MIME-Version: 1.0 Content-Type: multipart/related; boundary="----=_NextPart_01CC17E0.2BD69CA0" Данный документ является веб-страницей в одном файле, также называемой файлом веб-архива. Если вы видите это сообщение, значит, данный обозреватель или редактор не поддерживает файлы веб-архива. Загрузите обозреватель, поддерживающий веб-архивы, например Windows® Internet Explorer®. ------=_NextPart_01CC17E0.2BD69CA0 Content-Location: file:///C:/9D29A321/Prokopeva.htm Content-Transfer-Encoding: quoted-printable Content-Type: text/html; charset="us-ascii"
Д.П.
Прокопьева,
Б.Д. Руденко=
b>
(СибГТУ, =
075;.Красноярск,
РФ) darena1986@mail.=
i>ru
Системати&=
#1079;ация
факторов
влияющих на
формированl=
0;е
АДГЕЗИОННОh=
9; прочности
в систем&=
#1077;
«цемент –
древесина»
Systematization of the
factors influencing the formation of adhesion durability in the "cemen=
t -
wood"
The article examined the mechanisms of interaction
between the components, the influence of factors on the adhesion of the
cement-wood composites, dependent durability factor.
П=
088;оцесс
адгезионноk=
5;о
взаимодейсm=
0;вия
в цементно-д=
088;евесных
композитах (=
062;ДК)
определяет
как
технологию
их
изготовленl=
0;я,
так и
свойства
получаемогl=
6;
композициоl=
5;ного
материала.
Производстk=
4;о
таких матер
=
80;алов
позволяет
решить
задачи:
утилизация
отходов
деревообраk=
3;отки
и
лесозаготоk=
4;ки,
создание
эффективныm=
3;
строительнm=
9;х
материалов
=
80;
соответствk=
7;нно
новых
технологий
=
74;
малоэтажноl=
4;
домостроенl=
0;и.
Ц=
077;ль:
Определить
факторы
адгезионноk=
5;о
взаимодейсm=
0;вия
в системе «ц=
077;мент-древес=
ина».
А=
076;гезия
– (лат. adhaesio –
прилипание,
сцепление,
притяжение) =
211;
поверхностl=
5;ое
явление,
которое
заключаетсn=
3;
в возникнов
=
77;нии
механическl=
6;й
прочности
при контакт
=
77;
поверхностk=
7;й
двух разных
тел (конденс=
080;рованных
фаз).
Причиной
адгезии
является мо
=
83;екулярное
притяжение
контактируn=
2;щих
фаз или их
химическое
взаимодейсm=
0;вие.
Явление
адгезии
лежит в
основе
образованиn=
3;
прочного
контакта
(склеивания)
между
твердым
телом – субс=
тратом
и клеящим
агентом – ад=
гезивом,
являющимисn=
3;
основными
компонентаl=
4;и
адгезионно=
1075;о
соединения =
[1].
П=
088;очность
адгезионноk=
5;о
соединения
определяет
основные
механическl=
0;е
свойства ко
=
84;позиционны=
1093;
материалов.
О=
076;ин
из
основополаk=
5;ающих
факторов
упрочения с
=
90;руктуры
бетона
улучшение
сцепления
заполнителn=
3;
с
прослойкамl=
0;
цементного
камня. Это
предопредеl=
3;яет
необходимоl=
9;ть
глубокого
изучения
процессов и
явлений,
имеющих
отношение к
сцеплению
древесины с
цементным
камнем, так к=
1072;к
рассматривk=
2;емое
свойство
двух разных =
087;о
своей
природе
материалов
является ва
=
78;ным
условием,
определяющl=
0;м
прочность и
долговечноl=
9;ть
ЦДК.
А=
076;гезия
является
многофактоl=
8;ным
показателеl=
4;,
зависящим о
=
90;
природы
связующего
=
80;
наполнителn=
3;,
свойств их
поверхностk=
7;й
площади
контакта,
условий
формированl=
0;я
композита и
др.
П=
088;оцесс
склеивания
состоит из
двух стадий =
211;
прилипания
=
80;
собственно
склеивания.
Первая стад
=
80;я
должна
обеспечить
наилучший
контакт и
взаимодейсm=
0;вие
со
склеиваемоl=
1;
поверхностn=
0;ю,
вторая –
гарантировk=
2;ть
нормальную
работу
клеевого шв
=
72;
под воздейс
=
90;вием
влаги,
температурm=
9;
и других
факторов [3].
Р=
072;зличают
несколько
механизмов (=
080;
соответствk=
7;нно
теорий
адгезии) в
зависимостl=
0;
от природы
взаимодейсm=
0;вующих
тел и
условий, при
которых
происходит
адгезия.
Механическk=
2;я
адгезия
осуществляk=
7;тся
путем
затекания в
поры и
трещины
поверхностl=
0;
твердого те
=
83;а
жидкого
адгезива,
который
затем
затвердеваk=
7;т,
обеспечиваn=
3;
механическl=
6;е
зацепление
=
89;
твердым
телом.
Согласно
молекулярнl=
6;му
(адсорбцион
=
85;ому)
механизму
адгезия воз
=
85;икает
под действи
=
77;м
межмолекулn=
3;рных
ван-дер-ваал=
100;совых
сил и
водородных
связей. Для
такой адгез
=
80;и
применимо
известное
правило
сходства
веществ по п=
086;лярности:
чем ближе по
полярности
адгезив и
субстрат, те=
084;
более проче
=
85;
контакт
между ними.
Электричесl=
2;ая
теория
связывает
адгезию с
возникновеl=
5;ием
двойного
электричесl=
2;ого
слоя на
границе
раздела
между адгез
=
80;вом
и субстрато
=
84;.
Отслаиваниk=
7;,
как и раздви=
078;ение
обкладок
конденсатоl=
8;а,
вызывает
увеличение
разности
электричесl=
2;их
потенциалоk=
4;,
которое
обусловливk=
2;ет
прочность
адгезионноk=
5;о
контакта.
Диффузионнm=
9;й
механизм
предусматрl=
0;вает
взаимное
проникновеl=
5;ие
молекул и
атомов в
поверхностl=
5;ые
слои взаимо
=
76;ействующих
фаз. Процесс
диффузии
приводит ка
=
82;
бы к
размыванию
границы
раздела фаз,
взаимному и
=
93;
растворениn=
2;
в местах
контакта.
Отдельно вы
=
76;еляется
механизм,
обусловленl=
5;ый
химическим
взаимодейсm=
0;вием
при адгезии.
В конкретны
=
93;
условиях
один из
механизмов
может преоб
=
83;адать,
чаще же
механизм
адгезии явл=
03;ется
смешанным [1].
П=
088;облему
сцепления
древесины с
цементным
камнем в
нашей стран
=
77;
изучали [2]
проф. И. Л.
Кириенко, М. Л.
Киения (1930— 1931 гг=
.),
Г. Д. Цискрели =
(
Д=
086;
настоящего
времени в
лабораторнl=
6;й
практике не
существует
общепринятl=
6;й
методики
определениn=
3;
величины
сцепления
древесины с
минеральныl=
4;и
вяжущими
веществами.
П=
086;нимание
специфичесl=
2;их
особенностk=
7;й
сцепления
композиции
«древесина R=
11; цементный
камень»
помогает
правильно о
=
88;иентироват=
1100;ся
при выборе
способов
повышения
адгезионноl=
1;
прочности в
структуре Ц
=
44;К.
В
статье нами
рассмотренm=
9;
факторы,
влияющие на
адгезионнуn=
2;
прочность в
системе
«цемент –
древесина»
на примере а=
088;болита.
П=
088;и
исследованl=
0;и
адгезии
древесины с
цементным
камнем И. Х.
Наназашвилl=
0; [2]
изучалось
влияние
различных
факторов на =
074;еличину
их сцеплени=
03;,
в том числе
породы древ
=
77;сины;
характера е
=
77;
поверхностl=
0;;
толщины про
=
89;лойки
цементного
камня;
способа
химической
=
80;
физической
обработки;
вида добавк
=
80;
в цементное
тесто;
направлениk=
7;
среза склеи
=
74;аемых
поверхностk=
7;й
(радиальный,
тангенциалn=
0;ный
срезы);
направлениk=
7;
волокон; пло=
097;адь,
занимаемая
поздней
древесиной; =
072;
также услов
=
80;я
изготовленl=
0;я
и хранения з=
072;полнителя.
П=
088;и
уменьшении
удельной
поверхностl=
0;
древесного
заполнителn=
3;
до
некоторого
предела
прочность а
=
88;болита
растет.
Снижение
прочности
при
значительнl=
6;й
крупности
заполнителn=
3;
отчасти
может быть
объяснено
влиянием
больших вла
=
78;ностных
деформаций,
вызывающих
развитие на
=
87;ряжений
в контактны
=
93;
зонах в
процессе тв
=
77;рдения
и сушки, а при
использоваl=
5;ии
мелкой
фракции –
значительнm=
9;м
уменьшениеl=
4;
толщины
цементных
прослоек в
структуре и
=
79;-за
большой
удельной
поверхностl=
0;
заполнителn=
3;.
С
ростом
шероховатоl=
9;ти
поверхностl=
0;
адгезионнаn=
3;
прочность
сцепления
древесины
цементным
камнем
увеличиваеm=
0;ся.
Рост
адгезионноl=
1;
прочности,
вероятно,
связан с
появлением
большого
числа
активных
центров,
увеличениеl=
4;
истинной
площади
контакта и
механическl=
0;м
сцеплением
ворсинок и
углублений,
выполняющиm=
3;
функцию
своеобразнm=
9;х
шпонок и
заклепок.
С
увеличениеl=
4;
площади
поздней
древесины н
=
72;
склеиваемыm=
3;
поверхностn=
3;х
моделей зап
=
86;лнителя
наблюдаетсn=
3;
значительнl=
6;е
снижение
адгезионноl=
1;
прочности,
что можно об=
098;яснить
более низко
=
81; сцепляемос&=
#1090;ью
этих
участков с
цементным к
=
72;мнем
и
возможностn=
0;ю
развития
значительнm=
9;х
влажностныm=
3;
деформаций
из-за повыше=
085;ной
плотности
поздней
древесины. Н=
072;
участках
поздней
древесины
наблюдаетсn=
3;
адгезионныl=
1;
вид
разрушения,
тогда как на
участках
ранней древ
=
77;сины
происходит
смешанное,
или когезио
=
85;ное
(по древесин=
077;
или
цементному
камню)
разрушение.
Преимущестk=
4;енное
проникание
цементного
геля в
трахеиды
ранней древ
=
77;сины
ели и сосны
может быть
объяснено е
=
77;
анатомичесl=
2;им
строением. Д=
077;формативно&=
#1089;ть
разных
участков
хвойных
пород
неодинаковk=
2;.
Это дает
основание
предположиm=
0;ь,
что в
контактных
зонах струк
=
90;уры
ЦДК на
участках
поздней
древесины
могут наблю
=
76;аться
большие
влажностныk=
7;
деформации, =
095;ем
на участках
ранней
древесины.
Наименьшая
разность
таких
деформаций
характерна
для
древесины
ели. Предпоч=
090;ение,
которое
отдавали
древесине
ели при
производстk=
4;е
цемеитно-др
=
89;весных
материалов,
объяснялосn=
0;
ранее
меньшим сод
=
77;ржанием
в ней
легкогндроl=
3;изуемых
веществ.
Заполнителn=
0;
из ели имеет
еще и то преи=
1084;ущество,
что величин
=
72;
его сцеплен
=
80;я
с цементным
камнем выше,
чем у других
пород
древесины, и
в процессе
твердения и =
089;ушки
арболита, в
контактных
зонах его
структуры
образуются
меньшие
влажностныk=
7;
деформации
вследствие
более
высокой, чем
у других
пород, однор=
086;дности
структуры. В
годичных
слоях сосны
четко
различаютсn=
3;
ранняя и поз=
076;няя
древесина;
широкополоl=
9;тные
и относител=
00;но
тонкостеннm=
9;е
трахеиды
(клетки) ранн=
1077;й
части более
приспособлk=
7;ны
к водопрово
=
76;ящей
функции, чем
узкополостl=
5;ые
и относител=
00;но
толстостенl=
5;ые
трахеиды
поздней
части. Участ=
082;и
поздней
древесины
имеют
значительнl=
6;
большую
плотность,
чем ранней, и
характеризm=
1;ются
более низки
=
84;
значением
сцепления с
цементным
камнем, тогд=
072;
как на
участках ра
=
85;ней
древесины
преобладаеm=
0;
смешанный х
=
72;рактер
разрушения,
что
указывает н
=
72;
большую
величину
сцепления.
Это можно
объяснить
прониканиеl=
4;
в открытые
полости
трахеид
цементного
геля из-за
более
высокой
поверхностl=
5;ой
пористости
ранней
древесины п
=
86;
сравнению с
поздней,
благодаря
чему
адгезионнаn=
3;
прочность
увеличиваеm=
0;ся
и за счет
механическl=
6;го
сцепления.
А=
076;гезионная
прочность
моделей
тангенциалn=
0;ного
среза
древесины н
=
72;
склеиваемыm=
3;
поверхностn=
3;х
больше, чем у
моделей той
же породы
радиальногl=
6;
среза. Это
может быть
объяснено
большим
содержаниеl=
4;
поздней дре
=
74;есины
на
поверхностl=
0;
пластин. Для
моделей тан
=
75;енциальног=
1086;
среза
склеиваемыm=
3;
поверхностk=
7;й
из разных
пород
древесины
адгезионнаn=
3; прочность
различна: у
ели она выше,
чем у сосны,
вследствие
разного
содержания
ранней и
поздней
древесины.
Так, у ели
площадь поз
=
76;ней
древесины в
тангенциалn=
0;ном
срезе соста
=
74;ляет
13 %, а у сосны — 30 %.
П=
088;и
одинаковой
шероховатоl=
9;ти
деревянных
моделей
адгезионнуn=
2;
прочность
можно измен=
03;ть
обработкой
поверхностl=
0;,
что подтвер
=
78;дает
наличие
межмолекулn=
3;рного
взаимодейсm=
0;вия
на границе
«вяжущее —
древесина».
При
химическом
модифицироk=
4;ании
поверхностl=
0;
древесного
заполнителn=
3;
эти соедине
=
85;ия
вступают в
химическую
реакцию с
гидроксильl=
5;ыми
группами
древесины. Д=
072;же
незначителn=
0;ное
модифицироk=
4;ание
вызывает
изменение
химическогl=
6;
взаимодейсm=
0;вия
вяжущего и
древесины. Д=
077;ревянные
пластины
моделей,
прошедшие
высокотемпk=
7;ратурную
сушку,
показали бо
=
83;ьшую
прочность
сцепления с
цементным
камнем, чем
модели без
термообрабl=
6;тки,
но меньшую, ч=
1077;м
модели,
обработаннm=
9;е
раствором х
=
83;ористого
кальция и
хлористого
алюминия. З=
085;ачительное
повышение
адгезионноl=
1;
прочности у =
090;ермообрабо&=
#1090;анных
моделей
частично
может быть
объяснено
стабилизацl=
0;ей
их объема,
обусловливk=
2;емой
образованиk=
7;м
эфирных
связей,
сопровождаn=
2;щих
потерю
связанной
воды, и
переходом л
=
77;гкогидроли=
1079;ующихся
веществ
(простейших
сахаров)
«цементных
ядов» в боле=
077;
труднорастk=
4;оримые
соединения.
П=
088;едполагает&=
#1089;я,
что адгезия
системы «др
=
77;весина
– цементный
камень»
обусловливk=
2;ется
взаимодейсm=
0;вием
гидрата
оксида каль
=
94;ия,
образующегl=
6;ся
при
твердении
портландцеl=
4;ентного
теста в
контакте с
полярными ф
=
91;нкциональн=
1099;ми
группами
компонентоk=
4;
древесины –
целлюлозы,
лигнина,
гемицеллюлl=
6;зы.
В=
077;личина
сил связи
между
цементным
тестом (в
дальнейшем
преобразуеl=
4;ого
в цементный
камень) и
стенками
клеток
древесины
может быть
объяснена
положениямl=
0;
адсорбционl=
5;ой
теории
адгезии.
Известно, чт=
086;
составные
части
древесины, в
первую
очередь
целлюлоза,
обладают
структурноl=
1;
поляризациk=
7;й
(поверхност=
00;
молекулярнm=
9;х
цепей
целлюлозы, г=
077;мицеллюлоз&=
#1099;
и лигнина
несут заряд) [4=
],
поэтому
должны
хорошо
соединятьсn=
3;
полярными
веществами.
Однако
отрицательl=
5;ый
различные
участки
годичных
слоев (ранне=
081;
и поздней
древесины) и
стенок
клеток
содержат
неодинаковl=
6;е
количество
целлюлозы,
гемицеллюлl=
6;зы,
лигнина и
других
веществ и
обладают
разной степ
=
77;нью
полярности,
вследствие
чего показа
=
90;ели
адгезии
составных
частей
древесины с
цементным
камнем
различны. По
степени
полярности
целлюлоза
занимает
первое мест
=
86;,
затем идет
гемицеллюлl=
6;за
и, наконец,
лигнин [5]. Отсю=
;да
вывод: чем
больше
древесина
содержит це
=
83;люлозы,
тем лучше ее
сцепление с
цементным
камнем. Для
повышения
сцепления
древесного
заполнителn=
3;
с цементным
камнем
наиболее
эффективныl=
4;
оказываетсn=
3;
введение хи
=
84;икатов
и добавок,
которые
более
полярны.
В
работе [3] А. С.
Щербаков, с
глубоким
пониманием
процессов
структурооk=
3;разования
арболита,
предложил
описывать
прочность о
=
90;
структурныm=
3;
факторов
зависимостn=
0;ю,
где
определил
некоторые
факторы как
прямо
пропорционk=
2;льно
влияющие на
прочность, а
другие, как
обратно
пропорционk=
2;льно
влияющие.
Однако тако
=
77;
деление
справедливl=
6;
лишь на
некоторых у
=
95;астках
их
диапазонов,
которые не
указаны в
работе. Он
также
отмечает
влияние
породы
древесины, е=
077;
химическогl=
6;
состава,
введение в
состав
химических
добавок,
влияние
выдержки др
=
77;весного
заполнителn=
3;
в
естественнm=
9;х
условиях ег
=
86;
биологичесl=
2;ой
обработки,
фракционноk=
5;о
состава на
адгезию в
арболите.
Н=
077;обходимо
отметить, чт=
086;
на
адезионную
прочность
влияет
густота
цементного
теста, и его
химическая
активность.
Чем выше
вязкость
раствора, те=
084;
на меньшую
глубину он
может
проникнуть
=
74;
поры
древесины.
Чем ниже
реакционнаn=
3; способност=
1100;
компонентоk=
4;
цемента, тем
меньше веро=
03;тность
возникновеl=
5;ия
адгезии
посредствоl=
4;
химической
связи.
С=
083;едует
уточнить
влияние
факторов на
структурнуn=
2;
прочность в
более
широком
диапазоне и
=
93;
изменения.
Кроме того,
используя р
=
77;зультаты
более
поздних
исследованl=
0;й,
следует
уточнить
также и сами
факторы.
Н=
077;
учитывая
влияния
технологичk=
7;ских
факторов,
взаимосвязn=
0;
параметров
структуры
арболита и
влияние их н=
072;
формированl=
0;е
прочности в
общем виде
можно
представитn=
0;:
1
Адгехионнаn=
3;
прочность в
системе
«цемент –
древесина»
зависит от
удельной
поверхностl=
0;
заполнителn=
3;,
коэффициенm=
0;а
формы части
=
94;,
шероховатоl=
9;ти
древесного
заполнителn=
3;,
пористости,
химической
активности
компонентоk=
4;
композита,
В/Ц, площади
занимаемой
ранней зоно
=
81;
древесины,
расхода
цемента на
единицу объ
=
77;ма,
количества
химически
активных до
=
73;авок,
содержания
целлюлозы в
древесине, о=
090;
степени
протекания
процессов
преобразовk=
2;ния
структурныm=
3;
и химически
=
93;
характерисm=
0;ик
древесины в
процессе ее
выдержки в е=
089;тественных
или иных
условиях. Эт=
080;
факторы
выражаются
=
74;озрастающе=
1081;
функцией.
2
Прочность в
системе
«цемент –
древесина»
=
79;ависит
от
анизотропиl=
0;
древесины
(усушка, разб=
1091;хание),
плотности
древесины,
площади
занимаемой
=
87;оздней
зоной
древесины,
количеству
легкогидроl=
3;изуемых
веществ,
усилию
контактироk=
4;ания.
Эти факторы
выражаются
убывающей
функцией.
Rцд =3D f(Fуд, К
г=
076;е, Rцд –
прочность в
системе
«цемент –
древесина»,
МПа;
Fуд. –
удельная
поверхностn=
0;
заполнителn=
3;,
кг/м3;
К
Rа –
шероховатоl=
9;ть
древесного
заполнителn=
3;, мкм;
C –
пористость
древесины, %;
Rц, Rд –
химическая
активность
компонентоk=
4;
композита;
В/=
1062;
– отношение
количества
воды к
количеству
цемента, %;
Fран.д. –
площадь
занимаемая
ранней зоно
=
81;
древесины, %;
Ц =
8211;
расход
цемента на
единицу
объема, кг;
А =
8211;
количество
химически
активных
добавок, %;
nцел –
содержание
целлюлозы в
древесине, %;
X –
степень
протекания
процессов
преобразовk=
2;ния
структурныm=
3;
и химически
=
93;
характерисm=
0;ик
древесины в
процессе ее
выдержки в
естественнm=
9;х
или иных
условиях, %;
h –
анизотропиn=
3;
древесины
(усушка,
разбухание), % =
;
ρ =
211;
плотность
древесины,
кг/м3;
Fпоз.д. –
площадь
занимаемая
поздней
зоной древе
=
89;ины,
%;
Э =
8211;
количество
=
83;егкогидрол=
1080;зуемых
веществ, %;
=
s –
усилие
контактироk=
4;ания,
МПа.
В=
083;ияние
этих
факторов на
адгезионнуn=
2;
прочность
нелинейно,
имеет
различный
характер,
зависимостn=
0;
следует
представитn=
0;
в некоторой
форме, вид
которой,
предмет
отдельного
рассмотренl=
0;я.
С=
087;исок
использоваl=
5;ных
источников
1
Богданова, Ю.
Г. Адгезия и
ее роль в
обеспечениl=
0;
прочности
полимерных
композитов
[Текст] : Учебн=
ое
пособие / Ю. Г.
Богданова –
Москва 2010 – 68 с.
2 На
=
85;азашвили,
И.Х. Стр=
1086;ительные
материалы и
=
79;
древесно-це
=
84;ентной
композиции
[Текст] / И. Х.
Наназашвилl=
0;
– Ленинград :
«Стройиздаm=
0;»
1990 г. – 414 с.
3
Щербаков, А. С.
Арболит
повышение
качества и
долговечноl=
9;ти
[Текст] / А. С.
Щербаков, Л. П.
Хорошун, В. С.
Подчуфаров R=
11;
М. : «Лесная
промышленнl=
6;сть»
1979 г. – 160 с.
4
Рязанова, Т. В.
Химия
древесины[Т
=
77;кст]
/ Т. В. Рязанова=
;,
Н. А. Чупрова, Е=
;.
В. Исаева –
Красноярск 1996
г. – 356 с.
5 Вольхи
=
85;,
В. В. Общая
химия [Текст] /
В. В. Вольхин –
С.-П., М.,
Краснодар :
«Лань» 2008 г. – 464 с=
;.