УДК 624.012

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ПРОЧНОСТЬ ПРИ СДВИГЕ КЛЕЕВЫХ И ЦЕМЕНТНО-ПЕСЧАНЫХ ШВОВ, СОЕДИНЯЮЩИХ БЛОКИ ИЗ ДРЕВЕСНО-ЦЕМЕНТНОГО МАТЕРИАЛА

Суханов Михаил Анатольевич1, Андреев Александр Александрович2, Колесников Геннадий Николаевич3
1ООО «Интеркам», г. Петрозаводск, технолог
2Петрозаводский государственный университет, аспирант кафедры механики
3Петрозаводский государственный университет, д.т.н., профессор, зав. кафедрой механики

Аннотация
Цель работы – сравнительная оценка прочности при сдвиге клеевых и цементно-песчаных швов, соединяющих блоки из древесно-цементного материала.  Образцы испытывали на машине SHIMADZU AG50kNX через семь дней после изготовления. Образец 1 (ЦПС) разрушился при нагрузке 223 Н (~0.02 H/мм2). Образец 2 (клей) разрушился при нагрузке 3243 Н (~0.27 H/мм2). На части площади контакта разрушился древесно-цементный материал. Это подтверждает высокую адгезионную прочность сцепления клеевого слоя и древесно-цементного материала.

Ключевые слова: арболит, блоки, древесно-цементный материал, кладка, клей, прочность швов, сдвиг, цементно-песчаная смесь


COMPARATIVE SHEAR STRENGTH OF ADHESIVE AND CEMENT-SAND MIX IN SEAMS BETWEEN BLOCKS MANUFACTURED OF WOOD-CEMENT MATERIAL

Sukhanov Michael Anatolievich1, Andreev Alexander Aleksandrovich2, Kolesnikov Gennady Nikolaevich3
1Ltd. «Intercam», Petrozavodsk, technologist
2Petrozavodsky State University, graduate student, Department of mechanics
3Petrozavodsky State University, Professor, Department of mechanics

Abstract
Purpose of the work – comparative shear strength of adhesive and cement-sand mix (CSM) in seams between blocks, manufactured of wood-cement material. Specimens tested by machine SHIMADZU AG50kNX through seven days seven days after manufacture. Specimen 1 (CSM) collapsed under a load of 223 N (~ 0.02 N/mm2). Specimen 2 (adhesive) collapsed under a load of 3243 N (~ 0.27 N/mm2). On the contact area were traces of destruction of ​​wood-cement material. This confirms the high adhesive bond strength of the adhesive layer and wood-cement material for specimen 2.

Keywords: adhesive, blocks, cement-sand mix, glue, masonry joints strength, shear, wood-cement material, wood-crete


Рубрика: 05.00.00 ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Суханов М.А., Андреев А.А., Колесников Г.Н. Сравнительная прочность при сдвиге клеевых и цементно-песчаных швов, соединяющих блоки из древесно-цементного материала // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 7 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/07/36938 (дата обращения: 29.09.2017).

Введение. В настоящее время сохраняет свою актуальность проблема рационального использования отходов переработки древесного сырья [1, 2, 3]. Неиспользуемые отходы переработки древесины являются потенциально опасными с экологической точки зрения [4]. Одно из направлений решения появляющейся в этой связи проблемы ориентировано на использование отходов деревообработки в качестве сырья для изготовления арболита и других древесно-цементных материалов [5-15]. Анализ литературы показал, что к числу недостаточно изученных вопросов относится вопрос о прочности швов в кладке из древесно-цементных блоков. Для соединения таких блоков при возведении стен малоэтажных зданий обычно используются цементно-песчаные смеси. Новые возможности открывает применение  клея, используемого при возведении стен из газобетона.

Цель работы – сравнительная оценка прочности при сдвиге клеевых и цементно-песчаных швов, соединяющих блоки из древесно-цементного материала.

Материалы и методы. Блоки были получены из смеси мелкой стружки, цемента, сульфата алюминия, жидкого стекла, воды (технолог – М.А. Суханов). После набора прочности в течение 28 дней блоки распилили с целью изготовления образцов для испытаний на сдвиг (рис. 1 и 2). Материалы швов: цементно-песчаная смесь (ЦПС, соотношение цемент:песок 1:3), толщина шва от 7 до 10 мм (рис. 1); клей для укладки блоков из ячеистого бетона автоклавного твердения, толщина шва от 2 до 4 мм (рис. 2).

 

Рис. 1. Образец 1 (ЦПС)

 

Рис. 2. Образец 2 (клей)

Образцы испытывали на машине SHIMADZU AG50kNX через семь дней после изготовления.

Результаты. Образец 1 (ЦПС) разрушился при нагрузке 223 Н (~0.02 H/мм2), энергия разрушения 0.42 Дж. Визуально по картине разрушения определено, что образец 1 имеет низкую адгезионную прочность сцепления слоя ЦПС и древесно-цементного материала.

Образец 2 (клей) разрушился при нагрузке 3243 Н (~0.27 H/мм2), энергия разрушения 4.88 Дж. На части площади контакта разрушился древесно-цементный материал. Это подтверждает высокую адгезионную прочность сцепления клеевого слоя и древесно-цементного материала.

Осуждение и заключение. Полученные экспериментальные данные указывают на возможность применения указанного выше клея в кладке не только из газобетонных блоков, но также из древесно-цементных блоков. При этом прочность на сдвиг клеевого соединения существенно выше по сравнению с прочностью кладки на ЦПС.

Следует отметить, что с точки зрения геометрии газобетонные блоки отличаются от блоков из древесно-цементного материала меньшими отклонениями от идеальных размеров и формы. В настоящее время технологии изготовления древесно-цементных материалов не всегда гарантируют стабильность размеров и формы блоков. Поэтому расход клея в кладке из древесно-цементных блоков будет более высоким. Однако, если будет найдена технология производства древесно-цементных блоков с достаточно стабильными размерами, то применение относительно небольшого количества клея обеспечит высокую прочность соединения таких блоков.

Касаясь сравнения блоков из газобетона с блоками из древесно-цементного материала в контексте данной работы необходимо отметить следующее. Актуальность совершенствования технологий древесно-цементных материалов определяется, прежде всего, вкладом в решение экологической проблемы рационального использования отходов лесопромышленного комплекса путем разработки технически возможных и экономически целесообразных способов утилизации опилок и стружки. Опилки и стружка в больших количествах образуются на деревообрабатывающих предприятиях, при этом существующих способов решения данной проблемы уже недостаточно [3].

Использование измельченной древесины, в том числе отходов лесопиления, для изготовления строительных теплоизоляционных и конструкционных материалов известно не один десяток лет [1-14]. Однако проблема сохраняет свою актуальность [5, 15] , на что указывает интенсивность публикаций по затронутой теме,  в том числе Интернет-ресурсов (рис.3). Полученные данные также указывают также на целесообразность продолжения исследований многоплановой проблемы рационального использования отходов деревообработки.

 

Рис. 3. Распределение публикаций с ключевым словом “wood-cement” [http://scholar.google.ru]

Работа выполнена при поддержке Программы стратегического развития ПетрГУ в рамках реализации комплекса мероприятий по развитию научно-исследовательской деятельности на 2012-2016 гг.


Библиографический список
  1. Зайцева М.И., Никонова Ю.В. Возможности использования отходов как компонента строительных материалов в республике Карелия // В сборнике: Деревянное малоэтажное домостроение: Экономика, архитектура и ресурсосберегающие технологии: Сборник статей по материалам международной научно-практической конференции. Петрозаводский государственный университет. Петрозаводск, 2013. С. 30-36.
  2. Зайцева М.И., Робонен Е.В., Чернобровкина Н.П., Колесников Г.Н. Утилизация отходов переработки хвои сосны обыкновенной // В сборнике: Деревянное малоэтажное домостроение: экономика, архитектура и ресурсосберегающие технологии Сборник статей по материалам международной научно-практической конференции. Петрозаводский государственный университет. Петрозаводск, 2013. С. 25-30.
  3. Падерин В. Рентабельность лесопиления и проблемы развития лесопиления в России // ЛесПромИнформ. 2014. №1(99). URL: http://www.lesprominform.ru/jarchive/articles/itemshow/3572
  4. Svendsen, G. T. (2013). Environmental Reviews and Case Studies: From a Brown to a Green Economy: How Should Green Industries Be Promoted?. Environmental Practice, 15(01), 72-78.
  5. Aigbomian E. P., Fan M. Development of Wood-Crete from Hardwood and Softwood Sawdust // Open Construction and Building Technology Journal. 2013. Т. 7. С. 108-117.
  6. Андреев А.А., Васильев С.Б., Колесников Г.Н., Сюнёв В.С. Уточнения к статье «Влияние новой полимерно-минеральной добавки на прочность древесно-цементного материала для малоэтажного строительства» // Сборник научных трудов по материалам международной заочной научно-практической конференции Актуальные направления научных исследований XXI века: теория и практика. 2014. № 3-4 (8-4). С. 267-268.
  7. Андреев А.А., Колесников Г.Н. О рациональном соотношении количества опилок и стружки в древесно-цементном композите // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Серия: Естественные и технические науки. 2014. № 4 (141). С. 85-87.
  8. Андреев А.А., Колесников Г.Н. Совершенствование технологии использования отходов лесопильных предприятий в производстве древесно-цементных материалов для малоэтажного строительства // Фундаментальные исследования. 2014. № 6-6. С. 1139-1143.
  9. ГОСТ Р 54854-2011. Бетоны легкие на органических заполнителях растительного происхождения. Технические условия.
  10. Запруднов В.И., Санаев В.Г. Макроскопические свойства древесно-цементных композитов // Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник. 2012. № 6 (89). С. 168-171.
  11. Лукутцова Н.П., Горностаева Е.Ю., Карпиков Е.Г. Древесно-цементные композиции с минеральными микронаполнителями // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. – Белгород, 2011. №3. С. 21-23.
  12. Наназашвили И.Х. Строительные материалы из древесно-цементной композиции // Л.: Стройиздат, 1990. 415 с.
  13. Пошарников Ф.В., Филичкина М.В. Анализ структуры смеси для опилкобетона на основании многофакторного планирования эксперимента // Вестник Московского государственного университета леса – Лесной вестник. 2010. № 1. С. 111-114.
  14. СН 549-82. Инструкция по проектированию, изготовлению и применению конструкций и изделий из арболита.
  15. Цепаев В.А., Один А.И. Длительная прочность арболита с учетом анизотропии строения // Приволжский научный журнал. 2007. № 1. С. 51-56.


Все статьи автора «Колесников Геннадий Николаевич»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: