Опилкобетон: Преимущества и недостатки опилкобетона

Автор

Содержание

Опилкобетон своими руками — свойства, характеристики и применение

Опилкобетон является лёгким бетоном, в составе которого обязательно наличие цемента, опилок, минерализаторов и песка. Этот материал отличается экологичностью, малый весом, а также повышенным уровнем устойчивости к огню, низкой теплопроводностью и высокой проницаемостью для пара. Его применяют для строительства монолитных зданий или для создания строительных блоков. Также из него можно возводить несущие конструкции. В регионах, где имеются деревообрабатывающие предприятия, заполнителем выступают древесные опилки. Такой композитный материал по своим санитарно-гигиеническим характеристикам можно назвать самым комфортным из всех легких бетонов для возведения жилых зданий.

Состав опилкобетона

Наиболее оптимальным вариантом для формирования блоков опилкобетона можно назвать использование свежих опилок из древесины хвойных сортов. В том случае, если вы намерены создавать блоки из старых опилок, то их обязательно нужно защитить от гниения специализированными препаратами.

В качестве консерванта можно использовать известковое молоко или 10% раствор хлорида кальция. Опилки могут быть использованы для формования блоков только после просушивания.

Коэффициент плотности опилкобетона находится в непосредственной зависимости от соотношения опилок, вяжущего материала и песка. При увеличении процентного количества органических ингредиентов, повышаются теплотехнические показатели, но падает уровень прочности. В то время, как повышение количества вяжущего компонента и песка приводит к повышению прочностных качеств, водонепроницаемости, морозостойкости и снижению коррозии арматурных элементов.

Готовим опилкобетон своими руками

Марка

опилкобетона

Цемента М400

на 1м3 (кг)

Известь гашеная

на 1м3

Песок Опилки Удельная

плотность (кг/м3)

Коэф. теплопро

водности

М10 (одноэтажный

дом)

90 165 530 210 950 0.21
М15 (двухэтажный

дом)

135 105 610 200 1050 0.24
М25 (технологические

постройки)

300 100 670 190 1250 0.37

Где применяется опилкобетон?

Исходя из количественного соотношения ингредиентов, данный композитный материал бывает таких марок:

  • 15 и М 20 является прекрасным материалом для создания внутренних и наружных стен домов, коттеджей, дач, хозяйственных построек – сараев, гаражей, бань. Кроме этого они применяются для реконструкции зданий
  • М 5 и М 10, вследствие высоких теплоизоляционных свойств, подходят для утепления уже построенных стен, подвалов.

Из опилкобетона создают даже заборы и столбы.

В том случае, если вы используете опилкобетон для реконструкции здания, то нет необходимости усиливать фундамент.

Главной отличительной особенностью опилкобетона можно назвать его небольшую массу. Строение, имеющее площадь 250 м2 будет весить лишь 50 тонн, что дает возможность обойтись без создания сложного фундамента. Опилкобетон может применять в любом строительном проекте, который рассчитан на другие материалы. С применением опилкобетона, вы существенно снизите расходы на возведение объекта.

Плюсы и минусы опилкобетона

Среди положительных качеств стоит выделить:

  • он отлично поддается механической обработке. Опилкобетонный блок можно пилить, сверлить, крепить гвоздями, вследствие чего повышается качество монтажных работ и экономится стеновой материал. В случае необходимости подгонки блока, от него куски не откалывают, а рубят. Если нужно получить точные размеры опилкобетонный блок режут ножовкой.
    По удобству этот материал можно сравнить с газосиликатными и пеноблоками
  • цемент, который лежит в основе опилкобетона, представляет собой отличную основу для всех покрытий защитного и декоративного назначения. Клей, применяемый в ходе облицовки блоков, гарантирует прочное сцепление отделки с основой
  • водопоглощение опилкобетона находится на уровне обычных строительных материалов. Посредством облицовки опилкобетонных поверхностей защитно-декоративными покрытиями или применения гидрофобизирующих средств дает возможность уменьшить водопоглощающую способность до 2-4 %
  • опилкобетон, который создан с соблюдением специальной технологии, не имеет горючих свойств. Высокий уровень огнестойкости материала гарантируется тем, органические ингредиенты полностью покрыты цементно-песчаной стенкой. Блок, имеющий до 50% опилок, отличается огнестойкостью на протяжении 2,5 часов при температуре до 12000С. Стоит отметить, что по уровню огнестойкости опилкобетон превосходит пенополистиролбетон, по этой причине он подходит для реализации всего объема строительных работ
  • теплотехнические показатели опилкобетоны вплотную приближают его к очень популярным поризованным бетонам
  • отличные звукоизоляционные показатели
  • легкость монтажа
  • длительный период эксплуатации
  • доступная цена.

К сожалению, идеальных материалов не существует и у опилкобетона есть свои минусы. К главным минусам относят:

  • медленный набор прочности в процессе изготовления элементов, толщина которых превышает 200 мм. Свои марочные прочностные характеристики опилкобетон приобретает лишь через 90 дней после изготовления
  • необходимость качественной влагозащиты, как внутри, так и снаружи, а также монтажа пароизоляции – пергамина между блоками и облицовкой
  • опилкобетон на протяжении длительного времени находится в легкодеформируемом состоянии, то есть блоки пружинят во время монтажа.

Опилкобетон своими руками

Все составляющие опилкобетона, хороши тем, что их нет необходимости заготавливать заранее. Все, их чего состоит данный материал можно приобрести в магазинах, занимающихся торговлей стройматериалами, а также на рынках или складах. По этой причине заготовкой можно начать заниматься практически за день до начала производства.

Поскольку приготовление опилкобетона своими руками представляет собой довольно трудоемкий процесс, стоит для смешивания компонентов приобрести бетономешалку или растворосмеситель. Первым делом высушенные опилки нужно просеять через сито, с ячейками 10*10 мм. После этого опилки смешивают с песком и цементом. Далее в приготовленную смесь добавляется глиняное или известняковое тесто и все хорошо вымешивается. Полученную смесь нужно развести водой, порционно добавляя ее. После каждого долива воды смесь нужно перемешать.

О правильном приготовлении смеси говорит пластичный комок при сжатии в кулаке. На этом комке должны быть видны следы от пальцев и не должно быть выступающих капель воды. Это главные признаки готовности смеси. Далее из смеси можно формировать блоки. Помните, что нельзя медлить! Через 1,5-2 часа смесь станет твердой. При укладке смеси в форму нужно удостовериться, что весь воздух вышел во время утрамбовывания.

Для того, чтобы сделать определенную марку, нужно соблюсти пропорции:

  • М5. На 200 кг опилок нужно взять 50 кг цемента, 50 кг песка, 200 кг извести или глины. Получаемая плотность составит 500 кг/м3
  • М10. На 200 кг опилок нужно взять 100 кг цемента, 200 кг песка, 150 кг извести или глины. Плотность конечного продукта будет составлять 650 кг/м3
  • М15. На 200 кг опилок нужно взять 150 кг цемента, 350 кг песка, 100 кг извести или глины. Плотность конечного продукта будет составлять 800 кг/м3
  • М20. На 200 кг опилок нужно взять 200 кг цемента, 500 кг песка, 50 кг извести или глины. Плотность конечного продукта будет составлять 950 кг/м3.

Чтобы из сделанных блоков было удобно строить здание, нужно заранее высчитать длину блока. Длина или ширина простенка должна быть кратна блочным размерам. Чаще всего блоки делают толщиной в два красных кирпича, учитывая и уложенный между ними раствор. Это примерно 140 мм. Принимая во внимание тот факт, что при кладке зачастую применяется и красный обожженный кирпич, то данный подход является очень практичным.

Большие опилкобетонные блоки высыхают продолжительное время. Чтобы его уменьшить, в блоке нужно сделать 2-3 отверстия, это не только уменьшит время высыхания, но и повысит теплозащитные свойства этого стройматериала.

Монолитный опилкобетон – это возможный вариант, но не оптимальный. Лучше возводить строение из заранее подготовленных блоков. Их нужно просушить примерно три месяца. Поле этого блоки приобретут марочную прочность. Форму с опилкобетонного блока нельзя снимать сразу, а только через 3-5 дней. Чтобы ускорить процесс изготовления нужно иметь 10-20 форм.

Формы бывают:

  • для габаритных блоков. В таких формах получаются крупные блоки. Форма должна быть разборная одинарная или двойная. Такие формы делают в виде сбитых из досок ящиков. Доски нужно брать толщиной примерно 20 мм. Части разъемной конструкции можно скрепить с помощью металлических стержней Г-образной формы, имеющих резьбу М8, на которую накручивается барашковая гайка
  • для небольших блоков. Чтобы создать такие блоки нужно сделать сотовую форму. Чаще всего такая форма рассчитана на изготовление 9 блоков из опилкобетона одновременно. Однако количество блоком можно изменить, по вашему желанию. 

Чтобы доски, из которых созданная форма для отливки, не поглощали влагу их необходимо выстелить внутри кровельной сталью, пластиком или полиэтиленовой пленкой. Из таких форм вынуть блок очень легко, он не пристает к деревянным стенкам.

Во время высыхания наблюдается усушка блоков. Поэтому формы должны быть чуть больших размеров, чем конечный продукт. Сделайте формы примерно на 10% больше нужного рвам размера блока.

Строительство из опилкобетона

Дом из опилкобетона можно построить из соответствующих блоков или создав опалубку, отлить стены дома, при этом сэкономив и время и средства. Вариант с созданием блоков – довольно длительный, потому что блокам нужно время для набирания прочности. Если вы хотите построить дом более быстро, тогда вас придется соорудить надежную опалубку и заполнить ее приготовленным раствором. Еще один момент — опалубку нужно переставлять не один раз, и с увеличением высоты заполнять ее опилкобетоном будет гораздо труднее. Именно поэтому наиболее привлекательным вариантом является строительство из опилочных блоков.

Как мы уже говорили, возведение дома из опилкобетона связано с большим количеством нюансов, соблюдение которых является крайне важным. Ведь именно всякие, на первый взгляд, незначительные нюансы, оказывают влияние на эксплуатационные характеристики готового строения, а также на долговечность постройки.

Несколько советов:

  • фундамент нельзя создавать из опилкобетона, тут понадобится кирпич или настоящий бетон. Фундамент должен быть выше уровня грунта минимум на полметра. Его необходимо качественно гидроизолировать со всех сторон – с боку и сверху. Подобная капитальная гидроизоляция гарантирует полное предотвращение попадания влаги из грунта через бетон в стены здания
  • армирование углов здания. Идеальным вариантом для двухэтажного здания можно назвать создание бетонных опор по углам здания с заложенной в них арматурой. Для невысокой монолитной постройки углы можно армировать связанным из арматуры угловым горизонтальным каркасом по всей высоте стены
  • также стоит обратить большое внимание на процедуру армирования оконных и дверных проемов. Стандартным решением является установка армирующего пояса вокруг проема
  • свес крыши для предотвращения попадания талой и дождевой воды на стены должен иметь ширину не менее 600мм.

Краска для опилкобетона. Какой краской покрасить опилкобетон?

При строительстве дома для возведения стен в последнее время стали широко использовать опилкобетон, который состоит из цемента, деревянных опилок, песка и воды. Очень хорошо держит тепло, экологически безопасен и имеет невысокую цену.

После возведения стен дома из опилкобетона возникает вопрос: отштукатурить стены, положить кирпичную кладку снаружи или отделать сайдингом, заделать гипсокартонном внутри помещения. Или есть ещё более дешёвые способы отделки?

Для значительной экономии денежных средств мы рекомендуем покрасить опилкобетон специальной краской, которая будет защищать материал от влаги и мороза.

Конечно, если Вы хотите получить абсолютно гладкие стены внутри или снаружи помещения, тогда нужно будет перед покраской выровнять поверхности блоков путем шпаклевания или отделкой гипсокартона.

стена из опилкобетона покрашена резиновой краской супер декор

Существует множество видов лакокрасочных покрытий, которые используются для нанесения на штукатурку, гипсокартон, сайдинг, кирпич и т.д.

Но для прямого нанесения на опилкобетон мы рекомендуем специализированную краску — это резиновая краска Super Decor, которая на протяжении двадцати лет получила положительные отзывы от частных лиц до крупных строительных компаний.

В своём составе имеет уникальный финский полимерный латекс, который надёжно заполняет мелкие трещины и неровности создавая латексную пленку, которая способна сдерживать трещины при значительных колебании температуры окружающей среды от -70 до +130 градусов.

Покрашенную поверхность резиновой краской можно мыть любыми химическими средствами.

Обладает высокой паропроницаемостью, т.е. способностью краски «дышать«, пропускать воздух через мембранный состав краски.

Не содержит опасных растворителей, поэтому не возгорается и не имеет запаха, имеет все необходимые сертификаты для применения в внутри, так и снаружи помещения. Экологически безопасная для здоровья человека.

Не выгорает в течение многих лет под постоянным воздействием прямых солнечных лучей.

Выбор цвета:

Подбор нужного оттенка нужно осуществлять только по пробным выкрасам на небольших участках, потому что реальный цвет значительно отличается от оттенков на компьютере, который искажает цветопередачу.

Можно самостоятельно добавить нужное количество колера в белую краску и получить желаемый оттенок, но для этого нужен профессиональный опыт, иначе можно всё испортить.

Мы рекомендуем использовать мировые палитры: NCS, Ral, Dulux и другие. В этих классических линейках можно найти более 10000 цветов.

Алгоритм нанесения:
  1. Удаляем грязь при помощи мыльного раствора и ветоши или используем аппарат высокого давления, который ускоряет и облегчает процесс.

  2. Шелушащейся слой краски нужно удалить используя наждачную бумагу или шлифовочную машину. Также существуют смывки для снятия краски.

  3. Если предыдущий слой держится хорошо и не трескается, то снимать его не нужно.

  4. Используем грунт глубокого проникновения для улучшения адгезию » прилипания» краски к опилкобетона и снижение расхода материала. На один квадратный метр потребуется 100 грамм грунтовки в один слой. Грунт высохнет через час и сразу можно красить.

  5. Для достижения абсолютно гладкой поверхности нужно отшпаклевать стены, трещины и дефекты. Также можно просто покрасить, но тогда поверхность не будет ровной.

  6. Начальный слой краски наносим при помощи велюрового валика и кисти. Советуем использовать краскопульт, который ускоряет и облегчает процесс покраски стен.

  7. Окрашивать начинаем сверху и далее спускаемся вниз, избегая подтёков. Первый слой высыхает через два часа.

  8. По технологии второй слой наносим на следующий день, чтобы покрытие максимально прилипла к стене. На один метр квадратный нужно 150 грамм лакокрасочного материала.

  9. Промываем водой валики, кисти и краскопульт сразу после проведенных работы, с целью дальнейшего применения этих инструментов.

Вывод:
  • Покупайте резиновую краску у проверенных производителей, которые дают гарантию на их продукция проверена временем и отзывами клиентов.

  • Правильная подготовка материала к окрашиванию очень важный шаг к длительной эксплуатации.

  • На каждой банке есть информация по применению, поэтому сначала прочитайте её внимательно, чтобы не допустить ошибок.

  • Погодные условия для окрашивания должны быть не менее +5 градусов и относительная влажность воздуха не более 85 %.

опилкобетон покрашен резиновой краской супер декор

Опилкобетон своими руками

Опилкобетон представляет собой одну из разновидностей бетонов, отличающуюся крайней дешевизной, при вполне приемлемых качественных характеристиках. Основная сфера его применения – изготовление блоков. Полученные блоки могут использоваться для возведения ограждающих несущих конструкций, а так же для утепления стен, фундаментов и иных элементов.

Рассмотрим основные свойства опилкобетона с точки зрения различных факторов:

  • Экология. Материал является полностью экологически чистым, и не вступает в противоречие с существующими нормами СанПиН.
  • Водопоглощение и морозостойкость. Исходя из того, что плотность опилкобетона и влажность его сырья может колебаться в весьма значительных пределах, то же самое можно сказать и про эти показатели. Если делать относительно плотный раствор, и принимать меры по защите компонентов от влаги, то водопоглощение опилкобетона может быть снижено до 2-4 %, что позволит поднять показатель морозостойкости до 100 циклов, а это хороший показатель.
  • Огнестойкость. Несмотря на то что материал на 50 % состоит из опилок, он обладает достаточно высоким показателем огнестойкости.
  • Прочность. Здесь все зависит от конкурентного состава материала, а так же от марки цемента, используемого в процессе его приготовления. Для получения максимальной прочности, рекомендуется использовать цемент М 500.
    Отметим, что в опилкобетоне может вовсе не использоваться цемент, который заменяется известью.

Чтобы приготовить опилкобетон своими руками, необходимо, для начала рассмотреть его состав.

Основой материала являются древесные опилки. Кроме того, он содержит песок, цемент или известь и воду. Опилкобетон делится на марки, исходя из используемых компонентов и их пропорций. Рассмотрим их по соотношению цемент — известь — песок — опилки.

  • М10: 1 — 2 — 1 — 8
  • М15: 1 — 1,2 — 1,2 — 4
  • М15 (вариант без извести): 1 — 0 — 2,3 — 6
  • М25: 1 — 1 — 1,2 — 4
  • М25 (вариант без извести): 1 — 0 — 1,7 — 3,8

Плотность материала находится в прямой зависимости от доли песка, и в обратной от доли опилок. Чем плотнее опилкобетон, тем выше его прочность и ниже теплозащитные свойства.

Если из блоков опилкобетона планируется возведение зданий, то материал необходимо армировать.

Теперь, готовим опилкобетон своими руками:

1. Подготовленные опилки необходимо просеять (рекомендуемая ячейка сита 10-20 мм), чтобы устранить примеси коры. В качестве сита можно использовать обычную сетку-рабицу с соответствующей ячейкой.

2. Если опилки долго хранились или вы предполагаете использовать блоки в условиях высокой влажности, опилки необходимо обработать минерализатором. Это снизит водопоглощение материала, улучшив его свойства. Выполняется данная процедура путем вымачивания опилок в известковом молоке с последующей просушкой и вымачиванием уже в составе из воды и жидкого стекла.

3. Песок, цемент, известь и опилки заготавливаются исходя из указанных пропорций для выбранного вами типа бетона.

4. Сначала, смешивается песок, цемент и известь.

5. К полученной сухой смеси добавляются опилки.

6. Только после этого, состав постепенно заливается водой с постоянным перемешиванием. Оптимальным вариантом добавления воды является разбрызгиватель.

7. Оптимальное количество воды можно определить следующим образом: смесь сжимается в руке, и оценивается результат этого действия. Если смесь после сжатия сохранила форму, а ладонь осталась слегка влажной, то пора прекращать увлажнение.

8. Набор полной прочности опилкобетоном занимает примерно 90 суток.

Использование опилкобетона в дачном строительстве

Возле любого деревообрабатывающего предприятия можно найти горы опилок и стружек. Несмотря на дешевизну, эти древесные отходы — ценный строительный материал. Его можно использовать в дачном и индивидуальном строительстве как наполнитель для бетона.

Дома, построенные из опилкобетона, обладают отличными потребительскими качествами, их микроклимат близок к домам с деревянными срубами. Стены в них отлично держат тепло, в 15-20 раз лучше кирпичных. Кроме того, в отличие от обычного бетона, бетон из опилок, содержащий до 90% древесины, можно резать ножовкой и забивать в него гвозди.

Подготовка опилок

Частички древесины в опилкобетоне находятся в капсулах из вяжущего раствора, что защищает их от вредного воздействия окружающей среды и определяет долговечность конструкций в целом. Лучший результат дает использование свежих опилок хвойных пород.

Если опилки старые, то их надо предварительно обработать, чтобы дополнительно защитить от гниения. В качестве консерванта используют 10%-й раствор хлорида кальция или известковое молочко. После высыхания опилки обрабатывают повторно раствором жидкого стекла или битумной эмульсией. Еще один способ подготовки опилок — «запаривание» негашеной известью. Смесь опилок и извести слегка смачивают водой и оставляют на 3-4 дня под полиэтиленовой пленкой.

Внешние стены жилых домов, возведенных из опилкобетона, дополнительно защищают от атмосферных осадков с помощью кирпичной кладки или другой облицовки. Внутренние стены штукатурят. Вместе с тем, в интернете можно найти множество примеров, когда различные постройки из опилкобетона стоят десятилетиями без всякой дополнительной защиты.

Для опилкобетона не годится мелкая древесная пыль. Поэтому перед началом обработки опилки просеивают последовательно через сетки с ячейками 20, 10 и 5 мм. Отсеиваются самые крупные и наиболее мелкие фракции. Рабочий наполнитель — остаток на сетке 5 мм, в него добавляют до 30% стружек и фракций размером 10 мм. Перед закладкой необработанных древесных составляющих их тщательно просушивают.

Приготовление опилкобетона

Рецептов опилкобетона множество. В зависимости от назначения можно готовить смеси плотностью от 500 до 1250 кг/м3. В качестве вяжущего вещества применяют цемент, известь, гипс, глину, получая бетоны марки от М5 до М25. Общее требование: весовое соотношение вяжущих веществ и наполнителей должно быть не менее чем 1:1. Иными словами, на 100 кг опилок в смеси должно суммарно приходиться не менее 100 кг вяжущей составляющей. В таблице в качестве примера приведены несколько вариантов.

Марка бетонаЦемент М300 (кг)Гашеная известь (кг)Песок (кг)Опилки (кг)Плотность бетона (кг/м3)
М10105150530210950-1050
М152106302101050-1150
М253006701901150-1250

Главная технологическая операция, обеспечивающая долговечность и прочность бетона — тщательное перемешивание сухих компонентов. Даже если требуется относительно небольшое количество бетона, вручную достичь необходимого результата трудно, значительно проще и надежнее использовать бетономешалку.

Сначала перемешивают вяжущие составляющие и песок до образования однородной смеси. Затем засыпают опилки, после чего постепенно, малыми порциями вводят воду.

Для приготовления опилкобетона требуется 250-350 литров воды на 1м3 раствора. Достаточное количество влаги определяют опытным путем — сжатием раствора в кулаке. При оптимальном соотношении смесь удерживает форму, и из нее не выжимается вода.

Использование опилкобетона

Легкие бетоны М5 используют для теплоизоляции. Бетоны M10, М15 годятся для возведения стен одноэтажных строений, М25 — двухэтажных и неотапливаемых помещений.

Опилкобетон можно заливать непосредственно в опалубку. Но ввиду того, что он сравнительно долго затвердевает и пружинит при трамбовании, предпочтительно выкладывать стены из заранее приготовленных блоков.

Для изготовления блоков потребуются деревянные или стальные формы. Размеры форм могут быть любыми, но на практике редко превышают 20×20×40 см. Блоки больших размеров плохо сохнут, тяжелы и неудобны в работе. Для уменьшения веса их делают пустотелыми, устанавливая в форму на время заливки и трамбовки различные пустотозаполнители из стали или дерева.

Качество блоков и их долговечность зависит от степени уплотнения смеси в форме. На практике применяют ручную и вибротрамбовку. В первом случае смесь уплотняется штыкованием при помощи куска арматуры. Операция трудоемкая, поэтому ее проводят в несколько этапов, заливая блок слоями.
Для вибротрамбовки используют вибростолы, вибрирующие поверхности, на которых размещают форму с раствором. Можно ограничиться и обычным перфоратором. Бур в режиме удара упирают в стальную плоскость (рамку из уголка, широкую полоску), размещенную на поверхности уплотняемого раствора.

Особенность блоков из опилкобетона заключается в том, что из формы их достают уже после схватывания, а не сразу после вибротрамбовки. Поэтому, чтобы ускорить строительные работы в целом, потребуется заранее изготовить несколько заливочных форм.

Успехов!

Опилкобетон своими руками для изготовления стеновых блоков — каталог статей на сайте

Теплые стеновые блоки из опилкобетона изготовить самостоятельно вполне реально.

 

 

 

 

Безусловно, повозиться придется, зато в результате получим экономию немалую на материале для постройки дома, либо другого строения. К тому же, стеновые блоки из опилкобетона относятся к категории теплых, поэтому, если нужен не конструкционный материал, а утеплитель, опилкобетон и в этом плане выгоден – теплоизолятор он мощный.

 

 

Формы для опилкобетонных блоков

Формы для блоков нужны разборные. Можно использовать для их изготовления тонкие строганные доски, а изнутри прикрепить пластик или кровельную сталь, чтобы изделия легко вынимались. А можно просто прикрепить толстую полиэтиленовую пленку. Хотя сегодня не обязательно мастерить формы для блоков своими руками: в продаже есть специальные пресс формы из прочного пластика для изготовления блоков распространенных  размеров. Что хорошо в таких покупных формах – выверенная геометрия, а также наличие пуансонов – верхних элементов наподобие крышек, с помощью которых смесь в формах трамбуется.

 

 

 

 

Конечно, чем больше строение, которое вы хотите возвести, тем больше форм для блоков понадобится. Можно обойтись и минимальным их количеством, но тогда изготовление блоков растянется во времени до невозможности. Дело в том, что форму с крупных блоков снимают приблизительно через 5 дней, а с более мелких изделий – через 3 дня. Исходя их этого, лучше все-таки обзавестись большим количеством форм (хотя бы, 10-15 шт.).

 

Размеры стеновых блоков из опилкобетона различны. Имейте в виду, что при высыхании изделия дают усушку, поэтому формы нужны чуть больше по размерам (примерно на 10%).

 

 

Опилкобетон своими руками: рецепты

1. Опилок – 12 ведер, цемента – 3 ведра, глины – 5 ведер, вода – 10-15% от объема замеса.

+ Изделия из опилкобетона, приготовленного по этому рецепту, обладают большим запасом прочности, а также высокими теплоизоляционными свойствами.

2. Опилки – 10 ведер, цемент – 3 ведра, известь – 10 ведер, вода – 10-15% от объема замеса.

* Теплоизоляционные свойства стеновых блоков их опилкобетона по данному  рецепту невысоки, их изготавливают, в основном, для строительства подсобных  помещений (например, гаражей).

  1. Соединяют цемент с песком.
  2. К массе добавляют известь (по второму рецепту).
  3. Всыпают опилки.
  4. Вливают воду.

На каждом этапе все ингредиенты хорошо перемешивают – вручную или в бетономешалке. Массу укладывают в формы, утрамбовывают как можно тщательнее, чтобы в теле стеновых блоков не осталось пустот.

Стеновые блоки из опилкобетона к началу возведения стен должны быть готовы, то есть, хорошо высушены. Времени на сушку понадобится немало: в зависимости от размеров блоков – от 1,5 до 3-х месяцев.

 

 

ЕЩЕ СТЕНОВЫЕ БЛОКИ

Теплостен или полиблок

Стеновые блоки арболит

Как рассчитать нужное количество блоков

Поризованные блоки

Стеновые блоки керамзитобетонные

Бетонные блоки своими руками

 

 

Хочу больше статей:

Оставьте Ваш отзыв

Average rating:   0 reviews

Tags:

газобетон панели штукатурка

Использование обработанных опилок в бетоне в качестве частичной замены природного песка

https://doi. org/10.1016/j.jclepro.2020.121226Получить права и содержание

Основные моменты

Песок в бетоне заменен на 5 , 10, 15 и 20% опилки, обработанные водой.

Оптимальное количество опилок, обработанных водой или силикатом натрия, составляет 5%.

Плотность бетона снизилась при использовании опилок.

Прочностные характеристики бетона, модифицированного 5% опилками, сопоставимы.

Улучшена проницаемость для хлорид-ионов по дыму кремнезема в бетоне, модифицированном опилками.

Реферат

Добыча природных материалов, таких как песок, в крупных масштабах для использования в строительстве инфраструктуры в развивающихся странах, таких как Индия, представляет угрозу для окружающей среды. Поэтому для сохранения окружающей среды исследователь становится обязательным исследовать возможность использования побочных продуктов промышленности вместо природного материала. В этом исследовании было изучено использование опилок, образующихся в деревообрабатывающей промышленности, в бетоне. В этой статье представлены свойства бетона, использующего различное процентное содержание опилок, обработанных водой и силикатом натрия, в качестве замены песка. Перед использованием в бетоне опилочную пыль, прошедшую через сито 4,75, обрабатывали водой и силикатом натрия в течение 24 ч. Природный песок был заменен на 5, 10, 15 и 20% водоочищенные опилки в бетонной смеси. Влияние микрокремнезема на свойства бетона, содержащего 5% опилок, обработанных водой, также было изучено путем замены 4, 8 и 12% цемента на микрокремнезем в бетоне.Было отмечено, что бетон, изготовленный из опилок, обработанных 5% водой или силикатом натрия, показал прочность на сжатие, сравнимую с прочностью контрольного бетона. Однако для уровня замены 10% прочность на сжатие и разрывная прочность на разрыв снизились на 30,30% и 32,19% соответственно через 28 дней. Общая пропускная способность, водопроницаемость и капиллярное водопоглощение увеличились на 224%, 153% и 117,4%, соответственно, при использовании 10% обработанных опилок. Бетонная смесь, модифицированная опилками, обработанными силикатом натрия, показала значительное улучшение устойчивости к проникновению хлорид-ионов.Как и ожидалось, результаты показали значительное снижение плотности бетона с использованием опилок вместо песка. Добавление опилок, обработанных силикатом натрия, привело к образованию большого количества эттрингита в бетоне.

Ключевые слова

Опилки

Бетон

Прочность на сжатие

Сорбционная способность

Хлоридопроницаемость

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2020 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Пригодность опилок бетона для жестких покрытий на основе долговечности

В этой статье бетонные опилки с номинальными смесями 1: 1: 2, 1: 1½: 3, 1: 2: 4, 1: 3: 6 и 1: 4: 8 были подвергнуты испытанию на прочность. Водопоглощение смесей за 28 дней составляет 5,69, 8,97, 8,29, 7,83 и 11,11%, линейная усадка за 28 дней составляет 0,67, 0,50, 1,83, 1,83 и 1,95% соответственно. 28-дневная теплопроводность составляет 0,229, 0,232, 0,229, 0,223 и 0,176 Вт / мК соответственно. Прочность на сжатие в течение 28 дней смесей 1: 1: 2 и 1: 1½: 3 составляет 18,33 и 8,78 Н / мм2, соответственно, а их прочность на изгиб в течение 28 дней составляет 1,71 и 1,33 Н / мм2, соответственно. Эти значения указывают на то, что они являются хорошим и прочным бетоном и могут использоваться для строительства жесткого покрытия.

Информация:

Проф. Акии Оконигбон Акахомен Ибхадоде, А.И. Игбафе и Б.У. Анята

На эту статью нет ссылок.

IRJET — Запрошенная вами страница не найдена на нашем сайте

IRJET приглашает доклады по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 10 (октябрь 2021 г. )

Отправить сейчас


IRJET Vol-8, выпуск 10, Октябрь 2021 г. Публикация продолжается…

Обзор статей


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 10 (октябрь 2021 г.)

Отправить сейчас


IRJET том-8, выпуск 10, октябрь 2021 г. Публикация продолжается…

Обзор статей


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 10 (октябрь 2021 г. )

Отправить сейчас


IRJET том-8, выпуск 10, октябрь 2021 г. Публикация продолжается…

Обзор статей


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 10 (октябрь 2021 г.)

Отправить сейчас


IRJET том-8, выпуск 10, октябрь 2021 г. Публикация продолжается…

Обзор статей


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 10 (октябрь 2021 г. )

Отправить сейчас


IRJET том-8, выпуск 10, октябрь 2021 г. Публикация продолжается…

Обзор статей


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 10 (октябрь 2021 г.)

Отправить сейчас


IRJET том-8, выпуск 10, октябрь 2021 г. Публикация продолжается…

Обзор статей


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 10 (октябрь 2021 г. )

Отправить сейчас


IRJET том-8, выпуск 10, октябрь 2021 г. Публикация продолжается…

Обзор статей


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.


IRJET приглашает специалистов по различным инженерным и технологическим дисциплинам, научным дисциплинам для Тома 8, выпуск 10 (октябрь 2021 г.)

Отправить сейчас


IRJET том-8, выпуск 10, октябрь 2021 г. Публикация продолжается…

Обзор статей


IRJET получил «Импакт-фактор научного журнала: 7,529» за 2020 год.

Проверить здесь


IRJET получил сертификат регистрации ISO 9001: 2008 для своей системы менеджмента качества.


Зола опилок в качестве порошкового материала для самоуплотняющегося бетона, содержащего нафталинсульфонат

Испытания проводятся для определения текучести портландцементной пасты Ashaka и ее совместимости с золой опилок в качестве порошкового материала для самоуплотняющегося цемента (SCC). ) смеси.Результаты исследования показали, что насыщение достигается при соотношении в / ц 0,4 и 0,42, при дозировках суперпластификаторов нафталинсульфоната 3,5% и 2% соответственно. Оптимальный уровень замены для смеси SCC составлял 10 мас.% Цемента на SDA и 2% от дозировки суперпластификатора. Достигнутое время распространения и истечения составило 26 см и 8 секунд и находится в указанном диапазоне от 24 см до 26 см и от 7 до 11 секунд, соответственно. Статистический вывод показал, что смесь, w / c, и взаимодействие между смесью и соотношением w / c являются значительными.

1. Введение

Суперпластификаторы часто добавляют на стадии смешивания бетона в небольших количествах, связанных с массой цемента, для увеличения текучести свежего бетона, увеличения прочности и продления срока службы затвердевшего бетона. Исследования показали, что на совместимость цемента и суперпластификаторов влияют такие факторы, как содержание фазы C 3 A и C 4 AF в клинкере ПК, общее количество щелочи, крупность цемента, а также тип и количество сульфата кальция [ 1].

Сообщалось о проблемах совместимости суперпластификаторов и цемента, которые могут характеризоваться текучестью цементного теста и его потерей со временем [2, 3]. Добавление суперпластификатора снижает предел текучести пасты почти до нуля, но пластичность существенно не снижается [4]. Суперпластификатор нафталинсульфонат часто используется для улучшения реологии свежего бетона [5]. Termkhajornkit и Nawa [4] сообщили в своей работе, что поверхностный потенциал летучей золы отличается от обычного портландцемента (OPC) как по знаку, так и по величине, и, таким образом, это является причиной флокуляции летучей золы и цементного теста.Когда суперпластификатор нафталинсульфонат был введен в зольную цементную пасту, признаки были такими же и, следовательно, хорошо диспергировались из-за более высокого потенциального барьера. Адсорбция суперпластификаторов нафталинсульфоната на поверхность частиц цемента изменяет дзета-потенциал поверхности частиц на отрицательный и, таким образом, увеличивает его абсолютное значение [6, 7].

Текучесть опилочно-золоцементного теста не сообщается. В этом исследовании было сочтено необходимым определить, во-первых, реологические свойства цементного раствора с использованием суперпластификатора нафталинсульфонат и, во-вторых, влияние SDA и его совместимость на свойства текучести.Зола опилок (ЗДД) была получена в результате сжигания древесных отходов мукомольной промышленности, и зола содержит в основном силикаты (67%). Методы получения, сжигания и характеристики SDA были полностью обсуждены в предыдущей статье, где он использовался с бетоном [8]. SDA обладает пуццолановыми свойствами и, таким образом, является многообещающим дополнительным материалом для производства бетона.

2. Эксперимент

Фиг. 1 представляет собой блок-схему, использованную при разработке смеси для самоуплотняющегося бетона; Использовался портландцемент «Ашака» стандарта BS 12 [9].Использовали АСД, полученный из термически активированных древесных отходов при температурах от 400 ° С до 600 ° С [8]. Физические и химические свойства портландцемента Ashaka и SDA приведены в таблице 1. Мелкодисперсный заполнитель представляет собой речной песок с удельным весом 2,57, влажностью 14,4% и насыпной плотностью 1472 кг / м 3 и зона 2 в таблице классификации в соответствии с BS 882 [10]. Суперпластификатор представлял собой коммерческий суперпластификатор нафталинсульфоната, производимый W.R. Grace and Co., США, названный Daracem 19. Он имеет удельный вес 1,18 и pH 9,5, а сухой экстракт по массе составляет 40%.

Насыпная плотность кг / м 3 ) 37

Оксиды Ashaka PC Зола древесных опилок

SiO 6726033 2025 9025 O 3 (%) 6,1 4,1
Fe 2 O 3 (%) 2. 3 2,3
CaO (%) 62,1 10,0
MgO (%) 1,2 5,8
Na 60 0,9
902
0,9 902
K 2 O (%) 1,0 0,1
SO 2 (%) 1,6 0,5
P 2 O 0.5
MnO (%) 0,01
Удельный вес 3,15 2,29
Потери при возгорании (%) 9025 4,66 1550 830
Удельная поверхность по Блейну (м 2 / кг) 355 151
Влагосодержание (%) 60 —
Величина pH 10,10

Соединение потенциального бога состав:
С 3 S 46
К 2 Ю 24
С 3 А 12
C 4 AF 7


2.
1. Тест на совместимость (тест на текучесть)

В таблице 2 показаны пропорции смеси для теста на совместимость (тест на текучесть). Соотношение воды и связующего в пасте составляло от 0,3 до 0,42. Дозировка суперпластификатора варьировалась от 0 до 4 мас.% Цемента. Чтобы оценить совместимость портландцемента с суперпластификатором нафталинсульфонат, для измерения расхода использовался стандартный усеченный конус (рис. 2). Он имеет верхний внутренний диаметр 70 мм, нижний внутренний диаметр 100 мм и высоту 60 мм.Конус помещался на стеклянную пластину размером 750 мм × 750 мм и заполнялся навеской раствора. Верхняя поверхность раствора обрабатывалась шпателем, конус поднимался вертикально. Диаметр распространения раствора после подъема конуса измеряли в двух перпендикулярных направлениях (и) с помощью линейки, и записывали среднее значение. Результаты представлены в Таблице 3.

902 902 902 902 762,86 902 902 902 902 762,86 902 902 902 762,86 905 -04B
9025 02554 905 60 152,56 762,86 0 10 90,260 M26 149

Тип SP Номер смеси Дозировка SP (%) Цемент (кг / м 3 ) Песок (кг / м 3 ) Вода (кг / м 3 ) Водоцемент

NS M-01A 0. 0 508,57 762,86 152,59 0,3
M-02A 4,04 508,57 762,86 152,59 152,59 152,59 152,59 0,3
M-04A 12,11 508,57 762,86 152,59 0,3
M-05260A14 508,57 762,86 152,59 0,3
M-06A 20,18 508,57 762,86 152605
152,59 152,59 152605 152,59 0,3
M-08A 28,25 508,57 762,86 152,59 0,3
M-09260A29 508,57 762,86 152,59 0,3
M-10A 36,32 508,57 762,86 152,59 152,59 152,59 152,59 0,3

NS M-01B 0,0 484,03 762,86 152,560 025. 4
M-02B 3,84 484,03 762,86 152,59 0,4
M-03B 7,69 48460 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025
11,53 484,03 762,86 152,59 0,4
M-05B 15,38 484,03 762605 260 762,56
M-06B 19,22 484,03 762,86 152,59 0,4
M-07B 23,06 48460 7
23,06 484607
-08B 26,91 484,03 762,86 152,59 0,4
M-09B 30,75 484,03 762605
M-10B 34. 60 484,03 762,86 152,59 0,4
M-11B 38,44 482603 38,44 482603
NS M-01C 0,00 479,39 762,86 152,59 0,42
M-02C 1,92 479255

762,86 152,59 0,42
M-03C 3,84 479,39 762,86 152,59 0,42
M-04C 5,75 479,39 762,86 152,59 0,46
152,59 0,42
152,59 0,46
152,59 0,42
M-06C 9. 59 479,39 762,86 152,59 0,42
M-07C 11,51 479,39 762,86 152,59 762,86 152,59
152,59 0,42
M-09C 15,34 479,39 762,86 152,59 0,42
479,39 762,86 152,59 0,42
M-11C 19,18 479,39 762,86 152,5605 902,86 152,59 0,42 152,59 9025 9025 9025 9025 9025 762,86 152,59 0,42
M-13C 23,02 479,39 762,86 152,59 0,42
M-90. 93 479,39 762,86 152,59 0,42

9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 602 9025 02 16,00 902 . 92 902 902
Диаметр потока (мм)

M-01A 0,3 0,0 12,75
M-02A 4,04 13.50
M-03A 8,07 15,25
M-04A 12,11 17,00
M-05A 16,14
19,50
M-07A 24,22 20,00
M-08A 28,25 21,00
M-09A M-09A
36. 32 22,75
M-11A 40,36 23,50

M-01B 0,4 ​​ 0,0 2
0,0
M-03B 7,69 17,25
M-04B 11,53 17,75
M-05B 153258 153258 .22 20,25
M-07B 23,06 21,75
M-08B 26,91 23,50
M-09B 30260255 34,60 27,50
M-11B 38,44 27,50

M-01C 0,42
2
19,50
M-03C 3,84 20,50
M-04C 5,75 21,50
M-05C
M-05C
9 9,59 23,00
M-07C 11,51 23,50
M-08C 13,43 24,50
M00
M-10C 17.26 26.50
M-11C 19.18 28.00
M-12C 21.10625 21. 106 2525 21.106 28,00
M-14C 24,93 28,00


2.2. Тест на содержание порошка

Тест на содержание порошка проводился сразу после достижения насыщения в результате испытания на совместимость (текучесть).Это было сделано с помощью тестов потока и V-воронки (рисунок 3). Пропорции смеси для испытания показаны в Таблице 4. Оптимальная дозировка 2% суперпластификатора нафталинсульфоната и содержание цемента 479 кг / м. 3 были использованы при водном / цементном соотношении 0,42. Это были значения в точке насыщения из теста совместимости (текучести). Коэффициенты замещения SDA в тесте на содержание порошка варьировались от 0 до 20 мас.% Цемента. Всего было использовано 5 смесей (от PC-01N до PC-05N). PC-01N представлял собой контрольную смесь, содержащую NS без SDA (порошкового материала), в то время как PC-05N содержал SDA в количестве 20 мас. % цемента в качестве замены. Буква P обозначает порошковый материал. Для каждого уровня замены проводились два теста, и фиксировалось среднее значение. Результаты представлены в Таблице 5.

9025 9025 902 902 9025 9025 9025 902 902 9025 9025 2,0 9025

Тип SP Номер смеси Цемент (кг / м 3 ) SDA (%) Песок (кг / м ) 3 ) Вода (кг / м 3 ) Дозировка SP (%) Водоцементное соотношение

NS PC-01N (контроль) 47609 0 719 201 2.0 0,42
ПК-02N 445 5 719 201 2,0 0,42
ПК-03N 0,42
ПК-04N 407 15 719 201 2,0 0,42
ПК-05N 384 9025 9025 9025 384 9025 9025 2.0 0,42

9155 915 Содержание порошка Тест — SD 0N 902 902

SP тип Количество цемента,%
Распространение раствора ()
(см)
V-образная воронка
(сек)

NS PC-01N 0 26,0 9025.5 0,42
PC-02N 5 24,8 6,5
PC-03N 10 24,1 8,0
11,5
PC-05N 20 20,2 18,0


3. Результаты и поздние обсуждения. силикатов.Ему требуется больше воды для консистенции, и при добавлении в цемент он запускает пуццолановую реакцию с избытком Ca (OH)
2 , образующимся во время гидратации цемента. Таким образом, SDA задерживает гидратацию пасты и увеличивает время схватывания [9]. Было установлено, что несгоревший углерод (<5%) влияет на адсорбцию суперпластификаторов [4]; поэтому потери при прокаливании SDA не превышали 4,6%, и, таким образом, влияние несгоревшего углерода в этой работе не учитывалось.

Результаты испытаний на текучесть показаны на рисунках 4 (a) –4 (c).Отношения между реологией строительного раствора при различных дозировках суперпластификатора довольно параллельны. Совместимость (текучесть) при водном соотношении 0,3 (рис. 4 (а)) увеличивалась с увеличением дозировки NS без какой-либо точки насыщения. Однако при соотношении 0,4 в / ц (рис. 4 (б)) текучесть также увеличивалась, но насыщение было достигнуто при дозировке примерно 3,5%. При соотношении w / c 0,42 (рис. 4 (c)) текучесть раствора не увеличилась значительно при дозировке 2%.Диаметр потока при этой дозировке составляет 28 см. Это точка насыщения, а 2% — пороговая дозировка. Можно сказать, что эти значения удовлетворяют требованиям кодов для материалов SCC [11].

Период удобоукладываемости определяется взаимодействием порошковых материалов и добавки [12]. На рисунке 5 показан график уровней замещения в зависимости от потока и времени для смесей SDA (от PC-01N до PC-05N). Расход уменьшался по мере увеличения процента замены. Время достижения такого потока также увеличилось.Объяснение такому поведению может быть получено из работ Termkhajornkit и Nawa [4] по летучей золе. В таблице 6 показаны значения дзета-потенциалов и потока в системе по данным Термхаджорнкита и Нава [4]. Видно, что когда система не содержала суперпластификатора, дзета-потенциал OPC имел заряд, противоположный заряду летучей золы. Это стимулировало флокуляцию. Это означает, что общая потенциальная энергия частиц цемента и летучей золы стала ниже, чем между частицами OPC.Обратное было при применении суперпластификатора. Заряды были такими же, и, следовательно, происходило отталкивание и улучшение потока. SDA можно классифицировать как летучую золу класса C, и, таким образом, можно привести те же причины для поведения смесей SDA без и с нафталинсульфонатом. В коде [11] указано, что смесь, прошедшая испытание на SCC, должна быть смесью с диаметром распределения от 24 см до 26 см, а также временем истечения от 7 до 11 секунд. Из таблицы результатов испытаний на содержание порошка смесью, которая удовлетворяла обоим условиям, была смесь PC-03N, которая содержала 10% замену цемента суперпластификатором нафталинсульфоната.

зола .

Вид порошка SP Средний дзета-потенциал (мВ) Значение потока (мм)

OPC Отсутствует 2,17 6,5
MS / BA * −2
0
−2 UL / BA * −21,1 115

OPC Да −28.4
MS / BA * −48,6
UL / BA * −63,3


4. Статистический анализ
4.1. Тест на совместимость (тест текучести)

В таблице 7 перечислены коэффициенты независимых переменных с их соответствующим стандартным отклонением (SD), значением скорости и вероятности, а значение указывает на значимость переменной в модели, соответствующей вероятность.Если значение меньше или равно 5% (≤ 0,05), переменная принимается как значимая на уровне 5%. Анализ таблицы 7 показывает, что только независимые переменные водоцементного отношения (в / ц) и дозировка нафталинсульфоната представляют значения ниже 5%; следовательно, оставшаяся переменная (репликация) не является статистически значимой. Стандартное отклонение () составляет 1,25, коэффициент корреляции% и adj = 92,8%. Уравнение регрессии выглядит следующим образом: расход = 8,11 + 3,38 w / c + 1.13 дозировок.

9025 905 9025

Предиктор Коэффициент SD T P

Константа 8.1076 0,3572 22.7025 22.7025 25,12 0,000
Дозировка 1.13485 0,03469 32,71 0,000

S = 1,260; R -кв = 93,0%; R -кв (прил.) = 92,8%.

В таблице 8 представлен анализ дисперсии, степени свободы (DF), суммы квадратов (SS), средних квадратов (MD), () и вероятности (). Статистически подтверждается наличие регрессии на уровне значимости 5%. Степени свободы регрессии и остаточной ошибки равны 3 и 128 соответственно.На рисунке 6 представлен график остатков в зависимости от скорректированных значений. Этот график показывает, что дисперсия постоянна; то есть точки равномерно разбросаны около нуля.

0,69
Остатки, показанные на Фигуре 7, показывают, что остатки и, следовательно, ответ подчиняются нормальному распределению.


4.2. Тест Power Content

Статистический анализ для двух тестов (распространение и время V-воронки), проведенный для теста Power Content, показывает, что сочетание и константа в регрессионном анализе значимы для распространения, а для V- Важна только воронка смеси.Они показаны в таблицах 9, 10, 11 и 12. Они могут быть представлены, соответственно, как spread = mix и time = mix with =% и%, соответственно. Графики нормальности и невязки показаны на рисунках.


Источник DF Нерж. 514.871 2462.06 0,000
Дозировка 10 1737.669 173.767 830.93 0.000
9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 W / C * дозировка 20 119,424 5,971 28,55 0,000
Ошибка 96 20.076 0.209

Итого 131 2907.333
9025 9025
967

Predictor Коэффициент SD T P
58,53 0,000
Mix -1,7750 0,1084 −16,37 0,000
Зам. 0,0700 0,1371 0,51 0,616

S = 0,6856; R -Sq = 94,0%; R -Sq (прил.) = 93,3%.
9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 126.148 9025 9025 9025 9025 9025

Источник DF SS MS F P
63.074 134.20 0.000
Ошибка 17 7.990 0.470



Predictor Коэффициент SD T P

Константа −0.200 2,096 −0,10 0,927
Mix 3,2000 0,3891 8,22 0,000
Зам. 0.200 1,101 0,18 0,861

S = 1,740; R -Sq = 90,6%; R -Sq (прил.) = 87,9%.
9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 9025 204.90 В ходе настоящего исследования можно сделать следующие выводы: (i) Оптимальная дозировка суперпластификатора 2% и содержание цемента 417 кг / м 3 с соотношением в / ц 0,42 достигло насыщения и соответствует требованиям норм.(ii) Насыщение также было достигнуто при соотношении масс 0,4%, но с приблизительной дозировкой 3,5%, что не соответствовало спецификациям кодекса. (iii) Можно сделать вывод, что SDA имеет такой же дзета-потенциал, что и летучая зола класса C. ( iv) Смесь, прошедшая испытание SCC, представляет собой смесь с 10% заменой цемента и содержащую 2% суперпластификатора нафталинсульфоната. (v) Статистический анализ текучести показывает, что как в / ц, так и дозировка значительны при = 93% и поправках. = 92,8%. Уравнение регрессии имеет следующий вид: диаметр потока = дозировка в / ц.(vi) Эффекты как от в / к, так и от дозировки являются аддитивными.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

14 разумных способов использования опилок

Могут быть полезны отходы, особенно опилки. Обычно мы выбрасываем его, не задумываясь об альтернативных способах его использования.

Спорим, вы не знали о множестве различных применений опилок, поэтому, чтобы доказать это, мы перечисляем 14 отличных идей, которые помогут вам максимально эффективно использовать стружку.

Альтернативные варианты использования опилок?

Основное применение опилок — удаление разливов. Он также впитывает масляные пятна и обеспечивает лучшее сцепление на скользкой поверхности. Опилки могут служить мульчей для вашего сада и удобрением, помогающим вашим растениям расти. Также можно выращивать грибы. Использование опилок экономично и практично, а не выбрасывать их.


14 Альтернативные варианты использования опилок

Кто знал, что опилки настолько универсальны? Кажется, что при творческом уме опилки пригодятся для множества разных вещей.

1. Натуральный убийца сорняков

Обильно присыпьте излишки опилок у основания растений и кустов. Он действует как мульча, естественным образом подавляя рост сорняков. Он также удерживает влагу, которая питает почву и снижает необходимость ежедневно вынимать шланг.

Quick Note

Не забудьте добавить азот, чтобы растения и почва оставались здоровыми.

2. Чистые грязные полы

Грязные полы сложно убирать, поэтому держите под рукой ведро с опилками, когда они проливаются.Просто бросьте горсть и подождите, пока она впитает влагу.

Можно также смешать опилки с небольшим количеством воды и сделать влажный скраб. Это эффективно для полов из твердых пород дерева и деревянных полов.

3. Заменитель кровати для домашних животных

Пакеты покупных опилок стоят дорого. Сэкономьте деньги и избавьтесь от лишних хлопот и используйте опилки из своих столярных работ. Это бесплатно и находит хорошее применение. Ваш хомяк или морская свинка будут вам благодарны.

Помните

Вы также можете использовать небольшие стружки для пола и сохранить мелкие опилки в качестве подстилки.

4. Впитать пролитое вещество

Утечки масла и бензина неприглядны и могут быть скользкими. Опилки — это естественно впитывающий материал. Он творит чудеса, убирая разливы. Он также сушит кожу и делает безопасным ходьбу.

Это причина того, что пол покрыт опилками. Посыпьте опилки опилками и дайте им впитать влагу.

Верхний наконечник

Оставьте опилки, пока они не высохнут. Затем смести это.

5. Удобрения для растений

В компост можно добавить небольшое количество опилок, особенно если вы любите выращивать грибы.Если задуматься, грибы любят старые влажные поленницы, поэтому есть смысл дать им немного опилок, чтобы стимулировать рост.

Так как он так хорошо работает с грибами, попробуйте добавить его в почву других растений и посмотрите результаты.

6. Лучшее сцепление с грунтом

Обильное рассыпание опилками заснеженных или обледенелых поверхностей улучшает сцепление с грунтом. То же самое и с разливами нефти. Также вы можете использовать опилки, чтобы добавить тяги садовым дорожкам.

Возможно, вы захотите добавить опилки в краску и привязать их к поверхности, чтобы улучшить сцепление с дорогой.Бетонные ступени и откосы — хороший пример добавления текстурированной поверхности для дополнительного сцепления.

7. Устройство для удаления краски

Остатки краски редко выбрасывают в мусор, поэтому вам нужно найти творческие способы избавиться от нее. Попробуйте заполнить старую банку с краской несколькими лопатками опилок и дать ей впитать излишки краски. Подождите, пока краска не затвердеет.

Баллончик с краской больше не представляет опасности и может быть выброшен в мусор.

8.Пожарные стартеры своими руками

Осторожно растопите немного старого свечного воска на слабом огне, затем бросьте в кастрюлю достаточно опилок, чтобы смесь застыла. Пока он еще горячий, вылейте воск в старые картонные коробки для яиц и дайте ему застыть. Когда они полностью остынут, просто оторвите отдельные брикеты, чтобы разжечь следующий огонь.

Принять к сведению

Остатки опилок также являются отличным материалом для удаления воска со сковороды.

9. Экологичная шпатлевка для дерева

Это старый трюк, используемый профессионалами.Когда вы режете древесину, чтобы починить пол, удерживайте опилки и измельчайте их в мелкий порошок. Смешайте его с столярным клеем, пока он не станет похожим на замазку. Вдавите его в щели в полу, и он станет твердым камнем и идеально совпадет с цветом дерева.

Также опилки можно использовать в качестве древесного наполнителя для дверей и оконных рам.

10. Искусство и ремесла

Художники смешивают опилки с краской для создания текстурных эффектов для картин. Вы также можете комбинировать опилки с белым клеем или краской, чтобы создать искусственный снег для моделирования сцен.Кроме того, смешивание его с зеленой краской делает траву реалистичной.

11. Цементная альтернатива (для стен из кордового дерева)

Один из наиболее распространенных рецептов раствора для строительства деревянных стен: 9 частей песка, 3 части опилок, 3 части строительной извести и 2 части цемента. Опилки помогают связать цемент до нужной консистенции.

12. Защитите бетон

Использование влажной смеси опилок на бетонном полу защищает поверхность и склеивает, придавая ей более мягкий вид. Также можно заменить опилки песком при смешивании бетона для укладки проезжей части и террасы.

13. Помет котенка

Покрытие дна лотка для кошачьего туалета опилками впитывает влагу, а также маскирует любые запахи. Это эффективная альтернатива наполнителю для кошачьего туалета и намного дешевле.

14. Компостные туалеты

Мы живем в мире, где растет экологическая осведомленность. Люди ищут альтернативные способы спасти планету и использовать меньше природных ресурсов. Популярность унитазов из компоста растет. Опилки — идеальный материал для посыпания в унитазе для поглощения влаги и запахов, а также для запуска процесса компостирования.

Это более дешевая альтернатива молотому кофе и столь же эффективная.


Готово и присыпано

Итак, у вас есть 14 полезных альтернатив использованию опилок. Есть еще много способов использовать этот, казалось бы, одноразовый материал, но мы выбрали наиболее практичные примеры.

В следующий раз, когда вы посмотрите на пол в мастерской и подумаете о том, чтобы подметать отходы, остановитесь и подумайте, как вы можете найти им хорошее применение в своем доме.

Экспериментальная оценка и численное прогнозирование

Реферат

Бетоны, активированные щелочью, стали перспективной альтернативой обычному бетону, в котором различные отходы были переработаны как ценные побочные продукты. В данной статье представлено обширное экспериментальное исследование устойчивости использования опилок в качестве замены мелкозернистого / крупного заполнителя, включающего летучую золу (FA) и гранулированный доменный шлак (GBFS), для изготовления легкого бетона без цемента с высокими эксплуатационными характеристиками.Отработанные опилки были заменены заполнителем с содержанием щелочного связующего 0, 25, 50, 75 и 100 об.%, Включая 70% FA и 30% GBFS. Смесь активировали, используя низкую концентрацию гидроксида натрия (2 М). Были оценены акустические, термические и прогнозируемые инженерные свойства бетонов, а также рассчитан жизненный цикл различных смесей для исследования устойчивости бетона. Помимо этого, с использованием доступной экспериментальной базы данных испытаний была разработана оптимизированная искусственная нейронная сеть (ИНС) для оценки механических свойств разработанных щелочно-активированных строительных смесей в зависимости от каждого процентного содержания опилок.На основании результатов было обнаружено, что звукопоглощение и снижение теплопроводности улучшались с увеличением содержания опилок. Было обнаружено, что на прочность на сжатие образцов влияет содержание опилок, и прочность упала с 65 до 48 МПа с соответствующим увеличением содержания опилок от 0% до 100%. Результаты также показали, что выбросы углекислого газа, использование энергии и затраты имеют тенденцию к снижению с увеличением количества опилок и показывают, что легкий бетон более экологичен для строительства.

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

1. Введение

Опилки — это хорошо известные отходы сельского хозяйства и побочные продукты деревообрабатывающей промышленности. Он образуется как отходы при механической обработке древесины различных размеров и форм. Многие экологические проблемы вызваны отходами из опилок, при этом нехватка места для свалки является серьезной проблемой и серьезной угрозой для развитых стран.Избыточные отходы опилок, которые накапливаются в результате деятельности фабрик, фабрик и домов, ежегодно растут. По оценкам, ежегодное образование древесных отходов в Соединенных Штатах Америки, Германии, Великобритании и Австралии составляет около 64, 8,8, 4,6 и 4,5 миллиона тонн в год, соответственно, и более 40% этих объемов. не перерабатываются [1,2,3,4]. Высокий процент не рециклируемых древесных отходов свидетельствует о недостатке надлежащих процедур и стратегий рециркуляции.Таким образом, жизненно важно перерабатывать древесные отходы на ежедневной основе и эффективно использовать их в композитах / бетонах на основе цемента, чтобы гарантировать их безвредную утилизацию в качестве средства защиты окружающей среды.

В настоящее время исследователи сталкиваются с серьезной проблемой из-за постоянного роста спроса на высокоэффективные легкие бетоны (LWC) в качестве строительных материалов, где производство новых строительных материалов из переработанных промышленных отходов стало стратегией. С этой точки зрения оценивается развитие LWC за счет использования отходов опилок в качестве легких заполнителей.Функции опилок в цементе / бетоне оценивались несколькими исследователями, и в прошлом они использовались для изготовления легких бетонов [5]. Сообщалось о тепловых характеристиках цементного композита на основе опилок [6], где его включение в матрицу бетона, как было обнаружено, значительно снижает теплопроводность до 20% по сравнению с нормальным бетоном (0% опилок). Столь значительное снижение значений электропроводности объясняется снижением плотности и повышенной пористостью композитов из легкого бетона, модифицированных отходами опилок.Oyedepo et al. [7] использовали отходы опилок в качестве заменителя мелких заполнителей (природных) с различным содержанием от 0% до 100% в стандартных тяжеловесных бетонах и показали, что соотношение более 25% заменителя к натуральным заполнителям может отрицательно повлиять на прочность бетона. свойства и плотность. Другие исследователи также сделали сопоставимые наблюдения, когда опилки использовались в бетоне на различных уровнях (10%, 20%, 30% и 40%) в качестве заменителя песка. Было высказано предположение, что количество опилок при замещении до 10% песка может обеспечить лучшую плотность и механическую прочность бетона [8].Буб [9] также использовал опилки в качестве заменителя мелких заполнителей (0–15%) в бетоне. Магесвари и Видивелли [10] показали, что зола опилок в качестве заменителя природного песка может быть подходящим выбором для мелкозернистых заполнителей в бетоне. Это может значительно уменьшить проблему удаления опилок и одновременно сохранить естественные мелкие заполнители. Авторы обнаружили, что бетон, в том числе опилки, обладает уникальными характеристиками и обеспечивает лучшие термические и механические характеристики композитного материала на основе цемента, что делает его более экономичным по сравнению с другими материалами в строительном секторе.

В последнее время некоторые продукты, такие как геополимеры и материалы, активированные щелочами, были представлены в качестве альтернативы обычному бетону и стали конструкционными материалами с более низким содержанием CO 2 [11,12,13,14,15,16,17] . Щелочно-активированные пасты / строительные растворы / бетоны — это неорганические полимеры на основе кальция (CaO) и силикатов алюминия (AS), активированные раствором щелочного активатора. Их получают из пуццолановых соединений путем щелочной активации NaOH и силикатов натрия (NaSi) [18,19].Эти связующие, полученные с использованием щелочной активации, показали экологичность из-за потребности в небольшом количестве энергии в процессе их изготовления [20,21]. После активации щелочью использовались различные твердые отходы из различных отраслей промышленности, содержащие Si, Al и / или Ca, в том числе летучая зола (FA), топливная зола из пальмового масла (POFA), метакаолин и гранулированный доменный шлак (GBFS). для изготовления строительных растворов / бетонов [22,23,24].

Несколько исследователей [25,26] заметили, что FA, содержащая большое количество CaO, также является подходящим сырьевым материалом для производства геополимерных растворов и бетонов с высокими эксплуатационными характеристиками.Было показано, что смесь геополимера, приготовленная с FA класса C (высокое содержание CaO), становится отверждаемой при комнатной температуре из-за реакции, опосредованной CaO. Тем не менее, геополимеризация FA класса C в отсутствие добавки оказалась очень медленной при температуре окружающей среды [27], что привело к низкой прочности. Тем не менее, использование материалов, содержащих большое количество CaO, включая обычный портландцемент (OPC), для повышения прочности геополимера на основе FA с высоким содержанием CaO остается перспективным [28].Помимо образования гидрата силиката кальция (C – S – H) и гидрата силиката кальция и алюминия (C – A – S – H), тепло и вода, выделяемые в результате реакции, опосредованной OPC, могут способствовать процессу геополимеризации. и, таким образом, развитие силы [29]. Путем включения OPC и отверждения при 25 ° C были произведены геополимерные растворы на основе высококалорийной FA с прочностью на сжатие (CS) 65 МПа [30].

Аморфный GBFS, являющийся одним из самых популярных промышленных отходов, широко используется для повышения нормальной прочности бетона или изготовления нецементных растворов / бетонов из-за избыточного содержания Al 2 O 3 , CaO и SiO 2 по химическому составу [31,32,33,34,35].В щелочной среде GBFS проявляет как связывающие, так и пуццолановые свойства [36]. Многие исследования показали [37], что образование избыточного Ca из-за добавления GBFS в геополимер FA является причиной улучшения прочностных характеристик, а также микроструктуры материала. Чтобы оценить эффективность GBFS, включая FA в качестве геополимерного связующего, соотношение FA / GBFS 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, увеличивает 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 на целых 1,0, и его активировали 10 М раствором NH перед отверждением при 25 ° C. Согласно Исмаилу и соавт. [41], прочность на сжатие в раннем возрасте (CS) композита FA / GBFS, активированного NH / NS, может значительно увеличиться с незначительным количеством гашеной извести.Этот геополимер FA, смешанный со шлаком, показал отличные механические характеристики и долговечность [42]. В предыдущих исследованиях была предпринята попытка изготовить экологически чистые высокоэффективные LWC, бетоны без цемента и геополимеры, активируемые щелочами, при этом основное внимание уделялось достижению улучшенных характеристик прочности и долговечности.

2. Значимость исследований

Всесторонний обзор литературы показал, что потенциальное использование отходов опилок для разработки LWC, активируемых щелочью, для обеспечения устойчивой работы еще не широко изучено.В этой работе сообщается о влиянии замены природных заполнителей опилками на характеристики устойчивости LWC с щелочной активацией, содержащей FA и GBFS. Эти смеси были изготовлены с изменяющимся уровнем 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, естественные агрегаты были заменены различными уровнями отходов опилок (0%, 25%, 50%, 75% и 100%) на реалистичном рабочем уровне с соответствующими физическими условиями для изготовления LWC, активируемых щелочным раствором.Все синтезированные образцы были проанализированы с помощью различных измерений для оценки свежих, механических и прочностных свойств для получения оптимального состава.

3. Детали эксперимента

3.1. Материалы

Печной шлак (GBFS грязно-белого цвета) высокой чистоты был собран в малазийской промышленности (Ипох, Малайзия) и использован без дополнительной очистки для производства нецементного вяжущего. Он отличался от других дополнительных компонентов как цементирующими, так и пуццолановыми свойствами.Его получают в результате гидравлических химических реакций при смешивании воды. Исследование спектров рентгеновской флуоресценции (XRF, HORIBA, Сингапур, Сингапур) шлака показало присутствие Ca (51,8%), силиката (30,8%) и Al (10,9%). ФА с низким содержанием кальция (алюмосиликатный материал серого цвета) была получена на малазийской электростанции (Танджунг бин, Джохор, Малайзия) для производства предлагаемых ААС. Он отвечал требованиям ASTM C618 для FA класса F и содержал Ca (5,2%), силикат (57.2%) и Al 2 O 3 (28,8%). Медиана частиц для FA и шлака (полученная с помощью анализатора размера частиц) составляла, соответственно, 10 и 12,8 мкм. Физические характеристики обоих связующих материалов (GBFS и FA) были проанализированы с использованием теста Brunauer Emmett Teller (BET, JEOL, Куала-Лумпур, Малайзия)) с удельной площадью поверхности (18,1 м 2 / г для FA и 13,6 м 2 / г для GBFS).

представляет картину дифракции рентгеновских лучей (XRD, Ригоку, Сингапур, Сингапур) GBFS и FA.Наблюдаемые интенсивные пики XRD FA при 2θ = 16–30 ° были обусловлены существованием поликристаллического кремнезема и Al 2 O 3 . Однако выступающие пики под другими углами были связаны с наличием кристаллитов кварца и муллита. Отсутствие резкого пика GBFS подтвердило его аморфную природу. Присутствие пиков диоксида кремния и Ca играет важную роль в составе GBFS и способствует производству 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 соответствовал требованиям ASTM C33–33M [44]. Модуль крупности, удельный вес и максимальный размер частиц подготовленного песка равнялись 2.9, 2,6 и 2,36 мм соответственно. Гранатовый щебень, полученный в карьере, использовался в качестве крупного заполнителя в процессе пробоподготовки. При производстве обычного бетона размер крупного заполнителя играет важную роль в обеспечении хороших характеристик бетона. Поэтому максимальный размер крупных агрегатов был ограничен до 8 мм.

Отходы опилок (№ 6013) были получены () от малазийской (Syarikat Kilang Papan Chong Wah Sdn Bhd., Джохор, Малайзия) деревообрабатывающая промышленность. Эти местные агроотходы обеспечивали получение из единого ресурса (плотность 174 кг / м 3 и максимальный размер 2,36 мм) для использования мелкого заполнителя. Опилки плотностью 182 кг / м 3 и максимальным размером 6 мм использовались в качестве грубого заполнителя для приготовления LWC. Основные характеристики опилок включают химический состав и потерю возгорания (LOI), как показано на. 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 опилок (в%).


Источник DF SS MS F P
102,45 33,83 0,000
Ошибка 7 21,20 3,03

Результаты на основе
Химический состав (%)
Целлюлоза Al 2 O 3 Fe 2 O 3 CaO MgO К 2 О LOI
87.0 2,5 2,0 3,50 0,23 0,01 4,76

Раствор (S) для щелочной активации был приготовлен из гидроксида натрия (NH) и силиката натрия (NS). Его использовали для растворения алюмосиликата из FA и GBFS. Гранулы NH (чистота 98%) аналитической чистоты растворяли в воде, чтобы приготовить раствор 13,7% Na 2 O и 86,3% H 2 O (2 M). 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 M) сначала хранили в течение 24 ч при комнатной температуре, а затем смешивали с раствором NS для получения конечного раствора щелочи с модулем (Ms SiO 2 : Na 2 O) 1,21. Отношение NS к NH для всех щелочных растворов поддерживали постоянным на уровне 0,75.

3.2. Составы смесей готовых бетонов

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. Была приготовлена ​​смесь, содержащая 100% натуральных заполнителей (песок и гравий), которая рассматривалась как контрольный образец (). Молярность NH, NS к NH и модуль щелочного раствора (Ms) была фиксированной для всех бетонных смесей. Влияние различного содержания мелких и крупных опилок в качестве замены природного заполнителя на конструкцию LWC показано на рис.Для оценки влияния отходов опилок на вес, прочность и процесс геополимеризации предлагаемого бетона были использованы четыре заменяющих компонента.

Таблица 2

Расчет смеси предлагаемого легкого щелочно-активированного бетона (кг / м 3 ).

Смесь Связующее (кг / м 3 ) Раствор (кг / м 3 ) Мелкие и крупные заполнители (кг / м 3 )
FA NH NS Речной песок Дробленый гравий Мелкие опилки Крупные опилки
S0 315 135 315 135 135 0
S25 634 712 22 26
S50 422 475 45 475 45
475
45
47501 475
45
4750 67
71
S100 0 0 90 95

3.3. Программа испытаний свежего и затвердевшего бетона

Перед смешиванием и заливкой внутренняя поверхность форм была смазана моторным маслом, чтобы облегчить процесс извлечения из формы. Гомогенный щелочной раствор, состоящий из NH и NS, охлаждали при температуре окружающей среды и затем использовали для приготовления бетона. Однородные смеси мелкозернистых / крупных агрегатов получали смешиванием FA / GBFS в течение приблизительно 4 мин в сухих условиях. Далее приготовленные смеси активировали щелочью. Вся бетонная матрица еще раз перемешивалась в течение 4 минут с помощью машины, управляемой со средней скоростью.Полученные свежие сырые бетоны отливали в формы в три слоя, причем каждый слой упрочняли на вибростоле в течение 30 с для удаления воздушных пустот. По окончании процесса литья бетонные смеси выдерживали при 27 ± 1,5 ° С (24 ч при относительной влажности 75%). Наконец, бетонные смеси были извлечены из формы и хранились в идентичных условиях для дальнейших испытаний и анализов.

В соответствии с протоколами ASTM C143 и C191 были измерены значения времени оседания и схватывания соответственно.Измерения CS проводились в формах кубической формы размером 100 × 100 × 100 мм, которые должным образом отверждались в течение 1, 3, 7, 28, 56 и 90 дней в соответствии со спецификацией ASTM C579. Эти CS-тесты были выполнены в соответствии со стандартом ASTM C109-109M, где три набора образцов были проанализированы в каждом возрасте отверждения. Нагрузка с постоянной скоростью (2,5 кН / с) была подвергнута испытанию на разрушение этих образцов. Поскольку машина имеет встроенную конфигурацию, плотность и CS были получены автоматически в зависимости от предполагаемого веса и размеров образца.Образец призматической формы с размерами 100 мм × 100 мм × 500 мм был отлит для испытаний на прочность на изгиб (FS) и усадку при высыхании (DS) в соответствии с положениями ASTM C78 и C157, соответственно. Средние показания трех испытанных бетонных смесей с возрастом отверждения 3, 7, 14, 21, 28, 56 и 90 дней были рассмотрены для оценки значения DS для каждой смеси. В соответствии со стандартом ASTM C496 образцы цилиндрической формы (диаметром 100 мм и глубиной 200 мм) были подготовлены для оценки прочности на разрыв при раскалывании (STS).Испытание на водопоглощение (WA) было выполнено в соответствии со спецификацией ASTM C642, при этом были формованы смеси размером 100 мм × 100 мм × 100 мм. После созревания образцы погружали в воду при 27 ° C на 24 ч. Позже эти образцы 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, затем взвешивали (Md). WA предложенных LWC рассчитывалась из среднего значения трех выборок с помощью соотношения:

WA (%) = Ms − MdMd × 100

(1)

3.4. Искусственная нейронная сеть (ИНС) Модель

В этой работе модель ИНС была использована для объяснения CS активированных щелочами бетонов для получения оптимальных значений влияющих параметров. Кроме того, это было предназначено для сокращения времени и затрат. Модель была вдохновлена ​​естественным человеческим процессом. Разработанная модель состоит из трех слоев, как показано на. Первый слой, а именно входной слой (I), содержит пять нейронов (параметров), которые представлены молярностью, NS / NH, раствором дрожжей для связующего, GBFS / FA и временем.Затем четырнадцать нейронов скрытого слоя (H) были использованы для достижения наилучшей производительности модели. Между тем, один нейрон в третьем слое использовался для отражения предсказанной прочности на сжатие, а именно, выходной слой (O).

Обработка искусственной нейронной сети.

В общей сложности 144 экспериментальные работы были использованы для построения предложенной модели ИНС в MATLB. В частности, с помощью функции newff была создана сетевая архитектура с прямой связью и обратным распространением. Кроме того, была принята сигмоидальная функция для сопоставления входа с целевым выходом, как показано в уравнении (2).

До 75% экспериментальных данных использовалось для обучения с использованием алгоритма Левенберга – Марквардта (LM), чтобы минимизировать ошибку. Между тем, 15% и 10% экспериментально измеренных значений были использованы для тестирования 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 была оценена на основе как коэффициента корреляции ( R 2 ), так и ошибки с целью производительности 0,01 и скорости обучения 0,2.

Xnorm = 0,8 × (Xi − XminXmax − Xmin) −0,1

(3)

Коэффициент корреляции ( R 2 ) также учитывался в качестве статической оценки. В частности, его использовали для оценки силы результатов. Кроме того, R 2 может обеспечить понимание степени соответствия между выходом сети и собранными экспериментальными данными, как выражено в уравнении (4).Соответственно, Yactual был экспериментальным результатом прочности бетона, а Ymodel был прогнозируемой прочностью бетона на основе модели. Кроме того, среднее значение предсказанных результатов было обозначено Ymodel mean , тогда как количество экспериментальных прогонов было представлено N. Более того, наилучшее соответствие фактического CS активированного щелочью и предсказанных результатов было получено путем увеличения значение коэффициента корреляции, при этом значения обычно находились в диапазоне от 0 до 1.

R2 = ∑i = 1n (среднее значение модели Yacual i − Y) 2− ∑i = 1n (модель Y − Y фактическое значение i) ∑i = 1n (среднее значение модели Yacual i − Y)

(4)

3,5 . Звукопоглощение

Способность материала к поглощению, отражению и рассеиванию акустической энергии была получена на основе измерений звукопоглощения. В соответствии с требованиями ASTM E1050 для определения импеданса и поглощения акустических образцов использовался метод передаточной функции с двумя микрофонами (импедансная трубка). Этот метод предназначен для измерения коэффициента поглощения и конкретного акустического импеданса звукопоглощающих материалов, вырезанных по кругу на небольших образцах, обычно в диапазоне частот от 100 до 6000 Гц ().

Инструмент с трубкой импеданса.

3,6. Измерение теплопередачи

В развитых странах здания являются крупными потребителями энергии, и ее экономия является основной задачей. Энергия, потребляемая в зданиях, может быть эффективно сэкономлена 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 энергопотребления в зданиях и добавления необычных регенерируемых энергоресурсов для обеспечения устойчивости.Теплопередача измерялась для цилиндрического образца диаметром 150 мм и высотой 300 мм. После 28 дней литья высушенная поверхность образца была покрыта пластиковым листом, чтобы предотвратить попадание избыточного количества воды. Для защиты термопары от неожиданных ударов использовалась труба из ПВХ (диаметром 20 мм). Все образцы помещали в емкость с водой при 34 ° C. Затем температуру воды медленно повышали до 100 ° C, при этом было проведено первое измерение. Затем включили нагреватель для регистрации внутренней температуры образца с помощью термопары K, регистраторов данных и компьютеров.Во время погружения опилок бетона в воду температура нагревателя увеличивалась, тем самым увеличивая объем воды. Такое повышение температуры воды регистрировалось через короткие промежутки времени в первые 24 часа до 100 ° C. Однако переданное тепло измеряли позже и довольно часто, пока температура воды не опускалась до точки кипения.

3,7. Экологические и экономические преимущества

Для того, чтобы легкие бетоны стали практичным продуктом, подобным традиционному, они должны иметь более низкую или сопоставимую стоимость для пользователя, значительно улучшенные функции или простоту производства или другие преимущества в области устойчивого развития.Чтобы сравнить бетон на основе опилок с обычным бетоном с точки зрения устойчивости, были выбраны три основных показателя, такие как выбросы углекислого газа, использование энергии (прямое потребление топлива) и общая стоимость производства. Эти матрицы использовались как аргументы в пользу или против использования легких бетонов на основе опилок. Однако другими ключевыми факторами, которые играют важную роль, являются техническое представление, выщелачивание, потребление воды, содержание вредных материалов, выбросы других парниковых газов и объем отходов.Этих показателей можно избежать, используя опилки в активированном щелочном растворе или бетоны на основе песка и гравия. Фактически, выбранные 3 показателя используются для количественной оценки развития легких бетонов, активируемых щелочными растворами, в промышленности на ранних этапах.

Выбросы CO 2 , энергопотребление и стоимость были получены с использованием подхода жизненного цикла. Эта оценка подразумевала потребность в сырье для производства агрегатов и соответствующие транспортные расходы. Это позволило провести достоверное сравнение опилок, песка и гравия, при этом производственное воздействие не смогло обеспечить полное отображение потребности в энергии и выбросов CO 2 из исходного сырья.Сюда не входят такие факторы, как смешивание, укладка и отверждение бетона, активируемого щелочным раствором, и выбросы в течение срока эксплуатации, при условии, что они одинаковы для каждого продукта. Эта стратегия сопоставима с точки зрения воздействий жизненного цикла, а не абсолютных воздействий. Как эффективный метод для сопоставимых продуктов, он сокращает необходимое время оценки.

После жизненного цикла каждого материала были оценены затраты, количество выбросов CO 2 и потребности в энергии.Жизненный цикл мелких и крупных опилок включает стадии сбора и транспортировки. Стоимость сбора опилок с завода была незначительной. Расстояние для транспортировки каждого вещества было добавлено в оценку жизненного цикла. Расстояние для транспортировки гравия было больше (60 км), чем для песка (49 км) и опилок (5 км). Стоимость топлива для транспортных средств, включая типы грузовиков, объем, скорость и стоимость 1 тонны / км, была одинаковой для каждого типа материала.перечисляет оборудование и материалы, необходимые для расчета жизненного цикла. Общий объем выбросов CO 2 и стоимость мелких / крупных заполнителей были рассчитаны для каждого материала, где общий расход дизельного топлива зависел от расстояния транспортировки (). Аналогичным образом, общая энергия, необходимая для каждой смеси, была оценена 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 , затрат и потребления энергии на каждый кубический метр материала.Общие объемы выбросов CO 2 , затраты и использование энергии для каждого материала указаны в.

Таблица 3

Информация о машинах и материалах для расчета жизненного цикла.

дизель 1 L501 Стоимость энергии, 1 L501 Стоимость энергии ГДж
Артикул Значение
Скорость грузовика, км / ч 80
Стоимость дизельного топлива, л / км 0,09
Стоимость дизельного топлива 2,18
Грузоподъемность, м 3 12
Стоимость перевозки 1 м 3 , RM / км 0.75
Плотность природного крупного заполнителя, кг / м 3 1820
Плотность речного песка, кг / м 3 1640
3 Плотность мелкозернистых опилок , 3 176
Плотность крупных опилок, кг / м 3 182
CO 2 выпуск для 1 л дизеля, тонна 0,0027
0.0384

Таблица 4

Выбросы CO 2 , расходы и энергопотребление каждого материала зависели от жизненного цикла.

9025 9025
Материал CO 2 Выбросы, т / м 3 Стоимость, RM / м 3 Энергопотребление, ГДж / м 3
Песок 0,009 55 0,134
Гравий 0.012 65 0,148
Мелкие опилки 0,0006 34,5 0,018
Крупнозернистые опилки 0,0008 36 9033 9025 2

∑i = 1 нм [(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 выбросы CO 2 для 1 литра дизельного топлива в тоннах, Ei представляет собой общее потребление электроэнергии (кВтч), а k2i представляет собой выбросы CO 2 на 1 кВтч электроэнергии в тоннах.

Общее потребление энергии:

∑i = 1 нм [(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 = 1 нм [(di × Di × DPi) + Ti + (Ei × EPi)]

(7)

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

4. Результаты и обсуждение

4.1. Технологичность и установка

иллюстрирует значения осадки подготовленных бетонов в зависимости от уровней замещения 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.Обычно удобоукладываемость бетона снижалась с увеличением количества опилок в смесях. Тем не менее, влияние было более заметным при более высоком содержании опилок (100%). Как правило, на удобоукладываемость бетона влияла удельная поверхность опилок и высокая потребность в воде с высоким уровнем опилок в матрице. С другой стороны, использование опилок в качестве мелких / крупных заполнителей существенно улучшило текстуру бетона с несколькими другими неровными и очень грубыми мелкими пористыми частицами.Таким образом, улучшилось трение между частицами, которое препятствовало потоку свежего бетона. При постоянном соотношении раствора и вяжущего удобоукладываемость бетонов снижалась с увеличением количества опилок в качестве заменителя речного песка и щебня. Несколько исследователей [45,46,47] получили аналогичные тенденции результатов по снижению удобоукладываемости бетона, содержащего легкие заполнители. Ограничения, связанные со снижением удобоукладываемости бетонных смесей из-за использования отходов опилок в качестве заменителя природного песка, можно преодолеть, применив суперпластификатор.

Величина осадки приготовленных щелочно-активированных бетонов.

Время начального и окончательного схватывания бетонов, полученных с использованием различных количеств опилок в виде мелких и крупных заполнителей, представлено в. Очевидно, как начальное, так и конечное время схватывания сократилось с увеличением уровня опилок в бетоне. Для начального времени схватывания показание уменьшилось с 39 до 37, 34, 31 и 28 минут соответственно, при увеличении содержания опилок с 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 минут. 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 решило проблему высокой водопотребности опилок, которая повлияла на процесс геополимеризации и растворение алюмосиликата и кальция.Наблюдалась обратная зависимость между содержанием опилок и временем схватывания приготовленного бетона. Высокое поглощение опилок щелочным раствором придает смеси высокую вязкость, которая быстро затвердевает. Между тем, включение опилок в бетонные смеси со сравнительно более высоким водопоглощением, чем речной песок и гравий, более быстро затвердевает смеси, активируемые щелочным раствором, и сокращает время схватывания из-за адсорбции дополнительной воды опилками.И наоборот, включение опилок в щелочную систему привело к снижению pH из-за разложения лигнина, опосредованного изменениями pH в пористом растворе. Настоящие результаты аналогичны выводам Duan et al. [48], где были сокращены как начальное, так и окончательное время схватывания бетонов, изготовленных из опилок.

Влияние содержания опилок на время начального и конечного схватывания бетона.

4.2. Плотность затвердевания и скорость ультразвукового импульса

показывает значения плотности затвердевшего подготовленного бетона, содержащего опилки, заменяющие речной песок и щебень, в возрасте отверждения 28 дней.Плотность приготовленных бетонов снизилась с 2,28 до 1,98, 1,63, 1,24 и 0,89 т · м −3 при увеличении содержания опилок с 0 до 25, 50, 75 и 100% соответственно. Смесь, содержащая 100% опилок, имела самую низкую плотность (0,89 т · м -3 ). Кроме того, низкий удельный вес и пористость опилок существенно повлияли на плотность готовых бетонов. Настоящий результат согласуется с полученным Memon et al.[49] для бетона, включающего большое количество опилок в качестве крупного заполнителя. Аналогичным образом, эти результаты способствовали совершенствованию и развитию легкого бетона, активируемого щелочами, с высокими эксплуатационными характеристиками, что было подтверждено результатами, представленными Sales et al. [50]. Они оценили возможности использования легких бетонов, изготовленных из грубых заполнителей, путем водной обработки осадка и опилок.

Плотность приготовленных бетонов с различным содержанием опилок.

показывает влияние различных количеств опилок на значения скорости ультразвуковых импульсов (UPV) приготовленных бетонов.Повышение уровня опилок с 0 до 25, 50, 75 и 100% вызвало снижение соответствующих показателей UPV для бетонов с 3,42 до 3,02, 2,79, 2,57 и 2,32 км / с в возрасте выдержки 28 дней. Это падение произошло из-за пористости опилок, что отрицательно сказалось на плотности и микроструктуре приготовленного бетона. Очевидно, что с увеличением содержания опилок и уменьшением количества речного песка / дробленого гравия УПВ приготовленных бетонов снижалось, что было приписано увеличению пористости, обусловленной опилками.Настоящие результаты хорошо согласуются с результатами предыдущего исследования [47].

Показания УПВ приготовленных бетонов с различным содержанием опилок в 28-дневном возрасте.

4.3. Прочность на сжатие (CS)

показывает долу CS для бетонов, содержащих различные уровни опилок в качестве заменителя песчано-гравийных заполнителей. Для каждой смеси были исследованы три образца, и было принято среднее значение. CS подготовленного бетона был измерен в возрасте отверждения 1, 3, 7, 28, 56 и 90 дней.CS постоянно увеличивался с увеличением возраста лечения. В раннем возрасте (через 24 ч) при увеличении степени замещения речного песка и гравия опилками с 0 до 25, 50, 75 и 100% ранняя прочность снизилась с 22,6 до 19,4, 18,3, 17,8. , и 15,2 МПа соответственно. После 28-дневного возраста наблюдалась сопоставимая динамика, когда CS снижался с 65,8 до 61,1, 55,7, 50,4 и 48,6 МПа с увеличением содержания опилок с 0 до 25, 50, 75 и 100% соответственно.Аналогичное поведение было обнаружено в позднем возрасте 90 дней. где процент потери прочности увеличивался с увеличением уровня опилок в матрице бетона. 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 результат согласуется с предыдущими выводами Ранджбара [22] и Ислама [51]. Однако было обнаружено, что потеря прочности со временем уменьшалась, и процент потери 100% опилок снизился с 32.От 7% в раннем возрасте (1 день) до 26,1% в возрасте 28 дней и старше. Следовательно, общее снижение CS с увеличением содержания опилок было адресовано трем причинам. Первая причина заключалась в том, что опилки отходов показали более высокую водопоглощающую способность, чем речной песок и щебень. Тем не менее, различное распределение воды, смешиваемой с бетонной матрицей, могло ослабить химические связи в активированной щелочью пасте (GBFS + FA) и заполнителях. Вторая причина заключалась в том, что форма частиц опилок по сравнению с формами натуральных заполнителей ослабляла связь между пастой и заполнителем, и, таким образом, происходило уменьшение CS бетона.Третья причина заключалась в том, что наличие органического вещества приводило к уменьшению связей между заполнителем и пастой и увеличивало пористость, тем самым влияя на CS бетона. Четвертая причина заключалась в том, что замена более сильного вещества более слабым и отсутствие пуццоланового действия отходами опилок также отрицательно сказывались на развитии прочности. Этот вывод согласуется с предыдущими сообщениями Kanojia и Jain, S. [52], Martínez-García et al. [53] и González-Fonteboa et al.[54].

Результаты прочности на сжатие подготовленного бетона при различном содержании опилок.

4.4. Прочность на изгиб и растяжение

Прочность на изгиб (FS) LWC была измерена для оценки их способности противостоять деформации при воздействии нагрузки. Тесты FS для активированных щелочами бетонов, приготовленных с различным содержанием опилок в качестве замены заполнителей из речного песка / щебня, были проведены после отверждения в течение 28 дней. Для каждой смеси были оценены средние значения трех образцов, как показано в.ТЭО приготовленных образцов резко меняется в зависимости от степени замещения опилок природных заполнителей. Оно снижается с примерно 6,8 МПа при содержании 0% до 6,2, 5,7, 5,1 и 4,9 МПа при повышении уровня опилок до 25, 50, 75 и 100% соответственно. Что касается мелких и крупных заполнителей на основе опилок в легком бетоне, активированном щелочами, 100% -ная добавка опилок оказывает наибольшее влияние на значение FS и потерю образца бетона более чем на 27% прочности на изгиб при повышении уровня опилок от От 0 до 100%.Тем не менее, FS для всех смесей обеспечивает приемлемую прочность для применения в строительстве.

ТЭО подготовленных ЛДК, содержащих различное количество опилок.

представил показания прочности на разрыв (STS) LWC, полученных с различным содержанием опилок в качестве заменителя мелких / крупных заполнителей. Среднее значение трехцилиндрового бетона, проведенное при оценке включения опилок в матрицу бетона. Для всех смесей прочность на разрыв при расщеплении оценивалась в возрасте отверждения 28 дней.Было обнаружено, что потери в СТС увеличиваются с увеличением содержания опилок, а значение прочности упало с 4,2 до 3,9, 3,7, 3,4 и 3,0 МПа при увеличении содержания опилок с 0 до 25, 50, 75. , и 100% соответственно. Подобно 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 совокупности и представили более низкую прочность на растяжение при изгибе и раскалывании. по сравнению с контрольным образцом, приготовленным из натуральных заполнителей (0% опилок) [6].

СТС LWC против содержания опилок.

4.5. XRD-анализ

показывает результаты XRD подготовленного 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 O 3 · SiO 2 ) фаз. 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%, когда образовывалось меньше портландцемента, а также появлялось большее количество кварца. не вступать в реакцию с 75 и 100% опилок (). Они были получены в результате химической реакции между аморфными фракциями FA / GBFS, содержащими второстепенные кристаллические фазы. Пики XRD OPC, CaCO 3 и муллита наблюдались при 28–50 °. По мере увеличения содержания опилок интенсивность пика XRD составляла 50.1 °, что соответствует фазе кристаллического кварца. Пик муллита при 16 ° для 25% опилок также показал более низкую интенсивность пика, чем контрольный образец. Кроме того, интенсивности этих пиков показали тенденцию к уменьшению 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 снижалась с увеличением уровня опилок.

Рентгеноструктурный анализ подготовленного бетона с различным содержанием опилок.

Таблица 5

9249
Кварц
Индекс Содержание опилок по объему,%
0% 25% 50% 75% 100%
52,1 54,8 60,2 78,4 81,8
Портленд, Калифорния (OH) 2 43.1 41,3 36,4 18,8 14,9
Кальцит, CaCO 3 2,2 1,5 1,3 1,1 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 портленда имеет тенденцию к уменьшению с увеличением уровня опилок, где значения упали с 43.1 до 41,3, 36,4, 18,8 и 14,9% с увеличением содержания опилок с 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 OPC в бетонной матрице играет значительную роль в производстве геля CSH, где снижение уровня OPC и кальцита может привести к слабым связям в бетонной матрице, тем самым обнаруживая более низкие значения прочности с увеличение содержания опилок.Между тем, высокая абсорбция и водопотребность опилок напрямую повлияли на геополимеразит и растворили силикат, и показал более низкую прочность [54].

4.6. Прогнозируемая прочность на сжатие предлагаемого бетона

Программное обеспечение ATLAB было использовано для разработки предлагаемой модели ИНС. В частности, в процессе итерации было обнаружено, что наилучшее число нейронов в скрытых слоях составляет четырнадцать. Этот результат привел к достижению целевой производительности 0,01 относительно скорости обучения 0.2. Измеренные данные были разделены на три части: обучение, тестирование и проверка. Было учтено обучение ИНС с 124 тестами, в то время как 14 и 23 теста были использованы для этапов проверки и тестирования, соответственно. Обучение ИНС продолжалось до тех пор, пока не минимизировалось значение корреляции, при котором было достигнуто значение корреляции 0,991, как показано на рисунке а. При этом значение корреляции результатов тестирования составляет 0. 9878 (б). Более 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 прогнозируемая CS была предельно близка к измеренной.

Предсказанная и измеренная корреляция CS предложенных LWC для данных обучения ( a ) и ( b ) тестирования.

Таблица 6

Сравнение экспериментальных данных для тестового набора и предсказанных результатов модели ИНС.

9 39.807 4 75 .75 01 10 5 5 5 561055 75 9025 16 2 1,5
№ опыта. Время (день) GBFS / FA Раствор / связующее Молярность (M) NS / NH Фактическая (МПа) Прогнозируемая (МПа) Ошибка Абсолютная ошибка

96

1 1 30 40 2 0,75 22.60 21,87 −0,73 0,73
0.75 26,70 27,61 0,91 0,91
3 7 30 40 −2 0,75 39.807 38255 0,75 39.807 39.807 28 30 40 2 0,75 65,80 61,87 −3,93 3,93
5 56 56 67,40 64,90 −2,50 2,50
6 90 30 40 2 0,75 68,
68. 7 90 40 40 2 0,75 73.60 72,82 -0,78 0,78
8
8
8
85,60 87,00 1,40 1,40
9 90 70 40 2 0,75 89,70 −1 2 0,75 89,70 −1 90 20 40 2 0,75 56,40 56,55 0,15 0,15
11 90 30 90 30 90 30 75 37.60 32,76 −4,84 4,84
12 90 30 35 2 0,75 2 0,75 561055 13 90 30 45 2 0,75 60,10 61,85 1,75 1,75
14 56,20 55,02 −1,18 1,18
15 90 30 40 6 0,75 74.20 74.2501
74.20 74.2501
90 30 40 4 0,75 71,40 66,26 −5,14 5,14
17 5 0,75 69,30 70,86 1,56 1,56
18 90 30 40 1,5 0,75 1,5 0,75
19 90 30 40 2 2,5 85.60 86,86 1,26 1,26
76.90 76,08 -0,82 0,82
21 90 30 40 2 1,5 71,10
71,10 72,61 1,5 72,61 1,5 90 30 40 2 1 70.10 71.18 1.08 1.08
23 90 30 01 2 40 4075 51,60 51,88 0,28 0,28
Сумма 35,62
Среднее значение 1,37

GB сравнивает молярность с экспериментальным соотношением Соотношение NH, соотношение раствора и связующего и время. Модель ИНС может реалистично предсказать фактическую CS активированного щелочами бетона. Этот результат доказал, что результаты модели ИНС согласуются с экспериментальными результатами.Кроме того, было сделано предположение, что влияние каждого параметра на CS бетона было ясно видно. Например, на диаграмме четко показана зависимость увеличения прочности бетона, активированного щелочами, от повышения концентрации мочевины. Как экспериментальные, так и прогнозируемые 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 экономическим эффектом.Как таковой. молярность 2 была сохранена и принята за 2 для дальнейших работ. Точно так же с увеличением NS / NH прочность улучшалась, как показано на b. В то же время вклад концентрации летучей золы в повышение прочности бетона не был значительным, как показано на c. Напротив, с увеличением отношения GBFS к FA, CS LWC улучшился. Оптимальное повышение прочности было достигнуто при соотношении NS / NH 70/30. Аналогичным образом оптимальное значение отношения раствора к связующему было равно 0.4 (г).

Прогнозируемая и фактическая эволюция активированной щелочью силы в зависимости от молярности ( a ), ( b ) NS / NH, ( c ) FA / GBFS, ( d ) и отношения раствора к связующему .

4.7. Водопоглощение (WA)

показывает влияние опилок на WA-емкость активированных щелочами бетонных смесей при возрасте отверждения 28 дней. WA образцов был повышен по мере увеличения содержания опилок в бетонной матрице.Повышение уровня опилок с 0 до 25, 50, 75 и 100% в качестве заменителя натуральных заполнителей может улучшить WA на 9,7, 10,1, 13,4, 15,2 и 16,9% соответственно. На каждом уровне замены опилок на результат ВА значительно влияло соотношение опилок, речного песка и дробленого гравия. При уровне опилок 25% водопоглощение увеличивалось на 4,1%, и это соотношение увеличивалось с увеличением замены опилок и было зарегистрировано как более 74% при 100% опилках. Как обсуждалось в разделе 3.3, с увеличением содержания опилок возрастала потребность в воде, тем самым увеличивая количество непрореагировавшего диоксида кремния и структурную пористость. Бетоны, содержащие большее количество опилок, показали улучшенную WA, что было связано с гелеобразованием в матрице связующего. Ахмед и др. [6] объясняют высокую WA бетона, содержащего опилки, его пористостью и наличием сплошных каналов. Другая причина такой повышенной способности WA может быть связана, прежде всего, с наличием большого количества свободной воды, которая образовывала капилляры в бетонах, изготовленных из зольного остатка, как продемонстрировали Andrade et al.[55].

Водопоглощение подготовленного бетона при различном содержании опилок.

4.8. Усадка при высыхании (DS)

иллюстрирует испытание в зависимости от возраста изменения значений DS для активированного щелочами бетона, приготовленного с использованием различных уровней опилок в качестве заменителя 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 улучшалось с увеличением сроков отверждения. Включение опилок в бетон, активированный щелочами, на самом деле может улучшить показатели DS, особенно в раннем возрасте.Кроме того, значения DS были снижены с увеличением уровня опилок, что было связано с особенностями микроструктуры опилок. Для всех приготовленных бетонных смесей было замечено, что прирост усадки при высыхании со временем уменьшался; после 7 дней выдержки было зарегистрировано увеличение показателя усадки при высыхании более чем на 40% по сравнению с результатами за 3 дня. Однако этот процент со временем снизился, и менее 6% и 2% были зарегистрированы через 28 и 90 дней соответственно.В возрасте 3 дней добавление опилок в качестве замены натурального заполнителя способствовало снижению усадки при сушке на 2,1, 3,7, 6,2 и 7,1% с 25, 50, 75 и 100% соответственно. Сравнимая тенденция была обнаружена после возраста выдержки 28 дней, и 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 эффектам внутреннего отверждения опилок, обеспечивающих некоторую дополнительную влажность и, таким образом, улучшение реакции DS полученных смесей [56].Фактически, каналы для опилок играли жизненно важную роль, удерживая воду внутри активированной щелочным раствором матрицы, что, в свою очередь, обеспечивало компенсацию необходимого содержания влаги в бетонной матрице, что впоследствии приводило к деформации DS. Сопоставимые результаты были получены Juarez et al. [57] и Тонг и др. [58] о системах на основе цемента с добавками волокон.

Усадка при высыхании подготовленного бетона с различным содержанием опилок.

4.9. Звукопоглощение

Коэффициенты звукопоглощения характеризуют способность материалов поглощать звуковую энергию.показывает 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 низких частотах в диапазоне от 500 до 3000 Гц и имели тенденцию поглощать большее количество звуковой энергии. Акустические свойства предлагаемых бетонов улучшены за счет включения опилок. Коэффициенты звукопоглощения имели тенденцию к увеличению от 0.43 до 0,74 при увеличении степени замещения опилок с 0% до 100% соответственно. иллюстрирует коэффициент снижения шума LWC, приготовленных с различным количеством отходов опилок в качестве естественной замены заполнителя. Результаты показали, что повышение уровня замещения опилок с 0% до 100% привело к улучшению акустических свойств бетона и увеличению коэффициента снижения шума с 0,124 до 0,237 соответственно (). Несколько факторов ответственны за улучшенные характеристики звукопоглощения.Увеличивающееся количество отходов опилок создало больше взаимосвязанных пустот на различных масштабах длины внутри активированной щелочью бетонной матрицы и, таким образом, увеличило коэффициенты снижения шума [59,60,61,62]. Эти пористые материалы показали улучшенное звукопоглощение в высокочастотной области, что указывает на сдвиг частоты звукопоглощения в сторону более высоких значений с увеличением содержания опилок в бетоне. Наблюдаемое уменьшение плотности бетона привело к смещению частоты в сторону более высоких значений.Фактически, опилки, являясь высокопористым веществом, могут увеличивать пористость активированных щелочами паст при включении в матрицу бетона. Повышение коэффициента снижения шума при добавлении агрегатов опилок было связано с увеличением содержания воздуха и увеличением пористости в бетоне, приготовленном с более высокими концентрациями агрегатов опилок. В предыдущих исследованиях [62,63] было обнаружено, что звукопоглощение сильно влияет на пористость и плотность материалов, а коэффициент снижения шума имеет тенденцию к увеличению с уменьшением плотности материалов.Звукопоглощение пористых материалов происходит из-за потерь энергии на трение, возникающее в стенках пористых структур [64]. Следовательно, бетонный образец с долей пустот обычно показывает более высокие значения коэффициентов звукопоглощения во всей частотной области [65].

Коэффициенты звукопоглощения бетонов, приготовленных с разным количеством опилок.

Влияние содержания опилок на коэффициент снижения шума предлагаемых щелочно-активированных бетонов.

Таблица 7

Влияние содержания опилок на коэффициент шумоподавления (NRC).

0 0 0 0258 0,08 0,082436911 5
Частота (Гц) 0% 25% 50% 75% 100%
250 0,040087632 250 0,040087632 501 0,040087632 0 0 0 0 0 0258 9 0253
500 0,050464286 0,0724 0.060480702 0,047957295 0,038381466
1000 0,105207679 0,241543934 0,159514703 0,320
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

Обычно LWC, активируемые щелочью, используются при разделении зданий. Таким образом, важно оценить их тепловые характеристики при нанесении на внешние стены. Для оценки теплофизических свойств предложенных бетонов использовались два метода. Во-первых, влияние включения опилок на теплопроводность бетонов было измерено путем расчета времени теплопередачи при 28-дневном возрасте отверждения ().Результаты испытаний на теплопроводность контрольного бетона и бетона из опилок показали снижение с увеличением уровня опилок в качестве частичной замены мелких / крупных заполнителей. Образец, изготовленный с самым высоким содержанием опилок (100%), показал максимальное время передачи тепла (188 мин) по сравнению с контрольным образцом (0% опилок), которое составило всего 36 минут, в то время как другие три смеси, содержащие 25, 50 и 75% опилок показали увеличение времени теплопередачи на 61, 108 и 149 минут соответственно.Во-вторых, полученные значения коэффициента теплопроводности были использованы для оценки тепловых характеристик предлагаемого легкого бетона. Представленные результаты показывают, что увеличение содержания опилок в качестве замены естественного заполнителя привело к улучшению тепловых свойств предлагаемого бетона. Для всех испытанных образцов величина коэффициента теплопроводности имеет тенденцию к уменьшению с увеличением содержания опилок. Было обнаружено, что значение коэффициента теплопроводности k упало с 0.От 39 до 0,24, 0,19, 0,13 и 0,09 Вт / м · К с увеличением степени замещения от 0 до 25, 50, 75 и 100% соответственно. В исследовании Liu et al. В [65] сообщалось, что улучшение тепловых свойств имеет тенденцию к увеличению с увеличением пористости образцов и уменьшением плотности. Это указывало на то, 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 снизить теплопроводность бетонных смесей. Было признано [66], что это снижение теплопроводности может быть связано с процессом конвекции, в котором плотность пор, распределение и геометрия внутри бетонной матрицы играют значительную роль. показывает соотношение теплопроводности и плотности всех подготовленных бетонов с полученным коэффициентом корреляции 0,9048. Бетоны из легких заполнителей, как известно, проявляют 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 приготовленных бетонов при различном содержании опилок.

Взаимосвязь между временем теплоотдачи и плотностью приготовленных бетонов.

4.11. Экологические и экономические выгоды

Общее количество выбросов CO 2 , стоимость и использование энергии природных заполнителей, включая речной песок, щебень, мелкие и крупные опилки, были рассчитаны для определения жизненного цикла каждого материала (в Разделе 3 .7). Результаты показали, что речной песок и измельченный гравий требовали большего количества дизельного топлива во время синтеза, чем отходы опилок, что привело к увеличению выбросов CO 2 , стоимости и энергопотребления. Природные заполнители потребляли больше 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 затратам энергии, выбросу CO 2 и увеличению затрат природных агрегатов.Выявлено более высокое выделение углекислого газа (0,012 тонны / м 3 ), чем опилок (0,0008 тонны / тонна). Как и в случае выброса CO 2 , затраты на речной песок и щебень были самыми высокими из-за опилок. Это произошло главным образом 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 щебня до 55 и 65 RM / м 3 по сравнению с соответствующими затратами на мелкие и крупные опилки в размере 34.5 и 36 шт. / М 3 . Было показано, что замена натуральных заполнителей легкими мелкими и крупными опилками в щелочно-активированной матрице имеет важное значение для достижения условий устойчивости, таких как более низкое выделение CO 2 , стоимость и использование энергии.

показывает выбросы углекислого газа из подготовленных бетонов при различном содержании опилок. Было изучено влияние замены опилками речного песка и щебня на выделение CO 2 легких бетонов, активированных щелочными растворами.Наблюдалось снижение выброса CO 2 с 10,9 до 8,3, 5,8, 3,3 и 0,8 кг / м 3 с увеличением содержания опилок с 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 природных заполнителей. Это снижение выбросов CO 2 из активированных щелочными растворами бетонов, содержащих опилки в качестве альтернативы натуральным заполнителям, подтвердило возможность простого устойчивого развития в строительном секторе.

Влияние опилок на выброс углекислого газа из готового бетонного заполнителя.

показывает влияние опилок, заменяющих речной песок и щебень, на расчет совокупной стоимости приготовленного бетона. Использование опилок на высоком уровне (100%) вместо песка и гравия также позволило сэкономить деньги. Цена на весовой материал зависела от жизненного цикла (), что показало 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 RM / м 3 с увеличением содержания опилок в качестве заменителя природных заполнителей от 0 до 25, 50, 75 и 100% соответственно. Было показано, что, используя опилки в качестве альтернативы речному песку и щебню, можно получить устойчивый бетон.

Влияние опилок на стоимость готового заполнителя бетона.

отображает потребление энергии приготовленным бетоном по сравнению с различным содержанием опилок. В зависимости от жизненного цикла и использования энергии каждого вещества, был оценен общий расход энергии каждого бетона, активированного щелочным раствором.Энергозатратность производимых бетонов была снижена за счет добавления опилок в качестве заменителя речного песка / щебня. По сравнению с потреблением энергии для бетона 0,15 ГДж / м 3 с содержанием опилок 0% значения были снижены до 0,11, 0,08, 0,05 и 0,022 ГДж / м 3 для смесей, изготовленных с содержанием опилок 25 , 50, 75 и 100% соответственно. Однако все смеси, активируемые щелочным раствором с максимальным количеством опилок (100%), потребляли гораздо меньше энергии, чем смесь, сделанная с натуральными заполнителями (0.15 ГДж / м 3 ). Низкое использование дизельного топлива в течение жизненного цикла опилок может напрямую влиять на конечное использование энергии предлагаемых бетонов. Низкая цена, выделение CO 2 и использование энергии отходами производимых опилок были основными факторами, которые позволили достичь желаемой устойчивости агрегатов, активируемых щелочным раствором.

Энергозатратность бетонов, приготовленных с различным содержанием опилок.

Влияние набухания песка и опилок на прочность опилок бетона

Предупреждающее сообщение

Полнотекстовые ресурсы, относящиеся к этому элементу, доступны для членов сообщества UNB.Авторизуйтесь для просмотра.

Бланшетт, Д. (2000). Влияние набухания песка и опилок на прочность опилок бетона.

Детали
Фамилия:

Бланшет

Имя:

Давид

Титул:

Влияние набухания песка и опилок на прочность опилок бетона

Советник (и):

Бремнер, Т.W.

Дата:

2000

Авторское право:

Недоступно для использования за пределами Университета Нью-Брансуика

Кампус:

Фредериктон

Факультет:

Инженерное дело

Тип:

Старший отчет

Формат:

электронный

Примечание:

Бланшетт, Дэвид (2000).Влияние набухания песка и опилок на прочность опилок бетона. (Отчет старшего инженера № T-1916 2000). Фредериктон: Университет Нью-Брансуика, факультет гражданского строительства T-1916 2000 1882/16278

Zircon — это разработанная WeebPal тема
для Drupal.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *