ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТНО-МЕХАНИЧЕСКИХ И ВЛАГОПОГЛОЩАЮЩИХ СВОЙСТВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ГИПСА, МОДИФИЦИРОВАННОГО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫМИ ОТХОДАМИ

STUDY OF STRENGTH-MECHANICAL AND MOISTURE-ABSORBING PROPERTIES OF BUILDING MATERIALS BASED ON GYPSUM MODIFIED WITH AGRICULTURAL WASTE
Цитировать:
Мажидов К.Х., Рахимов Ф.Ф., Акмалов М.Г. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЧНОСТНО-МЕХАНИЧЕСКИХ И ВЛАГОПОГЛОЩАЮЩИХ СВОЙСТВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ГИПСА, МОДИФИЦИРОВАННОГО СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫМИ ОТХОДАМИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 10(103). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14339 (дата обращения: 05.12.2022).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

В целях снижения сырьевого расхода строительных материалов на основе гипса в данной статье описана возможность использования сельскохозяйственных отходов - соломы и жмыха семян хлопчатника. Также были изучены физико-механические свойства полученных образцов, такие как водопоглощение, прочность на изгиб и сжатие. По результатам определено, что оптимальным значением полимерных композиций является 2%.

ABSTRACT

 In order to reduce the raw material consumption of building materials based on gypsum, this article describes the possibility of using agricultural waste - straw and cottonseed cake. The physical and mechanical properties of the obtained samples, such as water absorption, bending strength and compression, were also studied. Based on the results, it was determined that the optimal value of polymer compositions is 2%.

 

Ключевые слова: гипс, солома, жмых семян хлопчатника, фенолформальдегид, прочностные характеристики, водопоглощение.

Keywords: gypsum, straw, cottonseed cake, phenol formaldehyde, strength characteristics, water absorption.

 

Производство современных строительных материалов с использованием отходов сельского хозяйства является одной из наиболее актуальных проблем, стоящих сегодня перед научными соискателями.

Строительной отрасли важно по-новому подойти к научной работе, в целях повышения экономии сырья при производстве строительных материалов, создать технологии, приносящие пользу и экономическую эффективность от использования сельскохозяйственных отходов.

С этой целью при производстве материалов на основе строительного гипса использовались сельскохозяйственные отходы - солома и жмых семян хлопчатника [1,2].

В настоящее время более 20% соломы не дособираются при уборке сельскохозяйственной продукции. С целью снижения отходов были приготовлены строительные композиции на основе гипса и соломы, а также гипса и жмыха семян хлопчатника.

При приготовлении гипсокомпозитной смеси к гипсовой массе добавляли 5 % отходов соломы и жмыха семян хлопчатника. На основе приготовленных смесей были изготовлены образцы размером 40х40х160 мм для сравнения их прочности на изгиб и сжатие (таблица 1).

Таблица 1.

Технические требования к гипсу по ГОСТ 125-79

Марки гипсовых вяжущих веществ

Предел прочности гипсового стержня размерами 40х40х160 мм. через 2 часа после изготовления

На сжатие

На изгиб

МПа

Кгс/см2

МПа

Кгс/см2

Г-2

Г-3

Г-4

Г-5

Г-6

Г-7

Г-10

Г-13

Г-16

Г-19

Г-22

Г-25

2

3

4

5

6

7

10

13

16

19

22

25

20

30

40

50

60

70

100

130

160

190

220

250

1,2

1,8

2

2,5

3

3,5

4,5

5,5

6

6,5

7

8

12

18

20

25

30

35

45

55

60

65

70

80

 

Подготовленные образцы сушили в течение 2 часов на открытом воздухе при температуре 25-30 оС[3,4]. Затем определяли технические требования к полученным образцам по ГОСТ 125-79 (на сжатие и изгиб) и водопоглощение по ГОСТ 12730. 0-78 (таблица 2).

Таблица 2.

Среднеарифметические значения физико-механических свойств гипсовой смеси, полученной на основе соломы и жмыха семян хлопчатника

Образцы

Масса образца

Прочность на изгиб, кгс/см2

Прочность на сжатие, кгс/см2

Водопоглощение (через 1 сутки), W %

1

Свойства гипсовой смеси после затвердевания

289

34(Г 6)

64(Г 6)

33

2

Свойства соломенно- гипсовой смеси после затвердевания

302

27(Г 5)

46 (Г 5)

27,5

3

Свойства смеси из гипса и жмыха хлопчатника после затвердевания

266

22(Г 4)

37(Г 4)

41

 

По результатам таблицы водопоглощение образца изготовленного из соломенно-гипсовой смеси составило 27,5 %, что свидетельствует об относительно низком показателе. Мы видим, что прочность на изгиб и сжатие снижается по сравнению с эталонной прочностью. Это, в свою очередь, объясняется тем, что отходы соломы и жмыха хлопчатника не связаны между собой или имеют избыточную пористость.

Для устранения вышеперечисленных недостатков в смесь была добавлена фенолоформальдегидная смола [5,6] (рис. 1).

 

Рисунок 1. Реакция производства фенолформальдегидной смолы

 

Поскольку фенолформальдегидные полимеры хорошо сцепляются с древесиной, тканью, бумагой, стеклом и минеральными волокнами, на основе порошка и наполнителей этих материалов изготавливают композиционные пресс-материалы и теплоизоляционные изделия[7,8]. Они применяются в качестве связующего при изготовлении древесноволокнистых плит, бумажно-слоистых пластиков, стеклопластиков, минераловатных полубикерных плит, водостойкой фанеры и опалубки, клеев, бакелитовых лаков и полимерных мастик, смесей и бетонов.

Первоначально отходы соломы и жмыха хлопчатника смешивали с фенолформальдегидными полимерами. На основе полученных смесей были приготовлены композиции гипс-соломополимер (далее ГСП), гипс- жмых хлопчатника полимер (далее ГЖХП) [9,10]. В состав композиции добавляли от 1% до 3% полимера соломы и полимера жмыха хлопчатника по отношению к гипсовой массе и проводили испытательные работы (таблица 3).

Таблица 3.

Усреднённые значения физико-механических свойств гипсовой смеси, полученные на основе ГСП и ГЖХП

Образцы

Прочность на изгиб, кгс/см2

Прочность на сжатие, кгс/см2

1

Гипсовая смесь после затвердевания

34(Г 6)

64(Г 6)

2

ГСП смесь после затвердевания:

1 % композиция

2 % композиция

3 % композиция

 

 

34(Г 6)

37(Г 7)

30(Г 6)

 

 

62 (Г 6)

72(Г 7)

58(Г 6)

3

ГЖХП смесь после затвердевания:

1 % композиция

2 % композиция

3 % композиция

 

 

20 (Г 4)

25 (Г 5)

17 (Г 3)

 

 

37 (Г 4)

49 (Г 5)

28 (Г 3)

 

На основании данных таблицы 3 за оптимальное значение было принято использование полимерной композиции 2 % и показал самый высокий показатель в ГСП смеси [11,12].

На полученных образцах видно, что высокий результат достигнут в составе 2 % композиции также и при определении водопоглощения в соответствии с требованиями ГОСТ 12730. 0-78 (таблица 4)

Таблица 4.

Водопоглощение гипсовых образцов размером 40х40х160 мм с полимерной композицией

Образцы композиций различной концентрации

Естественный сухой вес

(среднее из 6 взятых образцов), гр

Водопоглощение (среднее из 6 взятых образцов), гр

Водопоглощение (через 1 сутки), W %

1

Образец гипса

289

385

33

2

Образец на основе ГСП

1 % композиция

2 % композиция

3 % композиция

 

 

269

263

252

 

 

335

314

312

 

 

24,6

19,3

23,8

3

Образец на основе ГЖХП

1 % композиция

2 % композиция

3 % композиция

 

 

300

330

309

 

 

388

405

390

 

 

29,3

22,7

26,2

 

По результатам таблицы 4 показатель водопоглощения показал высокий результат (19,3%) у образца на основе ГСП при расходе композиции 2%. Это привело к снижению водопоглощения на 13,7% по сравнению с исходным образцом.

Таким образом, за счет использования соломы сельскохозяйственных отходов можно экономить сырье гипса, современного строительного материала [13]. Экспериментально установлено, что прочностные характеристики гипс содержащих строительных материалов, модифицированных жмыхом или соломой, значительно увеличиваются как на сжатие, так и на изгиб. При этом наблюдается снижение водопоглощения, что расширяет сферу применения таких материалов.

 

Список литературы:

  1. Ахмедов В.Н., Ниязов Л.Н., Рахимов Ф.Ф., Паноев Н.Ш., Рузиева К.Э. Гидрофобизация в строительстве. Монография. – Бухара: Дурдона, 2018. - С. 26-30.
  2. Рахимов Ф.Ф., Ахмедов В.Н., Махмуджонов С. Синтез и исследование основных свойств кремнийорганических полимеров ХХII Всероссийская конференция молодых учёных-химиков (с международным участием) тезисы докладов Нижний Новгород, 23-25 апреля 2019 г. С. 1-3.
  3. ГОСТ 125-79 Вяжущие гипсовый ТУ.
  4. ГОСТ 23789-79 Вяжущие гипсовый МИ.
  5. Ахмедов В.Н., Ниязов Л.Н., Рахимов Ф.Ф., Махмуджонов С., Обидов Х.О. Синтез и исследование основных свойств элементоорганических моно(поли)меров на основе соединений кремния “Фан ва технологиялар тараққиёти” Илмий-техник журнал “ N 3/2018 г. С. 2-4.
  6. Рахимов Ф.Ф. Технология получение поливинилетинилтриэтоксисила на основе тетраэтоксисилана // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 10(91). C. 58-61 URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/12347
  7. Рахимов Ф.Ф., Aхмедов В.Н., Аминов Ф.Ф, Способ получения гидрофобных композиций Universum: химия и биология журнал 4(70) Москва 2020 С. 63-65
  8. Rakhimov F. F., Akhmedov V. N. Physico-chemical analysis of poly vinylethynyltrie to Xysisilane //ACADEMICIA: An International Multidisciplinary Research Journal. – 2021. – Т. 11. – №. 10. С. 1782-1787.
  9. Akhmedov V.N., Niyazov L.N., Rakhimov F.F., Panoev N.SH. The method of producing hydrophobic organosilicon polymers based on hydrolyzed polyacrylonitrile. P. 66-71
  10. Rakhimov F.F., Ibodova S.I., Khaydarov A.A. Technology for Obtaining Organosilicon Polymers //CENTRAL ASIAN JOURNAL OF THEORETICAL & APPLIED SCIENCES. – 2021. – Т. 2. – №. 12. P. 209-212.
  11. Rakhimov F.F., Sharipov A.A. Technology for producing hydrophob concrete based on silicon organic polymers EPRA International Journal of Research and Development (IJRD) December 2021 Volume: 6  Issue: 12. р. 136-140
  12. Rakhimov F.F., Ibodova S.I., Kholikova G.K. Synthesis of organosilicon polymer based on hydrolyzed polyacrylonitrile //International Scientific and Current Research Conferences. – 2021. P. 1-4.
  13. Аминов Ф., Рахимов Ф., Ахмедов В. Гидрофобизатор на основе мочевинаформальдегида и тетраэтоксилана //Збірник наукових праць ΛΌГOΣ. – 2020. С. 69-71.
Информация об авторах

д-р техн. наук, профессор Бухарского инженерно-технологического института, Узбекистан, г. Бухара

doctor of technical sciences, professor of Bukhara engineering-technological institute, Uzbekistan, Bukhara

PhD., доцент кафедры Технологии строительных материалов и конструкций Бухарского инженерно-технологического института, Узбекистан, г. Бухара

PhD., Associate professor of the department of Technologies of building materials and structures, Bukhara Engineering Technological Institute, Uzbekistan, Bukhara

ассистент, Бухарский инженерно- технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара

Assistant, Bukhara Institute of Engineering and Technology, Republic of Uzbekistan, Bukhara

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top