CC BY
11
Библиографический список
1. Highways Belorus: The encyclopedia (Автомобильные дороги Беларуси: Энциклопедия) / Ed. A.V. Minin. - Minsk : BelEN, 2002. - 672 p.
2. Leonovic et al. // UKIO TECHNOLOGINIS IR EKONOMINIS VYSTYMAS. - 2005. -Vol. XI. - № 4. - Р. 297-301.
3. Krasikov, O.A. Monitoring and strategy of repair of highways (Мониторинг и стратегия ремонта автомобильных дорог) / O.A. Krasikov. - Almaty : KazgosINTI, 2004. - 263 p.
4. Road building materials (Дорожно-строительные материалы) / I.M. Grushko, I.V. Korolev,
I.M. Borshch, G.M. Mishchenko. - M. : Transport, 1983. - 383 p.
5. Leonovich, I.I. A machine for construction, repair and the maintenance of highways (Машины для строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог) / I.I. Leonovich,
A.J. Kotlobaj. - Minsk : BNTU, 2005. - 552 p.
6. Leonovich, I.I. The maintenance and the repair of motor roads. Part 1: General questions of the maintenance and repair (Содержание и ремонт автомобильных дорог) /I.I. Leonovich. -Minsk : BNTU, 2003.
A.L. BAZILEVICH, A.I. KUDYAKOV
TEMPERATURE SEGREGATION OF ROAD CONCRETE MIXES AT CONSTRUCTION OF ROAD SURFACES
The method of estimation of temperature segregation of the road concrete mixes as well as the actions, directed to lowering of temperature segregation at transportation of the road concrete mixes to a place of laying, were offered.
УДК 662.67, 662.73
Н.О. КОПАНИЦА, канд. техн. наук, доцент,
М.А. КОВАЛЕВА, канд. техн. наук,
В.Н. САФРОНОВ, канд. техн. наук, доцент,
ТГАСУ, Томск
ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ВОДЫ НА СВОЙСТВА ТОРФОДРЕВЕСНОЙ КОМПОЗИЦИИ
Исследованы вопросы, связанные с влиянием магнитной обработки воды затворения формовочных смесей на свойства эффективных торфодревесных композиционных материалов. Установлено, что, меняя режимы магнитной обработки воды, можно направленно влиять на прочностные и гидрофизические свойства теплоизоляционных материалов на основе торфа.
Ключевые слова: торф, магнитная обработка, гидрофизические свойства.
Разнообразие областей применения торфа, как одного из самых доступных и ценных видов природного сырья, стимулировали широкий теоретиче-
© Н.О. Копаница, М.А. Ковалева, В.Н. Сафронов, 2009
ский и практический интерес к проблеме его эффективного использования в разных отраслях, в том числе и в производстве таких строительных материалов, как теплоизоляционные и конструктивно-теплоизоляционные плиты и блоки, легкий заполнитель для бетонов, модифицирующие добавки к минеральным вяжущим веществам и др.
Так как торф относится к сложным многокомпонентным системам, в состав которых входят органическая и неорганическая части, большинство исследований посвящено изучению структурных особенностей и физикохимических свойств отдельных составляющих компонентов данного природного сырья [1, 2]. Вместе с тем торф относится к классу полифракционных, полу-коллоидно-высокомолекулярных соединений, обладающих признаками полиэлектролитов и микромозаичной гетерогенности с существованием ряда поверхностно развитых функциональных групп. Наличие последних позволяет предполагать, что формирование композиционных материалов на основе торфа с прогнозируемыми и регулируемыми свойствами возможно не только на основе знаний отдельных структурных компонентов природного сырья, но и с учетом вероятного взаимодействия между его молекулярными образованиями.
Достижимость направленного влияния на структуру и состав торфа для обеспечения требуемых эксплуатационных свойств строительных материалов на его основе связана с использованием различных способов активации, которая может осуществляться на различных уровнях: сырье - формовочная смесь - изделие (рисунок).
Формовочная смесь
Изделие
• химическии • механический 1 электрофизический
• теплофизический
• комбинированный
• химический • механический 1 электрофизический
• теплофизический
• комбинированный
• теплофизический 1 электрофизический
<=
о
п
о
о
0
01 ы
Способы активации в технологии производства строительных материалов на основе торфа
Способность торфа реагировать на различные виды активации, позволяющие регулировать его свойства в различных направлениях, обязана следующим основным причинам:
- сложному составу торфа, включающему как гидрофильные, так и гидрофобные активные функциональные группы;
- агрегатному состоянию торфа, определяемому во многом свойствами дисперсионной среды;
- способности компонентов торфа образовывать сложные по структуре рыхлые агрегаты через взаимодействие непосредственно друг с другом либо через молекулы воды и ионы многовалентных металлов;
- свойствам низинного торфа, которые во многом определяются составом неорганической части торфа. Регулируя обмен ионов водорода карбоксильных групп гуминовых кислот на ионы двух- и трехвалентных металлов, можно направленно воздействовать на структуру торфа;
- проявлению торфом свойств парамагнетизма.
Ранее в работах [2-4] рассматривались вопросы, связанные с исследованиями режимов механохимической активации низинных торфов, позволяющей инициировать в нем вяжущие свойства.
В статье авторами представлены результаты исследований по влиянию на физико-механические свойства торфодревесных композиций при производстве эффективных строительных материалов одного из способов активации формовочной смеси - использования для ее затворения воды, предварительно обработанной магнитным полем.
Особенности влияния различных способов обработки воды затворения в производстве композиционных материалов с использованием минеральных компонентов достаточно глубоко изучены [5, 6], но системные данные о влиянии способов обработки воды для приготовления органоминеральных формовочных смесей практически отсутствуют.
В качестве жидких сред затворения формовочных торфосодержащих смесей использовалась питьевая вода, обработанная магнитным полем с помощью устройства типа магнитной воронки по технологии цикловой активации в диапазоне 0...25 циклов. Для оценки влияния количества циклов магнитной обработки воды затворения на свойства торфодревесных композиций готовились образцы-балочки 40x40x160 мм. Физико-механические свойства затвердевших образцов приведены в таблице.
Свойства торфодревесных композитов с использованием омагниченной воды затворения
№ Количество циклов магнитной обработки воды Прочность при сжатии, при 10 % линейной деформации, МПа Прочность при изгибе, МПа Средняя плотность, кг/м3 Водопоглощение, %
1 0 0,54 0,26 232 148
2 5 0,74 0,34 240 112
3 10 0,74 0,27 238 86
4 15 0,77 0,31 241 75
5 25 0,65 0,25 246 60
Данные, приведенные в таблице, показывают, что использование воды после магнитной обработки для затворения торфодревесной смеси приводит к изменению основных физико-механических характеристик полученных композитов. Прочностные характеристики образцов при использовании воды с 15 циклами магнитной обработки увеличиваются в 1,4 раза, при изменении плотности менее чем на 4 %. Значительное снижение водопоглощения (более чем в 2 раза по сравнению с контрольным) при использовании воды с 25 циклами магнитной обработки позволяет прогнозировать более высокую водостойкость торфодревесных теплоизоляционных материалов. Таким образом, применяя предложенный способ обработки воды затворения, можно достичь избирательного улучшения требуемых характеристик торфодревесного теплоизоляционного материала. Данные закономерности связаны с особенностями физико-химических межфазных взаимодействий и процессов структурообразования в исследуемом объекте. Применение обработанной магнитным полем воды обеспечивает повышение концентрации парамагнитных центров в торфяной смеси, что ускоряет химическое взаимодействие частиц торфа со средой затворения (водой) и влияет на процессы структурообразования торфовяжущего. В традиционных технологических приемах при увлажнении торфа происходит формирование мицелл и образование двойного электрического слоя. При этом на поверхности минеральных частиц торфа с отрицательным знаком активно адсорбируются катионы Ка , так как энергия адсорбции их меньше, чем ионов Са2+ [7]. При увлажнении торфа омагниченной водой активированные ионы Са2+ более интенсивно участвуют в образовании двойного электрического слоя, замещая в сорбированном комплексе катионы Ка+. Один ион Са2+ замещает два катиона Ка+, что приводит к уменьшению количества ионов в неподвижном слое, уменьшается толщина последнего и происходит сжатие диффузионного слоя. Сжатие диффузионного слоя приводит к уменьшению количества воды, связанной одной торфяной частичкой, и следовательно, к уменьшению средней толщины гидратных оболочек и сокращению расстояния между частицами. Это создает условия для более полного проявления сил межмолекулярного взаимодействия частиц и более эффективного распределения воды по торфяной массе с преобладанием в ней закрытых микро- и ультрадисперсных пор. Улучшаются условия для смачивания и прилипания полученного торфовяжущего к частицам древесного заполнителя, что приводит, в конечном счете, к существенно меньшему водопоглощению торфодревесной композиции, увеличению прочностных характеристик без существенного повышения плотности и теплопроводности.
Выводы
Установленные закономерности изменения физико-механических показателей исследуемых композиций свидетельствуют об эффективности применения воды, активированной магнитным полем, в производстве строительных композиционных материалов с торфосодержащей матрицей.
Библиографический список
1. Физические свойства торфа и торфяных залежей / И.И. Лиштван [и др.]. - Минск : Наука и техника, 1985. - 239 с.
2. Торфяные ресурсы Томской области и пути их использования в строительстве / Ю.С. Саркисов, Н.О. Копаница [и др.]. - Томск : STT, 2007. - 290 с.
3. Копаница, Н.О. Исследование вяжущих свойств низинных торфов при производстве теплоизоляционных материалов / Н.О. Копаница, М.А. Калашникова // Вестник ТГАСУ. -2007. - № 1. - С. 210-212.
4. Копаница, Н.О. Перспективы применения теплоизоляционных материалов в ограждающих конструкциях на основе низинных торфов Томской области / Н.О. Копаница, М.А. Калашникова // Кровельные и изоляционные материалы. - 2008. - № 2. - С. 46-48.
5. Сафронов, В.Н. Электрофизичекие технологии активации строительных материалов / В.Н. Сафронов. - Томск : Изд-во ТГАСУ, 2006. - 140 с.
6. Композиционные строительные материалы на активированной воде затворения /
В.Т. Ерофеев, Е.А. Митина [и др.] // Строительные материалы. - 2007. - № 11. - С. 56-57.
7. Мягков, Ю.В. Модель механизма магнитной активации / Ю.В. Мягков, И.В. Мягков // Магнитная обработка водных систем. - М., 1981 . - С. 11-12.
N.O. KOPANITSA, M.A. KOVALEVA, V.N. SAFRONOV
INFLUENCE OF MAGNETIC WATER PROCESSING ON CHARACTERISTICS OF PEAT WOOD COMPOSITIONS
The problems connected to the influence of magnetic water processing for preparing the forming blends on characteristics of the effective peat wood composition materials were studied in this research. It was determined, that it is possible to affect the durability and hydro-physical characteristics of the peat based heat-insulated materials by changing the magnetic water processing modes.
УДК 691.175
А.И. РЕУТОВ, канд. техн. наук, доцент,
ТУСУР, Томск
НАДЕЖНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ И КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Предложена статистическая модель оценки надежности по критерию конструкционной прочности строительных изделий и конструкций из полимерных материалов. Приведены данные о рассеянии и изменении материаловедческих характеристик на всех этапах жизни изделия. Приведена оценка надежности изделий из полимерных материалов на этапах проектирования, производства, эксплуатации.
Ключевые слова: полимерные материалы, строительные изделия, прочность, надежность.
В современной строительной индустрии совместно с традиционными строительными материалами, такими как бетон, древесина, черные и цветные
© А.И. Реутов, 2009
