автореферат диссертации по обработке конструкционных материалов в машиностроении, 05.03.05, диссертация на тему:Лигнополимерсиликатный арболит

На правах рукогшси

Соломонова Елена Борисовна

ЛИГНОПОЛИМЕРСИЛИКАТНЫЙ АРБОЛИТ

05.03.05 - Строительные материалы и изделия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск 2004

Работа выполнена в Новосибирском- государственном архитектурно-строительном университете (Сибстрин) и в Хакасском техническом институте - филиале Красноярского государственного технического университета

Научныйруководитель:

Заслуженный деятель

науки и техники РФ, доктор технических наук, профессор В.М. Хрулев

Официальные оппоненты: доктор технических

наук, профессор А.П. Пичугин

кандидат технических наук, с.н.с. Б.К. Скрипкин

Ведущая организация: Сибирский государственный технологический университет, г. Красноярск

Защита состоится "29" ЦУОЦ А 2004 г., в 45 ~ч ас о в на заседании диссертационного Совета Д.212.171.02 в Новосибирском государственном архитектурно-строительном университете (Сибстрин) по адресу:

630008, Новосибирск-8, ул. Ленинградская 113, учебный корпус, ауд. 239

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан " ¿з» мая

2004г.

Ученый секретарь диссертЗДионного

совета, к. т. н., доцент д /

с

Про^алинскнй АД.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Ведущим направлением технической политики энерго- и ресурсосбережения в производстве строительных материалов является комплексное использование сырья, в том числе органических и минеральных отходов промышленности, создание на их основе новых органо-минеральных композитов, в частности, арболита с улучшенными свойствами для теплоизоляции и конструктивного применения в малоэтажном домостроении.

Опыт показывает, что свойства арболита заметно улучшаются при использовании полимерсиликатного вяжущего — жидкого силиката натрия, модифицированного добавками полимеров. По сравнению с цементным полимерсиликатный арболит обладает повышенной водо- и атмосферостойкостью, меньшей теплопроводностью, пониженной горючестью. Технология его проста и экологически безвредна.

В то же время действие полимерных добавок на силикатное вяжущее еще недостаточно изучено, в частности не определено их влияние на процесс твердения и адгезию к древесному заполнителю.

Это послужило основой диссертационного исследования, которое выполнялось в рамках комплексной программы энерго- и ресурсосбережения в строительстве Республики Хакасия, в соответствии с межвузовскими научно-техническими программами «Строительство» и «Интеграция науки и высшего образования», по плановой бюджетной теме НГАСУ «Разработка полимерсиликатных систем и создание нового класса материалов на их основе».

Цель исследования: Разработать состав и предложить технологию получения арболита на модифицированном силикатном вяжущем с применением лигнина как эффективного компонента, улучшающего структуру и эксплутационные свойства материала.

РОС НАЦИОНАЛЬНА* БИБЛИОТЕКА

ОЭ

Задачи исследования:

• Проанализировать составы, свойства, технологию и опыт применения различных видов арболита;

• Изучить существующий опыт по свойствам, составам и способам изготовления арболита на минеральных и органоминеральных вяжущих;

• Подобрать и оптимизировать состав арболита на силикатном вяжущем с добавками бутадиенстирольного латекса и гидролизного лигнина как наполнителя и заполнителя, изучить свойства сырьевых компонентов;

• Определить основные технические свойства арболита на силикатном вяжущем с добавками латекса и лигнина;

• Предложить технологию изготовления лигнополимерсиликатного арболита;

• Произвести опытную проверку эксплутационных свойств разработанного материала и оценить технико-экономическую эффективность его производства и применения.

Научная новизна:

• Введение тонкодисперсного лигнина (с размером частиц 10-100 мкм) повышает прочность полимерсиликатного вяжущего, содержащего растворимое стекло, кремнефторид натрия и бутадиенстирольный латекс. При введении 3 - 5 % лигнина прочность при растяжении образцов затвердевшего вяжущего увеличивается с 0,5 до 0,751,0 МПа. Зависимость прочности от содержания лигнина имеет экстремальный характер и связана с количеством латекса в вяжущем. Оптимальное содержание в вяжущем составляет (мас.%): лигнин -3...5; латекс - 3...7. Добавление лигнина усиливает адгезию вяжущего к поверхности древесного заполнителя;

• Введение лигнина существенно повышает водостойкость полимерсиликатного вяжущего как при кратковременном, так и при длительном

воздействии влаги. При содержании лигнина до 5 % мас. коэффициент водостойкости составляет 0,80,82. Добавление лигнина обеспечивает снижение водопоглощения полимерсиликатного вяжущего и уменьшение его набухания в 1,34 раза;

• Использование в качестве наполнителя арболита лигнина с размером частиц 2-2,5 мм позволяет уменьшить плотность материала, сократить расход древесных опилок, исключить использование портландцемента и необходимость тепловлажностной обработки изделий. При содержании в составе арболита до 45 мас. % лигнина, до 25 мас.% опилок и 30-35 мас. % лигнополимерсиликатного вяжущего прочность при сжатии арболита составляет 0,87 МПа, плотность 450 кг/м. Арболит не изменяет существенно свою прочность при насыщении водой;

• Существенное уменьшение теплопроводности арболита обеспечивается, если объемное содержание лигнина больше, чем древесных частиц. Вследствие развитой пористости частиц лигнина коэффициент теплопроводности арболита с его добавкой составляет 0,06 Вт/м°С. Снижению теплопроводности способствует применение вспененного вяжущего.

Практическое значение:

• Предложен состав лигнополимерсиликатного вяжущего, содержащий (мас.%): жидкое стекло -72... 82; кремнефторид натрия - 8... 10; тонкодисперсный лигнин (10-100 мкм) - 3...5; бугадиенстирольный латекс — 3...7. Вяжущее имеет жизнеспособность 45-70 мин, прочность при растяжении 0,6 - 0,91 МПа, адгезию к древесному заполнителю 0,3 - 0,4 МПа (заявка на изобретение № 2003124410/03 (025886) от 04.08.03 «Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий»);

• Предложен состав арболита на лигнополимерсиликатном вяжущем (мас.%): вяжущее - 30...35; древесный заполнитель - 25...30; зерновой лигнин (2-2,5 мм) - 35...45. Материал имеет

плотность 450-500кг/м3, прочность при сжатии 0,871,02 МПа, коэффициент теплопроводности 0,06-0,07 Вт/м°С (заявка на патент № 2004105131/03(005391) от 20.02.04 «Способ изготовления теплоизоляционного материала»);

• Разработана, прошла производственную экспертизу и проверена в производственных условиях технология лигнополимерсиликатного арболита. Она может быть реализована на типовом оборудовании для изготовления арболита;

• Разработана «Временная инструкция по изготовлению лигнополимерсиликатного арболита», утверждена производственным предприятием «Технология» г. Абакана в 2004г.;

• Результаты исследования использованы в дипломном проектировании по специальности «Промышленное и гражданское строительство» в Хакасском техническом институте.

Апробация работы: Результаты исследования доложены на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Новосибирского

государственного архитектурно-строительного университета и Хакасского технического института в 2002, 2003, 2004 г.г.; на научно-технических конференциях: «Устойчивое развитие Северо-Запада России», Архангельск, 2002 г.; «Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций», Волгоград, 2003 г.; «Ресурсы, технологии, рынок строительных материалов XXI века», Новосибирск, 2003 г.; «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии», Тула, 2003 г.; «Актуальные проблемы градостроительства и жилищно-коммунального комплекса», Москва, 2003 г.; «Перспективы синергетики в XXI веке», Белгород, 2003 г.; «Проблемы строительного комплекса России», Уфа, 2004.; «Экология, образование, наука, промышленность и здоровье», Белгород, 2004 г.

Публикации, Основные положения работы опубликованы в 9 печатных трудах: 3 статьи, в т.ч. журнал «Жилищное строительство» (с внешним рецензированием);

доклады (тезисы) в сборниках Международных и Всероссийских научно-технических конференций.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, основных выводов и приложений; содержит 149 страниц машинописного текста, 17 таблиц, 25 рисунков, список использованной литературы из 100 наименований.

Автор защищает:

♦ Результаты анализа свойств и технологии изготовления существующих видов арболита на силикатном вяжущем;

♦ Состав нового материала и комплекс его технических свойств;

♦ Основные технологические параметры и схему изготовления лигнополимерсиликатного арболита;

♦ Результаты опытно-производственной проверки свойств и технологии изготовления полученного материала, экономическую целесообразность применения лигнополимерсиликатного арболита;

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение раскрывает значение древесных композиционных материалов с использованием отходов и органо-минеральных вяжущих, обеспечивающих высокие эксплуатационные свойства и стойкость против экстрактивных веществ древесины, обосновывает применение гидролизного лигнина, как эффективного заполнителя и структурообразующего микронаполнителя. Сформулированы цель исследования, показаны научная новизна и направления практической реализации результатов исследования.

В первой главе (Состав, технология и свойства арболита) содержатся сведения о свойствах и технологии арболита на различных вяжущих и заполнителях. Проанализированы свойства минеральных вяжущих - портландцемента, гипса, извести, шлакощелочного, магнезиального, белитошламового цементов и растворимого силиката натрия. Показано

значение полимерных добавок для улучшения свойств материала, раскрыты новые области применения арболита на органоминеральных вяжущих.

В области изучения свойств, технологии и применения арболита известны работы А.А. Акчабаева, Б.А. Батырбаева, Ю.Г. Иващенко, И.К. Касимова, И.Х. Наназашвили, А.П. Пичугина, B.C. Подчуфарова, ИА. Рыбьева, Б.К. Скрипкина, П.И. Филимонова, А.С. Щербакова, В.Г. Хозина.

Исследования по применению лигнина в строительных материалах изложены в трудах В.Ф. Завадского, В.М. Никифорова, Э.П. Плотникова, В.М. Селиванова, А.А. Тинникова, Т.Ю. Химерик, М.И. Чудакова.

Общим вопросам теории структурообразования древесных композитов с применением микронаполнителей, в том числе органических, посвящены работы С.М. Байболова, А.Н.. Бобрышева, В.Н.. Вырового,.В.М. Курдюмовой, Н.А. Машкина, В.И. Соломатова, В.М: Хрулева.

Литературный анализ показал, что в технологии арболита наряду с традиционными минеральными вяжущими проявляется интерес к органо-минеральным композициям, применению вяжущих, модифицированных полимерами. К таким вяжущим относится растворимый силикат натрия, модифицированный латексом. При его твердении формируется полимерподобная структура с

ориентированными звеньями кремнегеля. Он не восприимчив к водным экстрактам древесины, способен твердеть в контакте с заполнителями, имеющими кислую реакцию.

Особое внимание заслуживает гидролизный лигнин как микронаполнитель силикатного вяжущего и зерновой заполнитель арболита. Как микронаполнитель лигнин способен упрочнять структуру вяжущего, а как заполнитель — улучшать теплоизоляционные свойства материала, благодаря высокопористому строению частиц, их биологической и химической стойкости.

Анализ взаимодействия компонентов в системе «жидкое натриевое стекло: полимерная добавка: порошок лигнина», а также совместимость этой системы с древесным и

лигнинным заполнителями лежит в основе научной гипотезы работы и обосновывает практическую осуществимость получения нового вида теплоизоляционного материала - липюполимерсиликатного арболита.

Во второй главе (Материалы и методы исследований) содержатся характеристики сырья и материалов, описаны методы определения свойств и структуры вяжущего и арболита, включая методы оценки достоверности результатов и физико-химического анализа.

В опытах использовали натриевое жидкое стекло (ГОСТ 13078 - 81), плотностью - 1,35 г/см3; с силикатным модулем - 2,0; рН - 10,8. Отвердитель - кремнефторид натрия -Na2SiF6 (ТУ 113-08-587-87). Полимерная добавка -бутадиенстирольный латекс СКС - 65 ГП (ГОСТ 10564 - 75). Наполнитель - тонкомолотый гидролизный лигнин, содержащий, %: 48,3 - 72,0 собственно лигнина; 17,6 - 9,1 смолы; 12,6-31,9 полисахаридов; 2,7 - 9,6 золы; 0,4 - 2,4 кислотного остатка и др. Влажность частиц менее 10 %, набухание не более 1,5 %, удельная поверхность 2500 -3000см2/г, размер частиц 10-100 мкм.

В качестве древесного заполнителя использовали опилки, размером до 2,5 - 5мм, от раскроя сосновых бревен. Средняя плотность 450 - 500 кг/м3, насыпная плотность 350 кг/м3; общая пористость 75-80 %.

Лигнин - заполнитель брали из отвалов Усть-Абаканского гидролизного завода, рассеивали по фракциям 5; 2,5; 1,25 мм и высушивали. Модуль крупности высушенного лигнина 2,76. Общий объем микропор в частицах 1,25 см3/г. Плотность лигнинного вещества 1,331,34 г/см3, насыпная плотность 190-220 кг/м3 при влажности соответственно 6 и 65 %. Коэффициент теплопроводности при указанной влажности 0,470 и 0,0789 Вт/м°С, общая пористость 83,5-85 %. Водородный показатель водной вытяжки рН = 3,5-4.

Адгезию вяжущего к материалу древесного заполнителя определяли на образцах восьмерках, в шейке которых находилась пиленая пластинка из древесины сосны. Вязкость лигнополимерсиликатного состава и ее отдельных

компонентов определяли с помощью чашечного вискозиметра ВЗ - 4, а при повышенной густоте — прибором Вика. Для определения гидрофизических свойств -водостойкости, водопоглощения, набухания пользовались стандартными методами, принятыми для бетонов. Теплопроводность арболита определяли с помощью электронного измерителя ИТП - МГ4 по скорости изменения температуры теплового зонда.

Прочность вяжущего определяли методом растяжения образцов - восьмерок, а прочность арболита методом сжатия образцов - кубов размером 5x5x5 см, при скорости нагружения 5 - 10 мм/мин. В зависимости от деформируемости материала за разрушающую принимали нагрузку, соответствующую 10 %- ной деформации образца или нагрузку, за которой следовало полное разрушение материала.

При переводе массового соотношения вяжущего к объемному обнаружено, что лигнин занимает 1/2 - 1/3 объема, при этом расход жидкого стекла оказывается завышенным. Материал утяжеляется, теплопроводность его увеличивается и не соответствует значениям для теплоизоляционного арболита. Поэтому производилась его поризация при помощи кератинового пенообразователя.

Водопоглощение вяжущего определяли на образцах -кубиках с размерами сторон 2x2x2 см, при кратковременном (24 ч) и длительном (30 сут) вымачивании. На этих же образцах определяли набухание, с помощью индикатора с точностью деления 0,001 мм. Водостойкость оценивали по коэффициенту размягчения.

Микроструктуру вяжущего изучали методом рентгенофазового анализа на приборе ARL-9800XRF-XRD с дифрактометром типа CubiXRD PRO. Прибор позволяет испытывать образцы без предварительной настройки на природу материала и может производить анализы в порошках.

В третьей главе (Технология и свойства лигнополимерсжикатного вяжущего) приводятся исследования структуры, и свойств лигнополимерсиликатного вяжущего.

Состав вяжущего и состав арболита оптимизировали по плану двухфакторного эксперимента. Основываясь на теории композиционных материалов в силовом поле микрочастиц гидролизного лигнина вполне вероятно образование участков упорядоченной матрицы. Поэтому за критерий оптимизации Ув принята прочность образцов при растяжении, МПа. В качестве переменных факторов- принимали: содержание лигнина; (х1), мас. % и содержание: бутадиенстирольного латекса (хг), мае. %.

За критерий оптимизации состава арболита Уа принята плотность материала, кг/м3. Переменными факторами приняты: х1 - отношение массы зерен лигнина к массе лигнополимерсиликатного вяжущего; х2 — отношение массы древесных опилок к тому же количеству вяжущего.

Получены уравнения регрессии:

ув=0,34+0,045х1+0,025х2+0,01х1х2 (1)

Уа=423,75-65х1-15х2+46,25х1х2 (2)

Уравнения показывают, что • лигнин улучшает основные свойства вяжущего и арболита: повышает прочность вяжущего и снижает плотность арболита. В результате можно ожидать усиление адгезии вяжущего к заполнителю и снижение теплопроводности арболита.

Установлен оптимальный состав вяжущего (мас. %): жидкое стекло - 82 - 78; кремнефторид (отвердитель)- 8 -10; лигнин - 3 - 5; латекс - 7 - 3. Состав арболита (мас. %): вяжущее- 30-35; древесные опилки -25-30;. зерна лигнина-35-45.

При поризации жидкого стекла кератиновым пенообразователем соотношение компонентов состава изменяется (мас. %): жидкое стекло - 35 - 33; водный раствор кератинового пенообразователя (1:40) — 44 — 41; кремнефторид натрия - 4,3 - 4,1; лигнин - 8,5 - 12; латекс -7,7-10,4.

Введение лигнина значительно влияет на вязкость состава и его жизнеспособность (рис. 1). Вязкость жидкого

стекла с отвердителем (кривая 1) изменяется медленно. После введения латекса начальная вязкость снижается из-за влияния его водной фазы (кривая 2), но по истечении 65 -67 мин она превышает вязкость жидкостекольного состава. В случае лигнополимерсиликатной композиции ее вязкость увеличивается по интенсивно возрастающей кривой (3) и через 65 - 67 мин достигает предельной величины, которую может измерять вискозиметр ВЗ — 4. Указанный период времени соответствует жизнеспособности состава, которую можно измерить по визкозиметру ВЗ - 4. По опыту изготовления арболита на минеральных вяжущих (цементных, гипсовых и др.) известно, что их рабочая вязкость (консистенция, густота) гораздо больше, чем измеряемая визкозиметром ВЗ - 4. Соответственно и жизнеспособность лигнополимерсиликатного вяжущего может быть больше, поэтому следует применять методы, принятые для измерения густоты цементного теста, например прибор Вика.

103

ч V

I

£3

О 8:

Ею2 §

I

О

>» ю

ЖИЭНЕ С вязк способность юнечной эстью 250 с Я 1 5 / /

N

• • --■—г"""" —*ь л А 1 2 • 1 1 /' / V ^ 1

д А » __ • •

30

60

90

120

Продолжительность испытаний, мин Рис. 1 Изменение вязкости жидкостекольного (1), полимерсиликатного (2) и лигнополимерсиликатного (3) составов

Опыты показали, что измерение вязкости (густоты) прибором Вика позволяет выявить влияние пределов

содержания лигнина на рабочую жизнеспособность состава (рис. 2). Так, при минимальной добавке лигнина - 3 % жизнеспособность превышает 1 ч, что вполне достаточно для технологических операций приготовления арболита. При добавке 5 % лигнина, определенной планированием эксперимента как оптимальной, жизнеспособность составляет 45 мин, это нормальная продолжительность совершения всех операций по приготовлению арболита.

Содержание лигнина, мае %

Рис. 2 Влияние добавки лигнина на жизнеспособность лигнополимерсиликатного вяжущего, содержащего 5 % латекса

Добавки лигнина повышают прочность вяжущего при растяжении. В области оптимального содержания, 3 %- 5 %, прочность составляет 0,6 - 0,91 МПа (рис. 3). Изменение прочности и достижение ее максимума зависит от содержания латекса. Так, при 7%-ной добавке латекса прочность вяжущего наибольшая (кривая 3). Очевидно, в присутствии повышенного количества латекса микрочастицы лигнина распределяются наиболее равномерно, структура материала улучшается.

Подобный эффект обнаруживается при определении адгезионной прочности и ее зависимости от содержания лигнина. Максимальная прочность адгезии составляет

0,41 МПа (рис. 4), что примерно вдвое ниже, чем прочность самого вяжущего. Это объясняется характером разрушения соединения, которое происходит по материалу заполнителя, являющимся наиболее слабым звеном в структуре арболита.

£ 1.0

о

0,75

0.5

' 0,25

* ¥ Г У "Ч V ч3

о А >•" 'Г-

■г*

! 3 4 5 6

Содержание лигнина, мае %

Рис. 3 Прочность лигнополимерсиликатного вяжущего с добавкой латекса в количестве (мас. %): 1 - 3 %; 2-5 %; 3-7 %.

0,55

§0.45

8.

£ 0,35

0,25

О — «» Л

О в А ._«д. Л N 2

—____^

8

Содержание лигнина, мас!

Рис. 4 Влияние лигнина на адгезионную прочность лигнополимерсиликатного вяжущего 1 - при 5 % содержании латекса; 2 - при 3 % содержании латекса

Из рис. 4 видно, что изменение адгезионной прочности зависит от содержания латекса. Таким образом, адгезия, как и

прочность самого вяжущего, зависят от содержания лигнина и латекса. Их совместное влияние выражается регрессионным уравнением (1). Влияние лигнина на адгезионную прочность носит экстремальный характер (рис. 4). В зоне максимума соотношение между лигнином и латексом таково, что появляется наиболее благоприятные условия для смачивания каждой частицы лигнина и поверхности заполнителя.

Лигнин существенно влияет на водостойкость вяжущего как при кратковременном, так и при длительном действии влаги. Одновременно на водостойкость влияют добавки латекса. Относительное действие этих добавок также зависит от продолжительности вымачивания. Например, при кратковременном вымачивании водостойкость более зависит от содержания лигнина, а при длительном - от содержания латекса. Поскольку теплоизоляционные материалы обычно подвержены кратковременному действию влаги, то в данном случае влияние лигнина существенно для обеспечения водостойкости материала. Уже при содержании лигнина 3% коэффициент водостойкости составляет 0,89. Чтобы обеспечить водостойкость при длительном (30 сут) вымачивании необходимо довести содержание латекса до 8 %. Технологически, такое содержание нежелательно, т.к. замедляется процесс твердения, поэтому длителыгую водостойкость лучше обеспечивать добавками лигнина. При содержании лигнина 5 - 7 % коэффициент водостойкости составляет от 0,8 - 0,82, т.е. материал водостоек даже при длительном вымачивании.

Водопоглощение затвердевшего вяжущего в большей степени зависит от содержания латекса. При введении латекса до 3 % водопоглощение через 24 ч составляет 1,21 %, а через 30 сут 1,87 %. Таким образом, малые добавки латекса стабильно ограничивают водопоглощение вяжущего. Введение в полимерсиликатное вяжущее добавок лигнина изменяет кинетику водопоглощения. В первые сутки водопоглощение составляет 1,49 % , через 30 сут - 1,97 %, это меньше чем у полимерсиликатного состава на 0,53 %.

Набухание вяжущего определяли при содержании в жидком стекле 3 % латекса, а так же при содержании в полимерсиликатном вяжущем 5 % порошкообразного лигнина. По результатам испытаний набухание полимерсилнкатного состава незначительно в течение первых 10 ч — 0,25 %, однако, уже через 100 ч набухание возрастает примерно вдвое. По - иному набухают образцы с лигнином. При содержании лигнина 5 % набухание за 100 ч не превышает 0,5 %. В дальнейшем набухание лигнополимерсиликатного вяжущего стабилизируется до уровня 0,6 - 0,7 %. Таким образом, лигнин ограничивает набухание лигнополимерсиликатного вяжущего, тогда как у полимерсиликатного оно выше (после 100 ч вымачивания) в 1,34 раза. Ограниченное набухание лигнополимерсиликата связано с тем, что частицы лигнина взятые из отвалов, т.е. прошедшие обработку серной кислотой теряют способность к набуханию и остаются стабильные по форме при любых температурно-влажностных режимах.

При изучении рентгенограмм силиката натрия, полимерсиликата и лигнополимерсиликата установлено, что добавки порошкообразного лигнина способствуют структурной стабильности материала и более высокой его долговечности, по сравнению, например, с цементным арболитом.

Приведенные выше результаты показывают, что добавки лигнина в оптимальных соотношениях с латексом повышают прочность лигнополимерсиликатного вяжущего, усиливают адгезию к поверхности заполнителя, ограничивают набухание, повышают водостойкость и упорядочивают структуру материала.

В четвертой главе (Технология и свойства лигнополимерсиликатного арболита) приводятся свойства, технология и опытно-промышленные испытания лигнополимерсиликатного арболита.

Испытывали арболит оптимизированного состава (мае. %): вяжущее — 30 -35; лигнин - 35 — 45; древесные опилки - 25 - 30. При указанном соотношении компонентов

получен арболита класса В 0,75. Плотность материала при влажности 22 % составила в среднем 450 кг/м3.

Прочность материала на сжатие при данной плотности находится в пределах 0,87 - 1,02 МПа. Установлено влияние расхода вяжущего на прочность. При повышенном расходе (40%) прочность возрастает до 1,17 МПа, при пониженном (25 %) уменьшается до 0,69 МПа. Такое же уменьшение происходит при повышенном расходе древесного заполнителя, например при содержании древесных опилок до 40 % по массе. При содержании лигнина до 45 % и древесного заполнителя до 25 % прочность лигнополимерсиликатного арболита на сжатие составляет 0,87 МПа при плотности 450 кг/м3.

На водопоглощение лигнополимерсиликатного арболита влияет соотношение компонентов состава, так при расходе вяжущего 30 — 35 мае %, лигнина - 35 - 45 мае %, древесных опилок — 25 — 30 мас % водопоглощение находится в пределах 39 - 57 %. Высокая пористость частиц лигнина приводит к избыточному водопоглощению. В связи с этим расход заполнителя лигнина должен ограничиваться, в соответствии с оптимизационными расчетами.

Несмотря на повышенное водопоглощение арболита (47 % при плотности 450 кг/м3) коэффициент размягчения достаточно высок — 0,81. Это говорит о том, что после насыщения водой, арболит не изменяет существенно свою прочность на сжатие. Однако при плотности 510-520 кг/м3 коэффициент размягчения ниже 0,81. Это возможно из-за набухания древесного заполнителя. Величина коэффициента размягчения в большинстве случаев лежит в пределах от 0,57 до 0,81. Таким образом, лигнополимерсиликатный арболит, при плотности не менее 450 кг/м3, может быть отнесен к водостойким материалам.

Объемное превышение частиц лигнина по сравнению с древесными частицами придает материалу пониженную теплопроводность. Благодаря развитой пористости лигнина, коэффициент теплопроводности материала составляет 0,06 Вт/м°С. Заметное влияние на теплопроводность оказывает применение вспененного вяжущего. При его

расходе от 30 до 35 % по массе теплопроводность изменяется от 0,06 до 0,07 Вт/м°С. Совмещение поризованного вяжущего с высокопористым лигнином и умеренно пористыми частицами древесного заполнителя создает усредненно пористую структуру материала, что положительно сказывается на его теплосопротивлении.

Проверка лигнополисмерсиликатного арболита на горючесть по стандартному методу измерения потери массы в керамической трубе под действием пламени газовой горелки показало, что материал относится к категории негорючих по СНиП 21-01 -97 (заключение Черногорскго отделения госпожнадзора, Министерства по делам гражданской обороны и чрезвычайных ситуаций Республики Хакасия).

По биостойкости разработанный материал относится к IV классу опасности, который означает низкую степень воздействия разрушающих грибов на арболит, вследствие содержания в нем биологически инертного гидролизного лигнина. Последний является отходом химической переработки древесины и должен проверяться на токсичность. В соответствии с «Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды», утвержденных приказом Министерства природных ресурсов России от 15.06.2001 г. № 511 лигнин признан не токсичным материалом. Степень токсичности другого компонента арболита - бутадиенстирольного латекса, который находится в материале в отвержденном состоянии, признана незначительной, согласно проверке по приведенным выше «Критериям» (заключение отдела нормирования, анализа состояния окружающей среды и экологического мониторинга Управления природных ресурсов и охраны окружающей среды по Республике Хакасия). Материал является радиационно безопасным.

Технология изготовления лигнполимерсиликатного арболита включает подготовку сырья (сушка, фракционирование), приготовление вспененного вяжущего, смешение компонентов состава в бетоносмесителе марки С-209, укладку смеси в формы для плит 50 х 50 х 22 см,

твердение изделий в формах без пригруза. Средства механизации технологии (сушильные аппараты, ситовые анализаторы, весовые дозаторы, транспортеры, смесители, сушилки и т.д.) используются из набора типового оборудования цехов арболита.

Изготовленные по данной технологии опытные изделия из арболита подтвердили свойства полученные в лабораторных условиях: плотность материала 454 кг/м3, прочность на сжатие 0,79 МПа, водопоглощение 49 %, теплопроводность 0,068 Вт/м°С. Согласно экспертному заключению ОАО «Стройиндустрия» г. Ачинск, Красноярский край по результатам производственной проверки полученный арболит удовлетворяет требованиям ГОСТ 19222-84 «Арболит и изделия из него» как теплоизоляционный. Рекомендуется для теплоизоляции ограждающих конструкций малоэтажных зданий производственного назначения и жилых домов поселкового типа.

На основании лабораторных экспериментов и производственной проверки технологии разработана «Временная инструкция по изготовлению

лигнополимерсиликатного арболита»; утверждена производственным предприятием «Технология» г. Абакан, 2004 г.

Себестоимость готового изделия — 188 руб; в сравнении с арболитом на портландцементе М 400 экономический эффект от применения лигнополимерсиликатного арболита составляет - 64721 руб в год при планируемом объеме производства 16848 м3. Эффективность обусловлена использованием недорогого сырья (отходов производства) и повышенной долговечностью материала.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ производства и применения различных видов арболита показывает, что эффективным вяжущим, твердение которого не зависит от экстрактов древесного заполнителя, могут быть полимерсиликатные композиции на основе натриевого жидкого стекла. Из патентных источников следует, что в качестве заполнителя арболита наиболее

эффективно сочетание древесных частиц и гидролизного лигнина, что обеспечивает регулируемость свойств материала.

2. Предложен и заявлен на патентование новый состав полимерсиликатного вяжущего для арболита, отличающийся содержанием тонкодисперсного порошка лигнина, вводимого в количестве 3 - 5 % от массы жидкого стекла и бутадиенстирольного латекса 3 - 7 %. Установлено, что порошкообразный лигнин может быть совмещен с жидкостеколыюй композицией благодаря присутствию в ней латекса.

3. Получен и оптимизирован состав лигнополимерсиликатного вяжущего (мае. %): жидкое стекло - 82 - 78; кремнефторид натрия (отвердитель)- 8 -10; тонкодисперсный лигнин - 3- 5; бутадиенстирольный латекс - 7 - 3. Вяжущее имеет жизнеспособность 45 -70 мин; прочность при растяжении - 0,60 - 0,91 МПа, адгезию к заполнителю -0,3 - 0,4 МПа; водопоглощение и набухание за 24 ч - соответственно 1,5 и 0,3%.

4. Получен и оптимизирован состав арболита на лигнополимерсиликатном вяжущем (мас. %): вяжущее — 30 — 35; древесный заполнитель - 25 -30; зерновой лигнин - 35 -45 (заявка на изобретение № 2003124410/03 (025886) от 04.08.03 «Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий»). Арболит имеет плотность -450-500 кг/м3; водопоглощение (24 ч) - 36 - 47 %; прочность при сжатии - 0,87 - 1,02 МПа; коэффициент теплопроводности - 0,06 - 0,07 Вт/м°С.

5. Разработана и прошла производственно-техническую экспертизу технология изготовления нового композиционного материала - лигнополимерсиликатного арболита, включающая подготовку сырья (сушка, фракционирование), приготовление вспененного вяжущего, смешение компонентов, укладка смеси в формы, твердение изделий без прогрева и без пригруза. Технология не требует специальных механизмов и может быть осуществлена на типовом оборудовании цехов арболита.

6. Технология и свойства арболита проверены в производственных условиях. Установлено, что полученный арболит удовлетворяет требованиям ГОСТ 19222-84 «Арболит и изделия из него» как теплоизоляционный материал. Рекомендуется для теплоизоляции ограждающих конструкций малоэтажных зданий производственного назначения и жилых домов поселкового типа. На основании лабораторных экспериментов и производственной проверки разработана «Временная инструкция по изготовлению липюполимерсиликатного арболита»; (утверждена производственным предприятием «Технология» г. Абакан, 2004 г.).

7. Технико-экономическими расчетами определена себестоимость готового изделия в размере - 188 руб/м3. Экономический эффект. от применения лигнополимерсиликатного арболита в сравнении с арболитом на портландцементе М 400 составляет - 64721 руб в год при планируемом объеме производства 16848 м3. Эффективность обусловлена использованием недорогого сырья (отходов производства) и повышенной долговечностью материала.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Соломонова Е.Б. Легкий древесно-минеральный композиционный материал на полимерсиликатном вяжущем / Е.Б. Соломонова, Г.Н. Шибаева, В.М. Хрулев // Сб. «Устойчивое развитие Северо-Запада России». -Архангельск - Москва: ВИМИ, 2002, с. 92 - 94.

2. Шибаева Г.Н. Технология и применение полимерсиликатного арболита / Шибаева Г.Н., Е.Б. Соломонова, В.М. Хрулев // Вестник Хакасского техн. института. - Абакан, 2002, № 13, с. 99 - 106.

3. Соломопова Е.Б. Технология лигносиликатных композитов с древесным заполнителем / Е.Б. Соломонова, Г.Н. Шибаева, В.М. Хрулев // Сб. «Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций». - Волгоград: Волг. ГАСА, 2003, с. 117 -119.

4. Шибаева,Г.Н. Теплоизоляционный древесный композит на полимерсиликатном вяжущем / Г.Н. Шибаева, Е.Б. Соломонова // Сб. «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии». - Тула, ТГУ, 2003, с. 61 -62.

5. Хрулев В.М. Теплоизоляционный материал из древесных отходов па полимерсиликатном вяжущем/ В.М. Хрулев, Г.Н. Шибаева, Е.Б. Соломонова // Сб. «Актуальные проблемы градостроительства и жилищно-коммунального комплекса». - Москва, МИКХиС, 2003, с.340-342.

6. Хрулев В.М. Вероятность проявления структуроусиливающих эффектов в легких органоминеральных композитах с высокопористым микронаполнителем - лигнином / В.М. Хрулев, Г.Н. Шибаева, Е.Б. Соломонова // Сб. «Перспективы синергетики в XXI веке». - Белгород, БГТУ, 2003, с. 3841.

7. Соломонова Е.Б. Органоминеральные связующие на основе жидкого стекла, наполненные мелкодисперсным лигнином / Е.Б. Соломонова, Г.Н. Шибаева, В.М. Хрулев // Сб. «Проблемы строительного комплекса России» - Уфа: УГНТУ, 2004. Т.1 - с.85 -86.

8. Хрулев В.М. Экологические проблемы при создании эффективных теплоизоляционных и отделочных материалов / В.М. Хрулев, Е.Б. Соломонова, С.Г. Анцупова // Сб. «Экология, образование, наука, промышленность, здоровье». - Белгород, БГТУ, 2004, с. 54-56.

9. Соломонова Е.Б. Теплоизоляционный материал на лигносиликатном вяжущем / Е.Б. Соломонова // Сб. «Жилищное строительство» - Москва, 2004, №6, с. 113.

Новосибирский государственный архитектурно-

строительный университет 6S00CS, Новосибирск,ул. Ленинградская, ИЗ

Отпечатано мастерской оперативной полиграфии НГЖУ заказ ЯЗ/ тираж Ю0.2С0й\

0 4-138 69

Введение.

Глава 1 Состав, технология и свойства арболита.

1.1 Основные виды, свойства и применение арболита.

1.2 Технологические особенности изготовления арболита.

1.3 Направления улучшения свойств арболита.

1.4 Обоснование получения лигнополимерсиликатного арболита. Постановка задачи исследования.

Выводы по главе 1.

Глава 2 Материалы и методы исследований.

2.1. Характеристики сырья.

2.1.1. Компоненты вяжущего.

2.1.2. Заполнители и наполнители.

2.2. Методологические подходы к исследованию свойств арболита.

2.2.1. Определение адгезии вяжущего к заполнителю.

2.2.2. Определение реологических свойств вяжущего.

2.2.3 Определение гидрофизических свойств вяжущего и арболита.

2.2.4 Определение теплопроводности.

2.2.5 Определение прочности вяжущего и арболита.

2.2.6 Оценка достоверности результатов испытаний.

2.2.7 Рентгенофазовый анализ.

2.2.8 Электронная микроскопия.

Глава 3 Технология и свойства лигнополимерсиликатного вяжущего.

3.1 Подбор и оптимизация состава вяжущего и состава арболита.

3.2 Кинетика твердения вяжущего.

3.3 Прочность, водостойкость, водопоглощение.

3.3. Адгезия к древесному заполнителю.

3.4. Изучение структуры вяжущего и прогнозная оценка ее стабильности.

Выводы по главе 3.

Глава 4 Технология и свойства лигнополимерсиликатного арболита.

4.1. Технологическая схема производства опытных изделий.

4.1.1. Подготовка сырьевых компонентов.

4.1.2. Приготовление вспененного вяжущего.

4.1.3. Смешение компонентов состава.

4.1.4.Формование и твердение изделий.

4.2 Плотность и прочность арболита.

4.3 Водопоглощение и водостойкость.

4.4. Теплопроводность.

4.5. Определение технико-экономический эффективности производства и применения лигнополимерсиликатного арболита.

4.6 Разработка технологической инструкции.

Выводы по главе 4.

Актуальность темы: Отходы химической переработки древесины на сегодняшний день остаются малоиспользуемым сырьевым источником. В стране ежегодно образуется более 200 млн. м3 древесных отходов, из которых около 3 млн.м3 в виде опилок потребляет гидролизная промышленность. Выход лигнина составляет 3-3,5 млн.т/год, из которых рационально используется в народном хозяйстве 9-35 %, в основном в качестве топлива. Затраты на вывоз отходов гидролизного производства в отвал составляют около 4 млн. р. в год.

Ведущим направлением технической политики энерго- и ресурсосбережения в производстве строительных материалов является комплексное использование сырья, в том числе органических и минеральных отходов промышленности, создание на их основе новых органо-минеральных композитов, в частности, арболита с улучшенными свойствами для теплоизоляции и конструктивного применения в малоэтажном домостроении.

Опыт показывает, что свойства арболита заметно улучшаются при использовании полимерсиликатного вяжущего - жидкого силиката натрия, модифицированного добавками полимеров. По сравнению с цементным полимерсиликатный арболит обладает повышенной водо- и атмосферостойкостью, меньшей теплопроводностью, пониженной горючестью. Технология его проста и экологически безвредна.

В то же время действие полимерных добавок на жидкостекольное вяжущее еще недостаточно изучено, в частности не определено их влияние на процесс твердения и агдезию к древесному заполнителю. Представляет интерес изучить влияние гидролизного лигнина как полимерного компонента в вяжущей и заполняющей частях арболита.

Это послужило основой диссертационного исследования, которое выполнялось в рамках Правительственной программы энерго- и ресурсосбережения в строительстве Республики Хакасия и в соответствии с общевузовской научно-технической программой «Интеграция науки и высшего образования».

Цель исследования: Разработать состав и предложить технологию получения арболита на модифицированном силикатном вяжущем с применением лигнина как эффективного компонента, улучшающего структуру и эксплутационные свойства материала.

Задачи исследования: проанализировать составы, свойства, технологию и опыт применения различных видов арболита; изучить существующий опыт по свойствам, составам и способам изготовления арболита на минеральных и органоминеральных вяжущих; подобрать и оптимизировать состав арболита на силикатном вяжущем с добавками бутадиенстирольного латекса и гидролизного лигнина как наполнителя и заполнителя, изучить свойства сырьевых компонентов; определить основные технические свойства арболита на силикатном вяжущем с добавками латекса и лигнина; предложить технологию изготовления лигнополимерсиликатного арболита; произвести опытную проверку эксплутационных свойств разработанного материала и оценить технико-экономическую эффективность его производства и применения.

Автор защищает: результаты анализа свойств и технологии изготовления существующих видов арболита на силикатном вяжущем; гипотезу о структурирующей и упрочняющей роли лигнина в силикатном вяжущем; состав нового материала и комплекс его технических свойств; результаты структурного анализа и их теоретическое объяснение; основные технологические параметры и схему изготовления лигнополимерсиликатного арболита; результаты опытной проверки свойств и технологии изготовления полученного материала; данные технико-экономической оценки эффективности производства и применения лигнополимерсиликатного арболита.

Научная новизна:

Введение тонкодисперсного лигнина (с размером частиц 10-100 мкм) повышает прочность полимерсиликатного вяжущего, содержащего растворимое стекло, кремнефторид натрия и бутадиенстирольный латекс. При введении 3 — 5 % лигнина прочность при растяжении образцов затвердевшего вяжущего увеличивается с 0,5 до 0,75-1,0 МПа. Зависимость прочности от содержания имеет экстремальный характер и связана с количеством латекса в вяжущем. Оптимальное содержание в вяжущем составляет (мас.%): лигнин — 3.5; латекс — 3.7. Добавление лигнина усиливает адгезию вяжущего к поверхности древесного заполнителя;

Введение лигнина существенно повышает водостойкость полимерсиликатного вяжущего как при кратковременном, так и при длительном воздействии влаги. При содержании лигнина 5 - 7 % мае. коэффициент водостойкости составляет 0,8-0,82. Добавление лигнина обеспечивает снижение водопоглощения полимерсиликатного вяжущего и уменьшение его набухания в 1,34 раза;

Использование в качестве наполнителя арболита лигнина с размером частиц 2-2,5 мм позволяет уменьшить плотность материала, сократить расход древесных опилок, исключить использование портландцемента и необходимость тепловлажностной обработки изделий. При содержании в составе арболита до 45 мае. % лигнина, до 25 мас.% опилок и 30-35 мае. % лигнополимерсиликатного вяжущего прочность при сжатии арболита составляет 0,87 МПа, плотность 450 кг/м3. Арболит не изменяет существенно свою прочность при насыщении водой;

Существенное уменьшение теплопроводности арболита обеспечивается, если объемное содержание лигнина больше, чем древесных частиц. Вследствие развитой пористости частиц лигнина коэффициент теплопроводности арболита с его добавкой составляет 0,06 Вт/м°С. Снижению теплопроводности способствует применение вспененного вяжущего.

Практическое значение:

Предложен состав лигнополимерсиликатного вяжущего, содержащий (мас.%): жидкое стекло - 72.82; кремнефторид натрия - 8. 10; тонкодисперсный лигнин (10-100 мкм) - 3.5; бутадиенстирольный латекс - 3.7. Вяжущее имеет жизнеспособность 45-70 мин, прочность при растяжении 0,6-0,91 МПа, адгезию к древесному заполнителю 0,30,4 МПа (заявка на изобретение №2003124410/03 (025886) от 04.08.03 «Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий»); Предложен состав арболита на лигнополимерсиликатном вяжущем (мас.%): вяжущее - 30.35; древесный заполнитель - 25.30; зерновой лигнин (2-2,5 мм) - 35.45. Материал имеет плотность 450-500кг/м3, прочность при сжатии 0,87-1,02 МПа, коэффициент теплопроводности 0,06-0,07 Вт/м°С (заявка на патент «Способ изготовления теплоизоляционного материала»);

Разработана, прошла производственную экспертизу и проверена в производственных условиях технология лигнополимерсиликатного арболита. Она может быть реализована на типовом оборудовании для изготовления арболита;

Разработана «Временная инструкция по изготовлению лигнополимерсиликатного арболита», утверждена производственным предприятием «Технология» г.Абакана в 2004г.; результаты исследования использованы в дипломном проектировании по специальности «Промышленное и гражданское строительство» в Хакасском техническом институте.

Апробация работы: Результаты исследования доложены на ежегодных научных конференциях профессорско-преподавательского состава Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета и Хакасского технического института в 2002,2003, 2004 г.г.; на научно-технических конференциях: «Устойчивое развитие Северо-Запада России», Архангельск, 2002 г.; «Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций», Волгоград, 2003г.; «Ресурсы, технологии, рынок строительных материалов XXI века», Новосибирск, 2003 г.; «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии», Тула, 2003 г.; «Актуальные проблемы градостроительства и жилищно-коммунального комплекса», Москва, 2003 г.; «Перспективы синергетики в XXI веке», Белгород, 2003 г.; «Проблемы строительного комплекса России», Уфа, 2004.; «Экология, образование, наука, промышленность и здоровье», Белгород, 2004 г.

Диссертационная работа выполнялась в развитие межвузовских программ «Строительство» и «Интеграция науки и высшего образования» по теме: «Разработка полимерсиликатных систем и создание нового класса материалов на их основе». Она продолжает исследования по созданию полимерсиликатного арболита.

Направление экспериментальных исследований сложилось с учетом рекомендаций в пособии д.т.н., проф. В.Ф. Завадского: «Гидролизный лигнин в производстве строительных материалов», Новосибирск, НИСИ, 1991 г., а также его консультаций. Условия для практической проверки результатов исследования были предоставлены объединением «Хакасстройматериалы» и АО «Технология», руководитель - академик РИА, к.т.н. А.Г. Пластунов. По ходу работы автор пользовался консультациями сотрудников Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета и Хакасского технического института д.т.н., проф. Г.И. Бердова, д.т.н., проф. А.Т. Пименова, д.т.н., проф. В.М. Селиванова, к.т.н., доц. A.A. Тинникова, к.т.н., доц. Г.Н. Шибаевой, к.т.н., доц. А.Д. Шильциной, к.т.н., доц. Т.Н. Плотниковой, которым автор признателен за практические советы, представление литературы, нормативных источников, а также оказание методической помощи. Общая координация работ осуществлялась по научным планам кафедры «Строительные материалы и специальные технологии» НГАСУ, зав. кафедрой, д.т.н., проф. H.A. Машкин.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Анализ производства и применения различных видов арболита показывает, что эффективным вяжущим, твердение которого не зависит от экстрактов древесного заполнителя, могут быть полимерсиликатные композиции на основе натриевого жидкого стекла. Из патентных источников следует, что в качестве заполнителя арболита наиболее эффективно сочетание древесных частиц и гидролизного лигнина, что обеспечивает регулируемость свойств материала.

2. Предложен и заявлен на патентование новый состав полимерсиликатного вяжущего для арболита, отличающийся содержанием тонкодисперсного порошка лигнина, вводимого в количестве 3 - 5 % от массы жидкого стекла и бутадиенстирольного латекса 3 - 7 %. Установлено, что порошкообразный лигнин может быть совмещен с жидкостекольной композицией благодаря присутствию в ней латекса.

3. Получен и оптимизирован состав лигнополимерсиликатного вяжущего (мае %): жидкое стекло - 82 - 78; кремнефторид натрия (отвердитель)- 8 - 10; тонкодисперсный лигнин - 3- 5; бутадиенстирольный латекс - 7 - 3. Вяжущее имеет жизнеспособность 60 - 70 мин; прочность при растяжении - 0,62 - 0,71 МПа, адгезию к заполнителю -0,3 — 0,4 МПа; водопоглощение и набухание за 24 ч -соответственно 1,5 и 0,3%.

4. Получен и оптимизирован состав арболита на лигнополимерсиликатном вяжущем (мае %): вяжущее - 30 - 35; древесный заполнитель - 25 -30; зерновой лигнин - 35 - 45 (заявка на изобретение № 2003124410/03 (025886) от 04.08.03 «Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий»). Арболит имеет плотность - 450-500 кг/м3; водопоглощение (24 ч) - 36 - 47 %; прочность при сжатии - 0,87 - 1,02 МПа; коэффициент теплопроводности - 0,06 Вт/м°С.

5. Разработана и прошла производственно-техническую экспертизу технология изготовления нового композиционного материала -лигнополимерсиликатного арболита, включающая подготовку сырья (сушка, фракционирование), приготовление вспененного вяжущего, смешение компонентов, укладку смеси в формы, твердение изделий без прогрева и без пригруза. Технология не требует специальных механизмов и может быть осуществлена на типовом оборудовании цехов арболита.

6. Технология и свойства арболита проверены в производственных условиях. Установленно, что полученный арболит удовлетворяет требованиям ГОСТ 19222-84 «Арболит и изделия из него» как теплоизоляционный материал. Рекомендуется для теплоизоляции ограждающих конструкций малоэтажных зданий производственного назначения и жилых домов поселкового типа. На основании лабораторных экспериментов и производственной проверки разработана «Временная инструкция по изготовлению лигнополимерсиликатного арболита»; (утверждена производственным предприятием «Технология» г. Абакан, 2004 г.).

7. Технико-экономическими расчетами определена себестоимость готового изделия в размере - 188 руб. Экономический эффект от применения лигнополимерсиликатного арболита в сравнении с арболитом на портландцементе M 400 составляет - 64721 руб в год при планируемом объеме производства 16848 м . Эффективность обусловлена использованием недорогого сырья (отходов производства) и повышенной долговечностью материала.

1. Арболит. Сборник. Под ред. Г.А. Бужевича. - М.: Стройиздат 1968.- 185 с.

2. Коротаев Э.Н., Клименко М.И. Производство строительных материалов из древесных отходов. 2-е изд., перераб. и дополн. -М.: Лесная пром-сть, 1977.- 168 с.

3. Сироткина Р.Б. Добавки в арболитовую смесь / Сб. Эффективные методы и оборудование для производства железобетона в сельском строительстве. М.: ЦНИИЭПСельстрой. 1981. с. 83 - 84.

4. Щербаков A.C., Гамова И.А., Мельникова Л.В. Технология композиционных древесных материалов. М.: Экология - 1992 -192 с.

5. Хрулев В.М. Технология и свойства композиционных материалов для строительства. Учеб. пособие. Уфа: ТАУ, 2001. 168 с.

6. Байболов С.М., Кулибаев A.A., Магдалин A.A., Хрулев В.М. Композиционные строительные материалы: Учеб. пособие для строит. -технол. спец. вузов. Под общ. ред. В.М. Хрулева. Алматы: Жеты жаргы. 1996.- 240 с.

7. Paramasivam P., Loke Y.O. Studu of sawdust concrete - International Journal of Lightweight Concrete 1980. v.2, №1 p. 57-61.

8. Хрулев B.M., Мартынов К.Я., Шутов Г.М. и др. Деревянные конструкции и детали. Справочник строителя 3- е изд. М.: Стройиздат. 1995. - 364 с.

9. Наназашвили И.Х. Строительные материалы, изделия и конструкции. Справочник-М.: Высшая школа, 1990. 445 с.

10. Ю.Плотников Э.П. Разработка состава и исследования свойств лигнобитумного теплоизоляционного материала./ Автореф. дисс.канд. техн. наук. Новосибирск, 1980.-с. 18

11. П.Хрулев В.М., Мартынов К.Я., A.A. Магдалин. Строительные материалы, изделия и конструкции из полимеров и древесины: Учеб. пособие. Новосибирск: НГАСУ, 1996.-68 с.

12. Тинников A.A. Технология и свойства наполненного лигнином деревобетона на шлакощелочном вяжущем./ Автореф. дисс.канд. техн. наук. Новосибирск: НИСИ. 1988. - 14 с.

13. Скрипкин Б.К., Семенова З.Я. Сырьевая смесь для арболита // Реф. журн. ВИНИТИ «Химия» (св. том) № рж 93.5МЧ0ЧП, Т1 1993.

14. Н.Соколов Б.А., Чепелев Р.Н., Щербаков A.C. и др. Влияние повторного уплотнения на прочность арболита. / Науч. тр. Моск. лесотехн. ин-та, вып. 143 «Технология производства древесных плит и пластиков». М.: МЛТИ. 1983. с. 103-104.

15. Строительные материалы. Учеб. для вузов / В.Г. Микульский, Г.И. Горчаков, В.В. Козлов и др 3-е изд.; Под общ. ред. В.Г. Микульского -М.: Изд. АСВ, 2002. -536 с.

16. Островский А.Б., Федорова А.П. Исследование коррозии стали в арболите. // Бетон и железобетон. 1983, №4, с. 25 26.

17. П.Хрулев В.М., Петякшин И.А., Горетый В.В. Атмосферостойкий арболит: Обзор, информ. М.:ВНИИПИЭИлеспром. 1992.-40с.

18. Горлов Ю.П. Технология теплоизоляционных и акустических материалов и изделий. Учеб. для вузов. — М.: Высш. Школа. 1989 — 384 с.

19. Десятников М.В. Пути повышения качества и эффективности арболита // На стройках России. 1983., №2. с. 5 8.

20. Gaumes G. Panorama des isolants thermiiques / Batirama. 1981, № 132, p. 68 72.

21. Наназашвили И.Х. Структурообразование древесно-цементных композитов на основе ВНВ// Бетон и железобетон. 1991, №12. с. 15 -17.

22. Арсенцев В.А. Арболит. Производство и применение. М., Стройиздат. 1977. - 348 с.23 .A.c. RU2036875 С04В18/26. Сырьевая смесь для изготовления древесного строительного материала./ Майко В.П., Туйнов В.М., Тимар В.В. Приоритет 23.07.92.

23. Добреля А. Арболит на белито-алюминатном вяжущем // На стройках России. 1983, №2, с.8

24. Хрулев В.М., Мартынов К.Я., A.A. Магдалин. Строительные материалы, изделия и конструкции из полимеров и древесины: Учеб. пособие. Новосибирск: НГАСУ, 1996. 68 с.

25. Маменов М.А. Арболит на фосфополугидрате сульфата кальция / Сб. Развитие технологии, расчета и конструирования железобетонных конструкций. М.: НИИЖБ. 1982. с. 80 - 82.

26. Ерин Б.В., Тугушев Р.Э., Арболит на основе полимефосфогипсового вяжущего / Сб. Материалы для сельского строительства. Саратов. СПИ. 1983 с. 51-61

27. Кудяков А.И., Пименова Л.Н., Морозова Л.А. Теплоизоляционный материал из отходов лесопиления на карбоксиметилцеллюлозной связке// Изв. вузов. Строительство.1998, №10, с. 49 51.

28. Глуховский В.Д., Кривенко П.В., Старчук В.М., Пашков H.A., Чиркова В.В. Шлакощелочные бетоны на мелкозернистых заполнителях. Киев: Вища школа. 1981.-216с.

29. Тинников A.A., Хрулев В.М., Селиванов В.М. О возможности применения гидролизного лигнина в качестве органического заполнителя для изготовления легких бетонов. // Изв. вузов. Строительство и архитектура, 1982, №7, с. 34-36.

30. Хрулев В.М., Тинников A.A., Селиванов В.М. Исследование свойств лигнодеревобетона.// Изв. вузов. Строительство и архитектура. 1984, №3, с.38 40

31. Тотурбиев Б.Д., Лачуев Ш.М. Композиционное вяжущее для получения арболита // Композиционные строительные материалы. Теория и практика. Сб. науч. трудов Междунар. науч.-техн. конфер. Пенза: Дом знаний. - 2003.- с. 290-293.

32. Jons E.S. Misura continua resistenza delle malte a brevi scadenre. Je Cemento. 1981, № 2, p. 61-70.

33. Подчуфаров B.C., Щербаков A.C., Давыдов В.Ф., Григорьева О.Ю. Арболитовая смесь. // Реф. журн. ВИНИТИ «Химия» (св. том) № РЖ 97. 5М275П, 1997.

34. Хрулев В.М., Магдалин A.A. Арболит на шлакощелочном вяжущем для поселкового строительства // Изв. Жилищно-коммун. академии: Городское хозяйство и экология. М.: ЖКА. 1995, №3, с. 31-34.

35. Бабкин В.А., Дьячкова С.Г., Святкин Ю.К., Карнаухов Д.П., Шарова В.В., Семенов М.А., Платилин И.В. Способ изготовления арболитовой смеси. // Реф. журн. ВИНИТИ «Химия» (св. том) № РЖ 99. 16 M 29 1 П, 1999.

36. A.c. RU 2036875 С04В18/26. Сырьевая смесь для изготовления древесного строительного материала. / В.П. Майко, В.М. Туйнов, В.В. Тимар. Опубл. 23.07.92 Бюл. № 5.

37. А.С. RU 2035429 С04В18/26. Сырьевая смесь для изготовления древесного строительного материала. / В.П. Майко, В.М. Туйнов, В.В. Тимар. Опубл. 23.07.92 Бюл. №12.

38. Dent Slasser L.S., Kataoka N. The chemistry of «alkaly aggregat» reaction / Cement and Concrete research. 1981. v 11, 1 p. 1 - 9.

39. A.c. SU 1211239 C04B18/30. Сырьевая смесь для изготовления древесно-минеральных плит./ Г.Д. Урываева, Б.К. Скрипкин, A.B. Дмитриева, H.H. Меркулова. Опубл. 14.03.83. Бюл. № 2.

40. Хрулев В.М. Совершенствование технологии и улучшение свойств композиционных изделий из древесины / Новое в строительномматериаловедении. Сб. науч. трудов. -М.гМГУПС. 1996— с. 7275.

41. A.c. SU 1822399 С04В16/00. Смесь для изготовления теплоизоляционных изделий. / М.Ф. Ефременков, E.H. Губанова. Опубл. 02.01.90. Бюл. № 7.

42. A.c. SU 1763426А1 С04В38/00. 18/26 Способ изготовления теплоизоляционного материала. / К.А. Тетруашвили, Р.Б. Сироткина, A.B. Павлова. Опубл. 23.09.92. Бюл. №35

43. А.С. SU 1638137 Fl С 04 D 38/00 Т.Э. Беткер, В.Х. Лапаса, Г.М. Шульга, Г.М. Телышева и др. Опубл. 30.03.91. Бюл. №12.

44. А.С. SU 1638137 AI С 04 38/00. 28/26. 18/24 Композиция для теплоизоляционного материала и способ ее изготовления. / Г.В. Сырица, В.В. Стасюк, Н.С. Щербач. Опубл. 29.02.92. Бюл. №8

45. Михайлов К.В. Состояние научно исследовательских работ в области арболита / Сб. Развитие производства и применение в строительстве эффективных конструкций и изделий из арболита. - М.: МЛТИ. 1981. -с. 5-11

46. Хакимов Ш.А. Свойства арболита на основе стеблей хлопчатника и особенности его производства в районах с сухим и жарким климатом. /Автореф. дисс. канд. техн. наук. -М.:НИИЖБ, 1988. -22 с.

47. Наназашвили И.Х. Повышение прочности и стойкости арболита путем направленного структурообразования с учетом специфических особенностей древесного заполнителя. /Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: ВЗИСИ, 1980. - 24 с.

48. Клименко М.И. Исследование арболита на основе высокопрочного гипса. / Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: ВНИИНСМ, 1970. - 16 с.

49. Андрианов P.A., Байболов С.М., Красиков Ю.К. Вяжущие вещества для производства отделочных, теплоизоляционных и гидроизоляционных материалов. Алма-Ата: изд. Мектеп. 1983. - 318 с.

50. Щербаков A.C. Повышение качества арболита и эффективности его применения / Сб. Развитие производства и применения в строительстве эффективных конструкций и изделий из арболита. М.: МЛТИ. 1981. с. 41-45.

51. Бутерин В.М. Исследование метода ускорения твердения арболита на древесном заполнителе. /Автореф. дисс. канд. техн. наук. -М.: МЛТИ. 1981. -19 с.

52. Кучерявый В.И. Арболит на основе волокнистого древесного заполнителя./ Автореф. дисс. канд. техн. наук.-М.: МЛТИ. 1989. 20 с.

53. Акчабаев A.A. Исследование влияние некоторых технологических факторов на интенсификацию твердения арболита./ Автореф. дисс. канд. техн. наук. М.-.ВЗИСИ. 1987. - 19с.

54. Акчабаев A.A. Основы прогрессивной технологии прессуемого арболита / Автореф. дисс. докт. техн. наук. С-Петербург; СПГУПС, 1992. - 49 с.

55. Подчуфаров B.C. Исследование факторов, влияющих на качествоарболита. / Автореф. дисс.канд. техн. наук. — М.:МЛТИ, 1980. 19с.

56. Михайлова Э.В. Исследование некоторых эксплуатационных свойств арболита из осины и повышение его долговечности. / Автореф. дисс.канд. техн. наук. Л.:ЛТА. 1973. - 19 с.

57. Адамия A.M. Пути снижения водопоглощения и отпускной влажности арболита на древесной дробленке. / Автореф. дисс.канд. техн. наук.-М.гМЛТИ. 1990.-19 с.

58. Мастики, полимербетоны и полимерсиликаты. / В.В. Патуроев, И.Е. Путляев, И.Б. Уварова и др. Под ред. В.В. Патуроева и И.Е. Путляева. М.:Стройиздат. 1975. 190 с.

59. Хрулев В.М. Полимерсиликатные композиции в строительстве. Научн. обзор. Уфа: ТАУ. 2002 76 с.бЗ.Завадский В.Ф. Гидролизный лигнин в производстве строительных материалов: Учеб. пособие. Новосибирск: НИСИ. 1991 -60 с.

60. Хрулев В.М., Шибаева Г.Н., Торосов И.В. Лигноминеральные композиционные материалы.// Конструкции из композиционных материалов, 1998, № 1-2, с. 51-56.

61. Технология переработки пластических масс: Учеб. для хим. технол. ' спец. / Г.А. Швецов, Д.У. Алимов, М.Д. Барышников. - М.: Химия. 1988.-512 с.

62. Хрулев В.М., Тентиев Ж.Т., Курдюмова В.М. Состав и структура композиционных материалов. Учеб. пособие под общ. ред. В.М. Хрулева. Бишкек.: Полиглот, 1997. - 124 с.

63. Бобрышев А.Н., Козомазов В.Н., Авдеев Р.И., Соломатов В.И. Синергетика дисперсно-наполненных композитов. М.: Центр компьютерных технологий ИКТМИИТ. 1999. - 252 с.

64. Курасова Л.П. Влияние тонкодисперсных частиц пористого заполнителя на физико-механические процессы в цементном камне / Сб. Гидратация и твердение вяжущих. Львов: ЛПИ. 1981. с. 298 -300.

65. Корнеев В.И., Данилов В.В. Производство и применение растворимого стекла: Жидкое стекло. Л.: Стройиздат. 1991. - 176 с.

66. АйлерР. Химия кремнезема.-Т. 2.-М.: Мир. 1982. 1127 с.

67. Тотурбиев Б.Д. Строительные материалы на основе силикатнатриевых композиций. М.: Стройиздат. 1988.- 205 с.

68. Магдалин A.A., Хрулев В.М., Мартынов К.Я., Плотникова Т.Н. Тепло- и гидроизоляционные материалы из лигнина и эффективность их применения в Хакасии. Абакан: Хакасск. книжн. изд. 1994. - 48 с.

69. Хрулев В.М., Пластунов А.Г., Селиванов В.М. Отделочные плиты из декоративного бетона на сырье Хакасии. Под общ. ред. В.М. Хрулева. -Абакан: Хакасск. книж. изд. 1999. 77 с.

70. Лабораторный практикум по строительному материаловедению./Сост. А.Д. Шильцина, В.М. Селиванов, Ю.В. Селиванов. Красноярск: КГТУ. 2002. - 68 с.

71. Толкачев С.С. Таблицы межплоскостных расстояний. Л.: Химия, 1968. -56 с.

72. Бобрышев А.Н., Козомазов В.Н., Авдеев Р.И., Соломатов В.И. Синергетика дисперсно-наполненных композитов. М.: Центр компьютерных технологий ИКТ МИИТ. 1999. - 252 с.

73. Математическое планирование эксперимента в технологии композиционных строительных материалов (с использованием ЭВМ). Метод, указания к лаб. работам / H.A. Машкин, E.H. Иващенко, A.B. Павлов. Новосибирск: НГАСУ. 2001.-13 с.

74. Адлер Ю.П., Макарова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. 2-е изд. М.: Наука. 1975. - 278 с.

75. Рекомендации по применению методов математического планирования эксперимента в технологии бетона. М.: НИИЖБ. 1982. 103 с.

76. Назиров P.A., Колдырев В.И., Куликов М.Е. Методы математического планирования экспериментов в технологии строительных материалов. Метод, указания. Красноярск: КрасИСИ. 1994. -38 с.

77. Хрулев В.М., Полковников А.И. Полимерсиликатное вяжущее для производства арболита. / Сб. Проблемы строительного комплекса России. Уфа: УГНТУ. 2002. с. 39 - 41.

78. Павлов В.И., Азизов П. Стойкость легких полимерсиликатных бетонов к солевой коррозии // Бетон и железобетон. 1981, №1, с. 42 43.

79. Шахова Л.Д. Физико-химия синтетических пенообразователей. Белгород: БГТУ. 2002. 88 с.

80. Хрулев В.М., Шибаева Г.Н., Ткаченко М.В. Отделочные композиции для выравнивания поверхности бетона. Под ред. В.М. Хрулева. -Абакан: Хакасск. книжн. изд. 1997.- 48 с.

81. Зайнолов Ш.М. Безобжиговый жаростойкий пеношамотсиликатнатриевый теплоизоляционный материал / Автореф. дисс. канд. техн. наук. Ставрополь. СГТУ. 2002. - 20 с.

82. Лещинский М.Ю. Испытание бетона. Справочн. пособие. М.: Стройиздат. 1980. - 168 с.

83. Бетон как композиционный материал: Обзор / В.И. Соломатов, В.Н. Выровой, H.A. Аббасханов. Ташкент: УзНИИНТИ. 1984. - 32 с.

84. Выровой В.Н. Механизм формирования внутренних поверхностей раздела при твердении строительных композиционных материалов. / Сб. Применение цементных и асфальтовых бетонов в Сибири. Омск: СибАДИ. 1983.-с. 3-10.

85. Афанасьев В.А., Заиков Г.Е. Физические методы в химии. М.: Наука. 1984.- 175 с.

86. Силикатполимербетоны. Временные технические условия по применению и изготовлению конструкций и сооружений из бетона на жидком стекле с добавкой полимеров, (нормативно-методические материалы ВНИИКоррозии). М.: НИИТЭХИМ. 1976. - 43 с.