Поведение цементно-стружечной плиты модифицированного состава при статической нагрузке
1 Технологический институт строительных материалов и компонентов, Факультет гражданского строительства, Технический университет Брно, 602 00 Брно, Чехия; zc.rbtuv.ecf@j.yksvozdyb (JB); zc.rbtuv.ecf@s.avodrpek (Словакия)
Иржи Быдзовский
1 Технологический институт строительных материалов и компонентов, Факультет гражданского строительства, Технический университет Брно, 602 00 Брно, Чехия; zc.rbtuv.ecf@j.yksvozdyb (JB); zc.rbtuv.ecf@s.avodrpek (Словакия)
Ричард Дворжак
2 Институт физики, факультет гражданского строительства, Технический университет Брно, 602 00 Брно, Чехия; zc.rbtuv.ecf@1r.karovd (РД); zc.rbtuv.ecf@l.ralopot (LT)
Либор Тополяр
2 Институт физики, факультет гражданского строительства, Технический университет Брно, 602 00 Брно, Чехия; zc.rbtuv.ecf@1r.karovd (РД); zc.rbtuv.ecf@l.ralopot (LT)
Сарка Кепрдова
1 Технологический институт строительных материалов и компонентов, Факультет гражданского строительства, Технический университет Брно, 602 00 Брно, Чехия; zc.rbtuv.ecf@j.yksvozdyb (JB); zc.rbtuv.ecf@s.avodrpek (Словакия)
1 Технологический институт строительных материалов и компонентов, Факультет гражданского строительства, Технический университет Брно, 602 00 Брно, Чехия; zc.rbtuv.ecf@j.yksvozdyb (JB); zc.rbtuv.ecf@s.avodrpek (Словакия)
2 Институт физики, факультет гражданского строительства, Технический университет Брно, 602 00 Брно, Чехия; zc.rbtuv.ecf@1r.karovd (РД); zc.rbtuv.ecf@l.ralopot (LT)
Лицензиат MDPI, Базель, Швейцария. Эта статья находится в открытом доступе и распространяется на условиях лицензии Creative Commons Attribution (CC BY) (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/).
Связанные данные
Наборы данных, использованные и / или проанализированные в ходе текущего исследования, можно получить у соответствующего автора по обоснованному запросу.
Абстрактные
В данной статье представлены исследования поведения цементно-стружечных плит при механических воздействиях, вызванных статической нагрузкой. Состав плит модифицирован с использованием альтернативного сырья – пыли (ДУ), образующейся при переработке цементно-волокнистых плит, и стружечной смеси (ПС), образующейся при производстве цементно-стружечных плит. ДСП (1 год) подвергались воздействию неблагоприятных условий окружающей среды (от 100 до 250 циклов мороза). Были проверены механические параметры, а развитие дефектов при статической нагрузке плит изгибом проанализировано с помощью акустической эмиссии. ДСП с измененными составами несколько более устойчивы к неблагоприятным средам. Результаты акустической эмиссии показали различные виды дефектов, возникающих при напряжении изгибом. На древесно-стружечных плитах стандартного состава обнаружены дефекты, расположенные в основном под цилиндрической головкой стресс-теста. Модифицированные доски показали более широкое распределение возникающих дефектов, которые также были сконцентрированы дальше от цилиндрической головки напряжения. Энергия при возникновении дефектов у модифицированных досок в месте приложения груза была выше, чем у эталонных досок.
Ключевые слова: цементно-стружечная плита, модификация, состав, неблагоприятная среда, мороз, напряжение, статическая нагрузка, акустическая эмиссия, дефектоскопия
1. Введение
Цементно-стружечные плиты – часто используемый строительный элемент. Этот материал сочетает в себе характеристики цементной матрицы и еловой стружки. Ежегодно в Чешской Республике производится более 55,000 3 м 12,000 этих досок. Плиты используются во многих строительных элементах — фасадах, полах, перегородках и перилах и т. д. Ежегодно при переработке этих плит без дальнейшего использования образуется около 7000 5000 т побочных продуктов, попадающих на свалки. В частности, ок. Образуется XNUMX т/год пыли (от шлифовки и резки досок) и ок. XNUMX т/год кромок (от форматирования досок).
Текущая экологическая ситуация усиливает усилия, ведущие к развитию безотходных технологий. В случае существующих производственных технологий производители прилагают усилия для максимального использования любых отходов, которые они производят. Поэтому были спроектированы и разработаны две модифицированные смеси цементно-стружечных плит в сотрудничестве с чешским производителем CIDEM Hranice, т.к. среди прочих источников состав этих рецептур отражает существующие выводы авторов [1]. Существуют результаты ряда исследований, посвященных использованию различных альтернативных материалов в цементно-стружечных плитах, например [2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22, XNUMX].
Однако исследований по повторному использованию побочных продуктов, образующихся при производстве цементно-стружечных плит, в их последующем производстве не проводилось. Только Езерский и соавт. [23] сосредоточились на использовании отходов производства цементно-стружечных плит в мелкозернистом бетоне. Однако исследование Езерского в основном касается соотношения рецептур в зависимости от объемного веса и прочностных характеристик проектируемого бетона. Таким образом, не делалось акцента на изучении звеньев с материальной точки зрения предлагаемых смесей. Вместо этого в центре внимания остались расчетные математические модели, оценивающие достигнутые характеристики разработанных материалов с модифицированным составом. Еще одним важным фактом является то, что Езерский и соавт. использованные отходы производства компании TAMAK. Значительные отличия видны при сравнении весового состава цементно-стружечных плит производства СИДЕМ (цемент — 50 %, древесина — 18 %, вода — 30 %, гидратирующие добавки — 2 %) и ТАМАК (цемент — 65 %). %, древесина — 24 %, вода — 8.5 %, гидратирующие добавки — 2.5 %).
Так, в представленном здесь исследовании первичные компоненты матрицы и наполнителя ЦСП были заменены побочными продуктами [24,25,26,27, XNUMX, XNUMX, XNUMX], в частности, продуктами производства ЦСП (производства CIDEM). Границе, а.с.). Композицию плит модифицировали пылью (ДУ) и смесью частиц (СЧ) производства цементно-стружечных плит.
Более заметная деградация происходит в материалах на основе цементной матрицы и органического наполнителя (преимущественно древесины) при изменении температуры и влажности (см., например, результаты исследований [12,13]), чем в случае неорганического строительства. материалы (бетон, строительный раствор и др.). Основным критерием пригодности плитных материалов в строительстве является их прочность на изгиб и модуль упругости при изгибе. Таким образом, можно предположить, что доски больше всего нагружены изгибающей нагрузкой. Таким образом, поведение цементно-стружечных плит (подверженных воздействию неблагоприятной окружающей среды) при статической нагрузке на изгиб (изгиб) имеет важное значение. Ключевым моментом является четкая идентификация, расположение и описание возникающих дефектов, которые в конечном итоге приводят к окончательной непрочности материала.
Выяснилось, что тема долговечности плит модифицированного состава недостаточно освещена другими авторами. Исследование экспертных публикаций также показало отсутствие данных о локализации дефектов в цементно-стружечных плитах с модифицированным составом. Некоторые авторы акцентируют внимание на использовании метода акустической эмиссии для анализа самых разнообразных строительных материалов, например [28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43, XNUMX, XNUMX, XNUMX, XNUMX, XNUMX, XNUMX, XNUMX, XNUMX, XNUMX, XNUMX, XNUMX, XNUMX, XNUMX]. ,XNUMX]. Однако в имеющихся на сегодняшний день публикациях не упоминается об оценке поведения цементно-стружечных плит методом акустической эмиссии при их механическом воздействии на статический изгиб.
Таким образом, локализация дефектов в цементно-стружечных плитах в рамках данного исследования была детально проанализирована с помощью комбинации физических, механических, микроструктурных и акустических методов. Плиты годовалого возраста подвергались испытаниям и анализу по достижении от 100 до 250 циклов замораживания/оттаивания. В ходе стресс-теста на изгибающую нагрузку удалось описать процессы образования и развития активных дефектов в структуре цементно-стружечных плит благодаря синхронному приложению акустической эмиссии и электрогидравлического устройства (с возможностью контролировать и записывать данные на ПК). Ценным является описание различий в поведении досок разного состава, а также сравнение воздействия неблагоприятной внешней среды. Кроме того, важным было дополнение других методов, таких как оптическая микроскопия.
2. материалы
Цементно-стружечные плиты для этих испытаний были изготовлены в сотрудничестве с CIDEM Hranice, as Стандартная формула их плит состоит из цемента, еловой стружки, силиката натрия и сульфата алюминия. Состав цементно-стружечных плит представлен в следующей таблице (см. Таблицу 1).
Таблица 1
Состав цементно-стружечных плит – стандартные и модифицированные смеси.
Соединение | Смесь – количество соединений [%] | ||
---|---|---|---|
Стандарт Ce |
Изменено (по DU) Du |
Изменено (при личной встрече) Pm |
|
Цементная промышленность | 50 | 44 | 46 |
Еловые чипсы | 18 | 17 | 14 |
Пыль (от шлифовки и резки цементно-стружечных плит) | 7 | ||
Смесь стружки (с линии по производству цементно-стружечных плит) | 8 | ||
воды | 30 | 30 | 30 |
Увлажняющие добавки | 2 | 2 | 2 |
Состав модифицированных формул основан на выводах и существующих результатах исследований авторов в сотрудничестве с CIDEM Hranice, например, см. [1,26,27]. Эти результаты, таким образом, материал для состава модифицированных формул, были получены в рамках многолетнего сотрудничества авторов с Институтом технологии строительных материалов и компонентов, Факультет гражданского строительства, НО и CIDEM Границе, т.к. компоненты также отражают текущее производство побочных продуктов на CIDEM Hranice, как на производственной линии.
Для производства использовался шлакопортландцемент ЦЕМ II/АС 42,5 Р, удельная поверхность которого составляет 458 м 2 /кг (размер и распределение частиц – см. рис. 1 ) и плотность 3124 кг/м 3 . Начальное время схватывания колеблется в пределах 215–250 мин. Стандартная прочность на сжатие через 28 дней достигает значения ок. 59 МПа. Химический состав цемента вместе с побочными продуктами DU и PM показан в следующей таблице (см. Таблицу 2). Для определения химического состава использовались следующие методы измерения: гравиметрический, фотометрический, пламенная атомно-абсорбционная спектрофотометрия, комплексонометрическое титрование и меркуриометрия (в сторонней лаборатории).
Аксессуары
Регулируемая самовыравнивающаяся опора для пола «SB» включает в себя два элемента: техничность и универсальность. Миллиметровая регулировка от 27 до 120 мм..
Регулируемые опоры SE
Самовыравнивающаяся регулируемая опора для пола «SE» с наклонной головкой, которая автоматически компенсирует уклоны до 5%. Высота регулируется от 28 до 550 мм.
Регулируемые опоры НМ
Регулируемая опора для пола «NM» — идеальный выбор для виража. Миллиметровая регулировка от 25 до 270 мм. Откройте для себя характеристики..
Бетонный металлический лист
Металлический лист Beton типа «ласточкин хвост» представляет собой самонесущую, легкую арматурную пластину из оцинкованной стали, используемую для армирования опалубки и пола.
Винты NF57
Оцинкованные винты с антирезьбовым покрытием NF57 идеально подходят для крепления цементно-стружечных плит или плит высокой плотности. Сопротивление разрыву указывает на выдерживаемую нагрузку.
Пароизоляция FiberTherm multi UDB
Высокодышащий пароизоляционный и наружный слой кровельного покрытия, идеально подходящий для ремонта. Встроенные самоклеящиеся полоски для надежного соединения.
Пароизоляция FiberTherm multi membra 5
Пароизоляция для внутренних работ, герметик для крыш, стен и чердачных работ.
Пароизоляционный слой FiberTherm multi renova
Пароизоляционный слой для внутренних работ, герметизация крыш, стен и работ на крышах или чердаках.
Пароизоляционный слой FiberTherm multi cover 5
Водостойкий износостойкий пароизоляционный слой для использования на кровле и стенах.
Клей ФайберТерм мультипраймер
Клей без растворителей для предварительной обработки панелей FiberTherm для нижних настилов и впитывающих минеральных оснований. Образует гладкую нелипкую пленку.
Клей-герметик FiberTherm multi fill
Постоянно эластичный герметик. Идеально подходит для сборки теплоизоляционных панелей, обладает отличной адгезией и может наноситься на влажные основания.
Клей Многофункциональный клей FiberTherm
Атмосферостойкий шовный клей. Клеевой состав для долговременного склеивания с защитой от дождя.
Клей FibreTherm мультилента F
Стойкая к старению клейкая лента для внутренних и наружных работ. Его можно использовать в системах склеивания между пленками FiberTherm и соединениями между панелями.
Клей FibreTherm мультилента P
Стойкая к старению клейкая лента для внутренних и наружных работ. Его можно использовать в системах склеивания между пленками FiberTherm и соединениями между панелями.
Клей-герметик FiberTherm multi connect
Постоянно эластичный герметик. Для всех точек соединения строительных систем FiberTherm и смежных компонентов.
Клейкая лента FiberTherm мульти гвоздь
Уплотнительная лента для односторонних гвоздей. Дополнительная гарантия на случай дождя, например, при использовании подложек в сочетании с изоляционными материалами FiberTherm.
Сетка из стекловолокна Beton Glass 160
Сетка из стекловолокна, устойчивая к щелочам и лестницам, используется в системах теплоизоляции. Идеально подходит для тепловых покрытий из древесного волокна или светлой пробки.
Сетка из стекловолокна Beton Glass 360
Щелочестойкая и непроницаемая для лестниц сетка из стекловолокна, используемая в системах армированной теплоизоляции. Идеально подходит для систем BetonTherm.
Капельный стартер ПВХ
Профиль из ПВХ с термосвариваемой сеткой из стекловолокна 165 г/м², сертифицированный ETAG004. Используется в качестве герметичного соединения между стартовым основанием и армированной стружкой.
Стартер алюминий
Недеформируемый алюминиевый профиль толщиной от 0.8 до 1.2 мм с поддоном для капель. Используется для правильного нижнего уплотнения системы внешней изоляции.
Угол Алу
Угловой профиль стекловолоконной сетки 165 г/м² сертифицирован ETAG004 и усилен с внутренней стороны алюминиевым угловым профилем 90°. Используется для усиления углов и острых краев.
Скотч Beton Strip
Клейкая лента из стекловолокна, используемая в качестве герметика вблизи стыков между стенами из гипсокартона. Идеально подходит для систем BetonTherm.
Строительные решения
Цементно-стружечные плиты
Цементно-стружечная плита BetonWood используется во многих областях строительства, особенно там, где требуется высокая механическая прочность. Он экологически чистый, имеет высокую плотность и прочность на сжатие; имеет пожарный сертификат класса А2.
Сдвоенные панели
Цементно-стружечная плита BetonWood сочетается с лучшими природными и искусственными изоляционными материалами (древесное волокно, пробка, экструдированный и пенополистирол) для получения конкретных дизайнерских решений, подходящих для различных потребностей в тепло- и звукоизоляции.
Изоляционные системы с высоким сопротивлением
BetonTherm — это система для термоакустических покрытий с высокой механической прочностью и высокой теплопередачей, как для внутренней, так и для внешней изоляции, подходящая как для традиционных конструкций, так и для систем из сухой древесины.
Излучающие системы
Модульная излучающая система BetonRadiant состоит из цементно-стружечной плиты высокой плотности (1350 кг/м³) и может поставляться в сочетании с изоляционными материалами, такими как пробка, древесное волокно или полистирол. Традиционные или фальшполы с подогревом.
BetonWood — итальянская компания-лидер в производстве цементно-стружечных плит высокой плотности, обладающих высокой жесткостью, огнестойкостью, устойчивостью к атмосферным воздействиям и отличными звукоизоляционными свойствами. Часы работы офиса: с понедельника по пятницу, 9:30-13:30 14:30-18:30 Часы работы склада Sesto Fiorentino: с понедельника по пятницу, 9:00-13:00 13:30-14:30