опилок (). Они были получены в результате химической реакции между аморфными фракциями FA/GBFS, содержащими незначительные кристаллические фазы. Пики РСА OPC, CaCO 3 и муллита проявляются при 28–50°. По мере увеличения содержания опилок интенсивность пика XRD составляла 50.1°, соответствующий фазе кристаллического кварца, увеличился. Пик муллита при 16° для 25% опилок также показал более низкую интенсивность пика, чем контрольный образец. Кроме того, интенсивность этих пиков имеет тенденцию к снижению с увеличением содержания опилок. Пики, наблюдаемые при 24° и 33,8°, были отнесены к нефелину (Na 3 KAl 4 Si 4 O 16 ), где интенсивность пика уменьшалась с увеличением уровня опилок.

Рентгенофазовый анализ приготовленного бетона с различным содержанием опилок.

Таблица 5

Таблица 5

2

Индекс

Содержание опилки на Sail% 0% 25% 50% 75% 100% кварц, SIO 2

1 52. 1 54.8 60.2 60.2 78.4 78.4

1 Портленд, CA (OH) 2 43.1 41,3 36,4 18,8 14,9 кальцит, CaCO 3 2,2 1,5 1,3 1,1 1,2 Другие 2,6 2,4 2,1 1,8 2,1

Вкратце, рентгеноструктурный анализ приготовленных LWC выявил влияние Si, Al и Ca на полученные гели C-(A)-SH и CS. Результаты XRD () ясно показали, что количество портландцемента имело тенденцию к снижению с увеличением уровня опилок, где значения упали с 43.1 до 41,3, 36,4, 18,8 и 14,9 % при увеличении содержания опилок от 0 до 25, 50, 75 и 100 % соответственно. Аналогичная тенденция была обнаружена с пиком кальцита, и все бетонные смеси, содержащие опилки, показывают меньшее количество кальцита (1,5–1,1 %) по сравнению с контрольным образцом (2,2 %). Хорошо известно, что количество ФОС в бетонной матрице играет значительную роль в производстве геля CSH, где снижение уровня ФОС и кальцита может привести к ослаблению связей в бетонной матрице, тем самым проявляя более низкие значения прочности с увеличение содержания опилок.Между тем, высокая абсорбция и водопотребность опилок напрямую повлияла на геополимеризацию и растворила силикат, а показала более низкую прочность [54].

4.6. Прогнозируемая прочность на сжатие предлагаемого бетона

Программное обеспечение ATLAB использовалось для разработки предложенной модели ИНС. В частности, в процессе итерации было обнаружено, что наилучшее число нейронов в скрытых слоях равно четырнадцати. Этот результат привел к достижению целевой производительности 0,01 по отношению к скорости обучения 0.2. Измеренные данные были разделены на три части, а именно: обучение, тестирование и проверка. Было принято во внимание обучение ИНС с 124 тестами, в то время как 14 и 23 теста использовались для этапов проверки и тестирования, рецептивно. Обучение ИНС продолжалось до тех пор, пока оно не минимизировало значение корреляции, при котором было достигнуто значение корреляции 0,991, как показано на рис. Принимая во внимание, что значение корреляции результатов тестирования составляет 0,9878 (б). Кроме того, средняя ошибка учитывалась для оценки эффективности сети на этапах обучения и тестирования.В частности, средняя ошибка (M) для обучающих данных составила 1,377, как показано на рис. Значения этих показателей хорошо предсказывали экспериментальные данные, где предсказанная CS была чрезвычайно близка к измеренной.

Предсказанная и измеренная корреляция CS предложенных LWC для ( a ) обучающих данных и ( b ) тестовых данных.

Таблица 6

Сравнение экспериментальных данных для тестовой выборки и прогнозируемых результатов модели ИНС.

26,70

67,40

7

85,60

90

37,60

4,84

56,20

1,18

1 17

76,08

9031 2

№ эксперимента Время (день) GBFS / FA Решение / Binder MOLARITY MOLARITY (M) NS / NH фактический (MPA) Прогнозируется (MPA) Ошибка Абсолютная ошибка
1 1 30 40 2 0,75 22,60 21,87 -0,73 0,73
2 3 30 40 2 0. 75 27,61 0,91 0,91
3 7 30 40 2 0,75 39,80 38,83 -0,97 0,97
4 28 30 40 2 0,75 65,80 61,87 -3,93 3,93
5 56 30 40 2 0. 75 64,90 -2,50 2,50
6 90 30 40 2 0,75 68,90 65,75 -3,15 3,15
90 40 40 2 0,75 73,60 72,82 -0,78 0,78
8 90 60 40 2 0 . 75 87,00 1,40 1,40
9 90 70 40 2 0,75 89,70 89,38 -0,32 0,32
10 20 40 2 0,75 56,40 56,55 0,15 0,15
11 90 30 30 2 0. 75 32,76 -4,84
12 90 30 35 2 0,75 56,10 55,78 -0,32 0,32
13 90 30 45 2 0,75 60,10 61,85 1,75 1,75
14 90 30 50 2 0. 75 55,02 -1,18
15 90 30 40 6 0,75 74,20 74,26 0,06 0,06
16 90 30 30 40 4 4 71. 40 71.40 66.26 — 5.14 5.14
30 40 40 2. 5 0.75 69,30 70,86 1,56 1,56
18 90 30 40 1,5 0,75 58,20 57,22 -0,98 0,98
19 90 30 40 2 2,5 85,60 86,86 1,26 1,26
20 90 30 40 2 2 76. 90 -0,82 0,82
21 90 30 40 2 1,5 71,10 72,61 1,51 1,51
22 90 30 30 40 2 2 1 70. 10 71.18 1,08 1.08
23
23 30 40 0.75 51,60 51,88 0,28 0,28
Сумма 35,62
Среднее 1,37

сравнивает экспериментальные и предсказанные результаты против молярность, GBFS соотношение FA, NS / Отношение NH, отношение раствора к связующему и время. Модель ANN могла реалистично предсказать фактическую CS активированного щелочью бетона. Этот результат доказал, что результаты модели ИНС согласуются с экспериментальными результатами.Кроме того, был сделан вывод о влиянии каждого параметра на КС бетона. Например, хорошо видна зависимость степени повышения прочности бетона, активированного щелочью, от повышения концентрации мочевины. Как экспериментальные, так и предсказанные результаты показывают высокую степень сходства. Повышение прочности бетона постепенно увеличивается с увеличением молярности. Однако за пределами значения молярности 2 наблюдается незначительное повышение прочности бетона по сравнению с эффектом затрат.В качестве таких. молярность 2 была сохранена и принята за 2 для дальнейших работ. Точно так же с увеличением отношения NS/NH прочность улучшалась, как показано на рис. b. В то же время вклад концентрации летучей золы в повышение прочности бетона был незначительным, как показано в c. Напротив, с увеличением отношения GBFS к FA CS LWC улучшалась. Оптимальное улучшение прочности было достигнуто при соотношении NS/NH 70/30. Аналогичным образом оптимальное значение отношения раствора к связующему было равно 0.4 (г).

Прогнозируемое и фактическое изменение прочности, активированной щелочью, в зависимости от ( a ) молярности, ( b ) NS/NH, ( c ) FA/GBFS, ( d ) и отношения раствора к связующему .

4.7. Водопоглощение (WA)

отображает влияние отходов опилок на водопоглощение щелочеактивированных бетонных смесей в возрасте отверждения 28 дней. WA образцов повышалась по мере увеличения содержания опилок в бетонной матрице.Увеличение содержания опилок от 0 до 25, 50, 75 и 100 % в качестве заменителя природных заполнителей может улучшить WA на 9,7, 10,1, 13,4, 15,2 и 16,9 % соответственно. На каждом уровне замены опилок на результат WA в значительной степени влияло соотношение опилок и речного песка/гравийного щебня. При содержании опилок 25 % водопоглощение увеличивалось на 4,1 %, и это соотношение увеличивалось с увеличением замены опилок и составляло более 74 % при содержании опилок 100 %. Как обсуждалось в разделе 3.3, с увеличением содержания опилок потребность в воде увеличивалась, что приводило к увеличению количества непрореагировавшего кремнезема и структурной пористости. Бетоны, содержащие большее количество опилок, показали улучшенную WA, что было связано с образованием геля в связующей матрице. Ахмед и др. [6] связывают высокую WA бетона, содержащего отвальные опилки, с его пористостью и наличием сплошных каналов. Другой причиной такой повышенной способности WA может быть, прежде всего, наличие большого количества свободной воды, которая образовывала капилляры в бетонах, изготовленных из зольного остатка, как показано Andrade et al.[55].

Водопоглощение готового бетона при различном содержании опилок.

4.8. Усадка при высыхании (DS)

иллюстрирует изменение в зависимости от времени испытаний значений DS для активированного щелочью бетона, приготовленного с использованием различного количества опилок вместо натуральных заполнителей. Показания DS были сняты через 3, 7, 14, 21, 28, 56 и 90 дней, и было обнаружено, что значение DS для всех образцов улучшилось с увеличением возраста отверждения. Включение отходов опилок в активированные щелочью бетоны действительно может повысить значения DS, особенно в раннем возрасте.Кроме того, значения DS снижались с увеличением уровня опилок, что было связано со спецификой микроструктуры опилок. Для всех приготовленных бетонных смесей наблюдалось уменьшение прироста усадки при высыхании со временем; после 7-дневного возраста отверждения было зафиксировано более чем 40-процентное увеличение показаний усадки при высыхании по сравнению с результатами через 3 дня. Однако этот процент со временем снижался, и менее 6% и 2% были зарегистрированы через 28 и 90 дней соответственно.В раннем 3-дневном возрасте добавление опилок в качестве заменителя природного заполнителя способствовало снижению усадки при сушке на 2,1, 3,7, 6,2 и 7,1 % при 25, 50, 75 и 100 % соответственно. Сопоставимая тенденция была обнаружена после возраста отверждения 28 дней, а включение опилок показало большую эффективность в снижении величины усадки на 3,5, 4,8, 7,1 и 7,6% соответственно на 25, 50, 75 и 100% по сравнению с контрольный образец. Наблюдаемое снижение DS опилок было приписано эффекту внутреннего отверждения опилок, обеспечивающего некоторую дополнительную влажность и, таким образом, улучшение реакции DS полученных смесей [56].Собственно опилочные каналы играли жизненно важную роль, удерживая воду внутри активируемой раствором щелочи матрицы, что, в свою очередь, обеспечивало компенсацию необходимой влажности бетонной матрицы, что впоследствии приводило к деформации ДС. Сопоставимые результаты были получены Juarez et al. [57] и Тонг и соавт. [58] на фиброцементных системах.

Усадка при высыхании приготовленного бетона с различным содержанием опилок.

4.9. Звукопоглощение

Коэффициенты звукопоглощения характеризуют способность материалов поглощать звуковую энергию.показано влияние содержания опилок на измеренное звукопоглощение предлагаемого бетона. Все образцы были испытаны при частоте от 0 до 5000 Гц. В целом испытанные образцы показали лучшие характеристики при частоте в диапазоне от 500 до 3000 Гц и, как правило, поглощали большее количество звуковой энергии. Акустические свойства предлагаемых бетонов были улучшены за счет включения опилок. Коэффициенты звукопоглощения имеют тенденцию к увеличению от 0.43 до 0,74 при увеличении степени замещения опилок от 0 до 100 % соответственно. иллюстрирует коэффициент шумоподавления ЛОК, приготовленных с разным количеством древесных опилок в качестве замены природного заполнителя. Результаты показали, что повышение степени замещения опилок от 0% до 100% привело к улучшению акустических свойств бетона и увеличению коэффициента шумоподавления с 0,124 до 0,237 соответственно (). Несколько факторов ответственны за улучшенные характеристики звукопоглощения.Увеличение количества отходов опилок создавало больше взаимосвязанных пустот различной длины в матрице бетона, активированного щелочью, и, таким образом, повышало коэффициенты снижения шума [59,60,61,62]. Эти пористые материалы показали улучшенное звукопоглощение в области высоких частот, что указывает на сдвиг частоты звукопоглощения в сторону более высоких значений с увеличением содержания опилок в бетоне. Наблюдаемое снижение плотности бетона привело к смещению частоты в сторону более высоких значений.Фактически, опилки, будучи высокопористым веществом, могут повышать пористость паст, активированных щелочью, при включении в бетонную матрицу. Повышение коэффициента шумоподавления при добавлении заполнителя из опилок было связано с увеличением содержания воздуха и пористости в бетоне, приготовленном с более высокими концентрациями заполнителя из опилок. В предыдущих исследованиях [62,63] было установлено, что звукопоглощение сильно влияет на пористость и плотность материалов, а коэффициент шумоподавления имеет тенденцию к увеличению с уменьшением плотности материалов.Поглощение звука пористыми материалами обусловлено потерями энергии на трение, возникающее в стенках пористых структур [64]. Следовательно, образец бетона с долей пустот в целом показал более высокие значения коэффициентов звукопоглощения во всей области частот [65].

Коэффициенты звукопоглощения бетонов, приготовленных с различным количеством опилок.

Влияние содержания опилок на коэффициент шумоподавления предлагаемых щелочеактивированных бетонов.

Таблица 7

Влияние содержания опилок на коэффициент шумоподавления (NRC).

90 343

частота (Гц) 0% 25% 50% 75% 100%
250 0,040087632 0,053833563 0,046065998 0,03238883 0,082436911
500 0,050464286 0,0724

0. 060480702 0,047957295 0,038381466
1000 0,105207679 0,241543934 0,159514703 0,3205 0,156701336
2000 0,301440476 0,176171063 0,308779167 0,20956316 0,673137931
NRC 0,124300018 0,136010021 0,143710142 0,152703808 0. 237664411

4.10. Теплопроводность

Как правило, LWC, активированные щелочью, используются для перегородок зданий. Таким образом, важно оценить их тепловые характеристики при применении в наружных стенах. Два метода были использованы для оценки тепловых свойств предлагаемых бетонов. Во-первых, влияние включения опилок на теплопроводность бетона было измерено путем расчета времени теплопередачи в возрасте 28 дней твердения ().Результаты испытаний теплопроводности контрольного и опилкобетона показали снижение с увеличением содержания опилок в качестве частичной замены мелкого/крупного заполнителя. Образец, приготовленный с наибольшим содержанием опилок (100 %), показал максимальное время теплопередачи (188 мин) по сравнению с контрольным образцом (0 % опилок), которое составило всего 36 мин, в то время как остальные три смеси, содержащие 25, 50 и 75% опилок продемонстрировали увеличение времени теплопередачи на 61, 108 и 149 минут соответственно.Во-вторых, полученные значения коэффициента теплопроводности использовались для оценки тепловых характеристик предлагаемого легкого бетона. Представленные результаты показывают, что увеличение содержания опилок в качестве замены природного заполнителя привело к улучшению тепловых свойств предлагаемого бетона. Для всех испытанных образцов значение коэффициента теплопроводности имеет тенденцию к снижению с увеличением содержания опилок. Было обнаружено, что значение коэффициента теплопроводности k снизилось с 0.39 до 0,24, 0,19, 0,13 и 0,09 Вт/м.К с повышением степени замещения от 0 до 25, 50, 75 и 100% соответственно. В исследовании Liu et al. [65] сообщалось, что улучшение термических свойств имело тенденцию к увеличению с увеличением пористости образцов и уменьшением плотности. Это свидетельствовало о том, что включение опилок привело к снижению плотности предлагаемого бетона, а также к увеличению общей пористости, что привело к снижению теплопроводности.Из-за своего легкого веса и пористости опилки с низкой плотностью могут снижать теплопроводность рецептурных бетонов. Было признано [66], что это снижение теплопроводности может быть связано с процессом конвекции, в котором существенную роль играют плотность, распределение и геометрия пор в бетонной матрице. показана корреляция теплопроводности и плотности всех приготовленных бетонов с полученным коэффициентом корреляции 0,9048. Известно, что бетоны с легким заполнителем обнаруживают тенденцию к снижению плотности, что приводит к большей пористости и, следовательно, к снижению теплопроводности [67,68].

Теплопроводность приготовленного бетона при различном содержании опилок.

Коэффициенты теплопроводности готовых бетонов при различном содержании опилок.

Зависимость между временем теплопередачи и плотностью приготовленного бетона.

4.11. Экологические и экономические выгоды

Общий выброс CO 2 , стоимость и использование энергии природных заполнителей, включая речной песок, дробленый гравий, мелкие и крупные опилки, были рассчитаны для определения жизненного цикла каждого материала (в разделе 3 .7). Результаты показали, что речной песок и дробленый гравий требуют большего количества дизельного топлива во время синтеза, чем опилки, что приводит к увеличению выбросов CO 2 , стоимости и энергопотребления. Природные заполнители потребляли большее количество энергии в диапазоне 0,134–0,148 ГДж/м 3 по сравнению с мелкими (0,018 ГДж/м 3 ) и крупными (0,021 ГДж/м 3 ) опилками. Это показало прямую пропорциональность расходу энергии, выбросу СО 2 и увеличению расхода природных агрегатов.Он выявил более высокое выделение углекислого газа (0,012 т/м 3 ), чем опилки (0,0008 т/т). Как и в выпуске CO 2 , затраты на речной песок и гравийный щебень были самыми высокими из опилок. Это произошло в основном из-за этапов сбора и подготовки, таких как дробление и просеивание, а также из-за более длительного расстояния транспортировки. Это, в свою очередь, повысило стоимость речного песка и гравийного щебня до 55 и 65 ринггитов/м 3 по сравнению с соответствующей стоимостью мелких и крупных опилок 34.5 и 36 РМ/м 3 . Было показано, что замена натуральных заполнителей легкими мелкими и крупными опилками в активируемой щелочью матрице необходима для достижения условий устойчивости, таких как более низкие выбросы CO 2 , затраты и использование энергии.

отображает выбросы углекислого газа из готовых бетонов в зависимости от содержания опилок. Изучено влияние замены речного песка и щебня на опилки на выход СО 2 легких щелочных бетонов, активированных раствором.Выброс СО 2 снижался с 10,9 до 8,3, 5,8, 3,3 и 0,8 кг/м 3 при увеличении содержания опилок от 0 до 25, 50, 75 и 100 % соответственно. Активированная щелочным раствором бетонная матрица, содержащая 100% опилок (1 кг/м 3 ), может снизить выброс CO 2 на 90% по сравнению с 10,9 кг/м 3 для натуральных заполнителей. Это снижение выделения CO 2 из активированных щелочным раствором бетонов, содержащих опилки в качестве альтернативы природным заполнителям, подтвердило возможность простого устойчивого развития в строительном секторе.

Влияние содержания опилок на выброс углекислого газа из готового бетонного заполнителя.

показывает влияние опилок, заменяющих речной песок и гравийный щебень, на совокупный расчет себестоимости готового бетона. Использование опилок на высоком уровне (100%) вместо песка и гравия также позволило сэкономить деньги. Цена материала по массе зависела от жизненного цикла (), что оказывало прямое влияние на конечную цену бетонных смесей из заполнителей. Кроме того, стоимость агрегатов была снижена с 62.3 до 55,8, 49,4, 42,9 и 36,6 РМ/м 3 с увеличением содержания опилок взамен природных заполнителей от 0 до 25, 50, 75 и 100% соответственно. Было показано, что при использовании опилок в качестве альтернативы речному песку и гравийному щебню можно получить устойчивый бетон.

Влияние содержания опилок на стоимость готового бетонного заполнителя.

отображает энергопотребление приготовленного бетона в зависимости от содержания опилок. В зависимости от жизненного цикла и использования энергии каждого вещества был оценен общий расход энергии каждого бетона, активированного раствором щелочи.Энергоемкость произведенных бетонов была снижена за счет добавления опилок вместо речного песка/гравийной крошки. По сравнению с потреблением энергии для бетона 3 плотностью 0,15 ГДж/м с содержанием опилок 0% значения были снижены до 0,11, 0,08, 0,05 и 0,022 ГДж/м 3 для смесей с содержанием опилок 25. , 50, 75 и 100% соответственно. Однако все смеси, активированные щелочным раствором, с максимальным количеством опилок (100 %) требовали гораздо меньше энергии, чем смеси, приготовленные с использованием природных заполнителей (0,000 %).15 ГДж/м 3 ). Низкое использование дизельного топлива в течение жизненного цикла опилок может напрямую влиять на конечное энергопотребление предлагаемых бетонов. Низкая цена, выброс CO 2 и использование энергии образующимися отходами опилок были основными факторами, которые позволили достичь желаемой устойчивости заполнителей, активированных щелочным раствором.

Энергоемкость бетонов, приготовленных при различном содержании опилок.

Как делать глиняные кирпичи и зачем вам это

Мечеть Дженне в Мали — одно из самых больших зданий, полностью построенных из глины.Фото любезно предоставлено бароном Резником/Место у прохода, пожалуйста,

Грязь является одним из самых популярных строительных материалов во многих странах, где работает Heifer. Это имеет смысл. Грязи много и она буквально дешева, как и солнечный свет, используемый для сушки глиняных кирпичей, пока они не станут достаточно твердыми для строительства. Затраты только на труд и время. Это относительно простой процесс, который использовался во многих вариациях примерно с 7000 г. до н.э.

Но не будем относить глинобитные стены к деревенским однокомнатным домам с соломенными крышами.Фактически, конструкции из сырцового кирпича варьируются от примитивных до достойных Pinterest. Среди крупнейших зданий, полностью построенных из глины, — Великая мечеть Дженне в центре Мали, включенная в список Всемирного наследия ЮНЕСКО. Стены сделаны из обожженных на солнце глиняных кирпичей, скрепленных раствором из песка и глины, а затем оштукатуренных еще большим количеством глины.

Хиппи и поселенцы строят глинобитные дома своими руками из смеси почвы, глины и соломы, которые перемешивают вместе, часто босыми ногами, а затем соединяют в комки и сглаживают стены.Несмотря на название, в процессе строительства не участвуют кукурузные початки. Также известный как глыба или клом, название происходит от древнеанглийского термина, который относится к тому, как комки грязи наслаиваются друг на друга, образуя толстые стены. Глыбовые постройки обладают реальной выносливостью. Глиняные дома, которым более 500 лет, до сих пор стоят и в них живут в Соединенном Королевстве. И новые появляются благодаря книгам, семинарам и интерактивным практическим курсам от экспертов This Cob House и Cob Cottage Company.

Если вы ищете дополнительные доказательства того, что грязь не обязательно означает бедность, посмотрите на штат Вашингтон. Знаете ли вы, что дом Билла Гейтса площадью 66 000 квадратных футов в Медине частично защищен от земли, а это означает, что многие жилые помещения зарыты в землю и обнесены земляными стенами, чтобы использовать преимущества естественного регулирования температуры? Счета за коммунальные услуги, как правило, ниже в защищенных от земли сооружениях, а уникальная конструкция обеспечивает дополнительную конфиденциальность.

Самые шикарные глинобитные дома можно найти в Австралии.Сторонники говорят, что земляные дома более прохладны в летние месяцы и защищены от термитов. Они также недороги, если вы делаете кирпичи самостоятельно. Правительство Австралии находится на борту и предлагает множество практических советов на веб-сайте, посвященном устойчивому развитию.

Современный дом из сырцового кирпича недавно был выставлен на продажу в Элтеме, Австралия.

Хотите попробовать? Вот рецепт глиняных кирпичей. Но помните, изготовление кирпича — это больше искусство, чем наука, и вам, скорее всего, потребуется несколько попыток, чтобы усовершенствовать свой фирменный рецепт.

Ингредиенты

Грязь (самые прочные кирпичи получаются из грязи с содержанием глины от 25 до 50 процентов)
Песок
Солома, трава или сосновые иголки
Вода
Солнечный свет
Форма для придания формы кирпичам

Смешайте почву и воду в густую грязь. Добавьте немного песка, затем смешайте солому, траву или сосновые иголки. Разлейте смесь по формочкам. Выпекайте кирпичи на солнце в течение пяти дней или около того. Если появились трещины, накройте кирпичи, чтобы они не находились под прямыми солнечными лучами. Выньте кирпичи из форм и дайте им высохнуть еще несколько дней.

Достаточно ли прочны ваши кирпичи? Проверьте их, сбросив один примерно с высоты бедра. Если он сломается, вероятно, в нем слишком много песка. Трещины, образовавшиеся после высыхания, могут означать, что в использованной вами грязи слишком много глины.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

*

*

*