ПРОИЗВОДСТВО СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ

МИНЕРАЛЬНЫЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

В зависимости от условий, в которых вяжущие вещества спо­собны твердеть, они подразделяются на воздушные, гидравличе­ские и автоклавного твердення. Воздушное вяжущее может твердеть и длительно сохранять свою прочность только на воздухе. К этому виду вяжущих относятся глина, воздушная известь, гипс, жидкое стекло н др.

Гидравлическое вяжущее способно твердеть как па воздухе, так и в воде. К этому виду вяжущих относятся гидравли­ческая известь, портландцемент, пуццолановый цемент и др.

Вяжущее автоклавного твердения наиболее эф­фективно твердеет при автоклавной (гидротермальной) обработке при давлении насыщенного пара 8—15 ати.

Наиболее распространенным минеральным вяжущим при про­изводстве строительных материалов и изделий из древесных от­ходов является портландцемент, реже— известь, магнезиальное вя­жущее, гипс н жидкое стекло. Портландцементом называется гид­равлическое вяжущее вещество, твердеющее в воде и на воздухе, получаемое обжигом сырья, который обеспечивает преобладание в клинкере силикатов кальция. При помоле клинкера добавляют 2—37о гипса для регулирования схватывания. В качестве исход­ного сырья для производства портландцемента применяют такие материалы, как мергели, известняки, мрамор, мел, известковый туф и ракушечник. Химический состав клинкера колеблется в сле­дующих пределах, %:

Окись кальция СаО....................................................................... 65—67%,

» кремнезема Si02........................................................... 21—24%,

» глинозема А1203 ..................................................................... 4—7%,

» железа Ре2Оэ................................................................. 2—4%,

» магния и серного ангидрида MgO + С03 не более 8,5%.

Удельный вес портландцемента 3,05—3,20 г/см3, объемный вес 900—1000 кг/м3 в рыхлом и 1300 кг/м3 в уплотненном состоянии. При твердении портландцементных растворов на воздухе проис­ходит уменьшение, а при твердении в воде увеличение объема.

Портландцемент выпускают следующих марок: 300, 400, 500 и 600. В производстве строительных материалов и изделий с за­полнителем нз древесных отходов применяют, как правило, порт­ландцемент не выше марки 400.

Для материалов повышенной водостойкости может быть при­менен пуццолаповый цемент, являющийся разновидностью порт­ландцемента и получаемый совместным или раздельным помолом портландцементного клинкера и активных минеральных добавок (трепела, диатомита и т. д. в количестве от 20 до 45% от веса це­мента). Всего изготовляют около 10 разновидностей цемента, боль­шинство из которых может быть с успехом использовано в произ­водстве материалов из отходов.

Гипсовые вяжущие материалы получают тепловой обра­боткой гипсового камня и его помола до или после обработки. Строительный гипс представляет собой продукт обжига материа­лов, содержащих двуводный гипс, который при 140—170° С пере­ходит в полуводнын. Объемный вес «обожженного» гипса состав­ляет 800—1000 кг/м3.

Процесс твердения строительного гипса заключается в том, что сначала происходит растворение в воде полуводного гипса, а затем химическое превращение его в двуводный. Гипс 1-го сорта обеспе­чивает пречность образцов (при достижении ими постоянного
веса) при сжатии не менее 100 кгс/см2, а гипс 2-го сорта — не менее 75 кгс/см2.

Высокопрочный или технический гипс изютовляют тепловлаж - ностной обработкой гипса паром под давлением в герметически закрытом автоклаве. После обработки гипс сушат в сушильном барабане и измельчают в порошок. Высокопрочный гипс выраба­тывают прочностью 200, 250, 300, 350, и 400 кгс/см2. Гипсовые вя­жущие при взаимодействии с водой дают нейтральную среду в отличии от цемента, который в реакции с водой дает щелочную среду. Различие в кислотности среды проявляется прн использо­вании этих вяжущих в производстве материалов из древесных от­ходов.

Экстрактивные вещества древесины, взаимодействуя с щелоч­ной средой цементного раствора, образуют соединения, препят­ствующие твердению цементного монолита. Этого явления нет при использовании в качестве вяжущего гипса.

Г и п со це м ентн о - п у ццо л а н о вое вяжущее (ГЦПВ) представляет собой гидравлическое вяжущее вещество, получаемое смешиванием в определенной пропорции строительного гипса, пуц- цоланового портландцемента марки не ниже 300, а также мине­ральной добавки (трепел, опока, диатомит и др.). На 100 кг ГЦПВ обычно расходуется от 50 до 80 кг полуводного гипса и от 20 до 50 кг пуццоланового портландцемента и активной минеральной добавки. По пределу прочности при сжатии вяжущее подразде­ляется на две марки— 100 и 150.

Известь по условиям твердения подразделяется на воздуш­ную и гидравлическую. Воздушную известь изготовляют обжигом (при 900—1300° С) известняков, мела, ракушечников

Воздушную известь изготовляют следующих видов: известь негашеную (кнпелку) путем обжига указанных пород; известь гидратную (пушонку) путем гидратации негашеной извести водой (около 50% от веса негашеной извести). Кипелку часто исполь­зуют для получения известково-очажного или известково-песча - ного вяжущего, применяемого при производстве бетонов на основе отходов. Для этого кипелку вместе с очажными остатками в виде кирпичного боя, зольными и шлаковыми добавками и песком сна­чала измельчают на молотковой дробилке типа СМ-218, а затем на вибропомольной установке (с вибромельницей М-230).

Гидравлическую известь изготовляют обжигом (при 900— 1000° С не до спекания) мергелистых известняков, содержащих от 6 до 20% глинистых примесей.

Магнезиальные вяжущие изготовляют на основе доло­мита (СаСОз - MgC03) или магнезита (MgC03). Доломит обжи­гают при 650—750° С, а магнезит при 800—850° С. Продукт обжига подвергают помолу в шаровых мельницах. В отличие от дру­гих магнезиальные вяжущие затворяют не водой, а водным раство­ром хлористого магния (MgCb • 6Н2О). Для приготовления магне­зиального раствора применяют следующую дозировку по весу: MgO 62—67%, MgCl2.6H20 33—38%.

Жидкое стекло в зависимости от вида исходного сырья подразделяется па калиевое и натриевое. Применяют стекло в виде водных растворов в качестве вяжущего (в сочетании с крем не­фтористым натром и тонкомолотыми минеральными добавками) для изготовления некоторых видов изделий на основе древесных отходов, а также для ускорения схватывания и твердения легких бетонов на основе древесных отходов. Сроки схватывания некото­рых видов вяжущих, применяемых в производстве строительных материалов и изделий, приведены в табл. 38.