Технология изготовления арболита. Арболит: технология производства, состав
Производство строительных материалов на сегодняшний день — довольно прибыльная отрасль. Обусловлено это высоким спросом на все, что связано с возведением зданий. Все застройщики стараются применять и проверенные материалы и внедрять новые технологии, которые будут менее затратными в себестоимости и более практичными в применении.
Несмотря на огромный ассортимент строительных блоков, огромной популярностью стал пользоваться и арболит. Технология производства его зависит от того, в каких условиях он изготавливается. Сам материал обладает отличными эксплуатационными свойствами и характеристиками.
Что такое арболит?
Это строительный материал, который выпускается в виде блоков. Они имеют определенные размеры и состав. Благодаря тому, что в его производстве используется натуральное сырье, он обладает отличными техническими характеристиками.
Способы производства арболитовых блоков
Технология изготовления арболита может быть применена:
- в заводском производстве;
- при домашнем изготовлении.
Сырье для производства арболита
Технология изготовления арболита характеризуется применением определенных материалов:
- бетон марки 400 или 500;
- химическая добавка;
- органический заполнитель.
Есть некоторые рекомендации по выбору сырья. Например, бетон нужно покупать тот, который изготавливается на основе вяжущего вещества. Также можно применять бетон более высокой прочности. В качестве химической добавки используют жидкое стекло, хлорид или нитрат кальция. Органические наполнители: древесная стружка, дробленые стебли хлопчатника, дробленая рисовая соломка и многое другое.
Арболит, технология производства которого отличается применением определенных средств, может иметь различный удельный вес. Например, блоки, имеющие плотность менее 500 кг/м3 относят к группе теплоизоляционного арболита. А те, которые имеют плотность более 500 кг/м3, принадлежат уже к группе конструкционных блоков.
Соответственно, первый вариант арболита наиболее часто используется для сооружения межкомнатных перегородок, а вот из второго выстраиваются несущие арболитовые конструкции.
Стадии изготовления материала
Технология изготовления арболита состоит из нескольких этапов:
- подготовка определенного количества органического заполнителя;
- работа по замачиванию древесной щепы в растворе хлорида кальция;
- дозирование определенных составляющих арболита;
- непосредственно изготовление блоков.
Подготовка органического заполнителя
Любое производство строительных материалов характеризуется предварительной подготовкой всего необходимого сырья. Древесина в брусках измельчается и формируется в определенные кучки. Их надо положить под навес и выдержать при оптимальной наружной температуре +15…+25 градусов около 1 месяца. После этого древесина измельчается в специальном оборудовании на щепку.
Только к такому действию нужно подходить ответственно. Щепа имеет свою определенную фракцию. Именно от нее зависит качество арболитовой смеси. Щепка размером в 10-20 мм характеризует фракционный состав в 70%, 5-10 мм уже относят к 30% фракции.
Замачивание древесины и приготовления раствора хлорида кальция
Полученную в ходе дробления щепку необходимо замочить в воде. Температура жидкости при этом должна быть не менее +20 градусов. Весь процесс замачивания длится до 6 часов. Все эти действия помогают увеличить прочность арболитовых блоков. Необходимо постоянно следить за наполняемостью древесины водой. Влажность полученного сырья должна быть не более 30%.
По истечении этого времени в бак с жидкостью выливается заранее приготовленный раствор хлорида кальция. В эту же емкость отправляется и пенообразователь.
Дозирование составляющих будущего строительного материала
Важный этап, которым обладает технология изготовления арболита, является правильное дозирование всех компонентов. Именно от этого зависит качество арболитовых блоков и его показатель прочности. Дозировка дробленой замоченной щепки должна учитывать влажность сырья. Все ингредиенты взвешиваются и дозируются согласно определенным установленным параметрам (ГОСТ). Можно использовать для этого процесса специальное оборудование. Нужно учитывать, что оно достаточно дорого, и в условиях некоммерческого производства покупать его нецелесообразно.
Процесс изготовления блоков
Необходимо подготовить специализированное оборудование для арболита. К нему на этапе смешивания ингредиентов относят бетономешалки и другие приспособления, которые могут качественно перемешивать смеси высокой плотности и доводить их до определенной консистенции.
Большую роль играет очередность закладки составляющих. Изначально засыпается подготовленная древесная щепка. Затем – цемент. После этого заливается вода и химические наполнители. Они могут меняться местами в производстве. Кому как будет удобно. Только подачу всех жидкостей стоит пропускать через специальный расходомер.
Далее происходит смешивание сырья. Мешать нужно до тех пор, пока смесь не станет однородной.
Необходимо заранее изготовить формы для блоков. Как правило, они деревянные, а размеры могут быть любыми. Внутри нее по всему периметру выкладывается линолеум. Он даст возможность после застывания смеси свободно вытащить блок из формы. Также его поверхность промазывается специальным средством.
Довольно часто в домашних условиях изготовления арболитовых блоков применяется вибростол. Он позволяет равномерно распределить смесь. После этого залитые составом формы выставляются под навес и находятся там до полного застывания. В некоторых случаях применяют определенные добавки, которые помогают сократить время отвердения цементного состава.
Строительство из арболита, который сделан в домашних условиях, может проводиться только по истечении определенного срока, обычно через 14-20 дней. За это время блоки полностью отвердеют, высохнут и будут готовы к кладке.
Технология изготовления качественного арболита — ЭкоДревПродукт
Состав, требования и этапы изготовления арболита
Технология производства арболита заключается в объединении двух натуральных компонентов: чистого портландцемента и отходов деревообрабатывающей/лесозаготовительной промышленности — древесной щепы. Главным критерием, обеспечивающим соответствие строительных блоков на основе арболита регламентам стандарта, является применение качественных деревоматериалов. Они должны соответствовать следующим параметрам:
- Низкая сучковатость. В идеале сучков не должно быть вовсе.
- Отсутствие коры. Примеси древесной коры способны испортить готовые блоки, поскольку данный биологический материал обладает совершенно иными свойствами, нежели древесина, намного быстрее разлагается.
- Низкая влажность. При использовании древесных компонентов с высоким уровнем влажности добиться качества арболита не представляется возможным, поэтому щепу предварительно просушивают.
- Отсутствие разрушающих структуру древесины биологических процессов. Щепа, на которой обнаружены следы гнили, колоний плесневых грибов, непригодна для производства арболитовых блоков.
Для измельчения деревоматериалов, древесных отходов до состояния щепы используются специализированные щепорубительные агрегаты. Готовый компонент блоков из арболита — щепа — должна быть практически однородной по размерам.
Этапы изготовления арболита
- Изготовление щепы. Преимущественно для этих целей используется древесина большинства видов деревьев хвойных пород, но можно применять и другие, характеризующиеся повышенной стойкостью к биологическому разрушению — осина, береза. Плохое качество готового арболита может быть обусловлено применением деревоматералов из бука, лиственницы.
- Минерализация щепы. Данная процедура необходима для придания этому компоненту повышенного уровня адгезии с портландцементом. Для этих целей применяется хлористый кальций, реже — сернокислый алюминий.
- Смешивание предварительно минерализованной щепы с остальными компонентами — цементной массой и связующим составом. После тщательного перемешивания полученную смесь заливают в предварительно подготовленные формы, затем оставляют для затвердевания. Длительность данного процесса зависит от многих условий, главным из которых является температурный режим.
Бизнес план производства арболитовых блоков. Свой цех с нуля.
Арболит в народе еще называют древесным кирпичом. Это недорогой, а главное экологически чистый материал, который используется при малоэтажном строительстве или в качестве утеплителя для несущих стен. В его состав входит деревянная щепа или стружка, цемент и вода. А для организации всего бизнеса на производстве арболита, вам потребуется совсем немного оборудования, которое можно будет окупить в течение года.
Если говорить о процентном соотношении состава этих блоков, то в большинстве случаев стружка занимает около 60% – 85%, а цемент 15% – 40%, в зависимости от рецептуры.
Где брать сырье?
Содержание статьи
Наверное, это один из наиболее часто задаваемых вопросов, который касается этой бизнес идеи. Основным материалом, из которого изготавливаются эти блоки – это отходы от древесного производства (опилки, стружка). Часто это сырье можно купить по невысокой цене, или же и вовсе доставать бесплатно. За счет такой экономии, получается и невысокая себестоимость произведенной единицы блока, а рентабельность при этом растет. Главное подписать договор с несколькими деревообрабатывающими предприятиями, для того чтобы иметь стабильный поток нужного сырья для бизнеса на арболите.
Преимущества материала
В строительстве арболит позиционируется как материал для возведения малоэтажных конструкций, с отличными техническими показателями. К тому же ценник его ниже чем, скажем того же газоблока, что тоже играет важную роль для многих клиентов. Вот основные плюсы, которые вам нужно знать об арболите.
1.) Этот материал является экологически чистым, что в свою очередь привлекает клиентов, которые заботятся о здоровье своей семьи.
2.) Такие блоки при правильной технологии изготовления не подвергаются действию грибка и гниению, а также с ними удобно производить любые нужные операции – распил, шлифовка.
3.) Высокие звуко и теплоизоляционные характеристики.
4.) Высокие показатели огнестойкости. Из такого материала можно строить объекты, которые имеют повышенный показатель пожарной безопасности.
5.) За счет своей структуры, которая состоит из пор, обеспечивает конвекцию воздуха в помещении, а также нормальный уровень влажности.
6.) Арболит достаточно легкий, и здания, построенные с его использованием достаточно долговечны.
7.) Хорошая рентабельность, простой процесс производства, а также минимальная себестоимость.
Весь этот перечень характеристик и обеспечил арболиту популярность на рынке строительных материалов.
Из таких блоков возводят не только жилые дома, но и летние кухни, подсобные помещения, гаражи и прочее.
Документы
Перед тем как запустить производство вам нужно зарегистрироваться как ИП или как юр. лицо. Вторым шагом станет подбор системы налогообложения и указание ОКВЭ на деятельность.
Из разрешительной документации нужно будет еще разрешение от СЭС и пожарного надзора.
Поскольку данный вид деятельности подразумевает под собой подключение рабочих (4 разнорабочих, бухгалтер, менеджер по продажам), вам нужно будет оформить их и платить ежемесячные взносы.
Не забудьте заключить договор аренды или купли-продажи на помещение.
Технология производства арболитовых блоков
Стоит сразу отметить, что арболитовые блоки бывают также разных марок, которые в зависимости от процента в составе древесной стружки используются для различных целей. Например, марки: М5, М10, М15 используются для утепления стен, а от марки: М25, М35 для возведения несущих конструкций.
Для запуска технологического процесса вам нужно будет следующее сырье:
- цемент марки 400 или 500.
- деревянная щепа и опилки.
- химические смеси для обработки древесины.
- вода.
К примеру, для изготовления 1 куб.м. арболитного блока марки М15 используют следующую рецептуру:
- щепа — 240-300 кг.
- цемент — 250-280 кг.
- химические смеси — 12 кг.
- вода 350-400 л.
Для следующих марок, уменьшают объем щепы и увеличивают процент цементного состава.
Сам технологический процесс производства можно разделить на несколько этапов:
- загрузка отходов древесины в устройство для рубки. Также сюда добавляют сернокислый алюминий или хлористый калий и прочие химические добавки, для обработки древесины. В установке производит разрубка отходов до необходимых размеров.
- далее в смесительную установку (бетономешалку) кроме щепы добавляют цемент и воду. На этом этапе получаем готовую арблитную смесь.
- готовый раствор разливают по пресс формам, и с помощью ручной трамбовки производится ее уплотнение. Если позволяет бюджет для этого этапа покупают вибростол.
- после завершения предыдущего процесса, блоки извлекаются из формы и отправляются в сушильную камеру на 2-3 дня.
- перемещение готовых блоков можно производить только через неделю. А сам материал можно использовать для строительства только через месяц.
Как видите, производство арболита, как бизнес не содержит в себе каких-то сложных технологических решений. Здесь главное соблюдать рецептуру и этапы трамбовки и сушки блоков в целом.
Помещение
Для небольшого цеха нужно будет арендовать как минимум 200 кв.м. 50 кв.м. площади, из которых выделить на цех, 75кв.м. на сушильную камеру и 75 кв.м. на складские помещения для готовой продукции.
Помещение должно быть вентилируемым, а также нужно, чтобы была подведена холодная вода. Обязательно наличие электросети 380В.
Не забывайте о системе пожарной безопасности, а также видеонаблюдении и охранной сигнализации. Это снизит риски потери оборудования, и вы точно будете спать спокойней.
Узнайте, как запустить собственное производство брусчатки. Выбор сырья, оборудования и технологии изготовления.
Оборудование
Комплект оборудования можно покупать либо в формате готовой производственной линии, либо формировать его самостоятельно. К тому же можно сэкономить, покупая б/у установки, и снизить ценник на оборудование до 40%. Но нужно внимательно смотреть на степень износа станков и просчитывать реальную выгоду от такого шага.
1.) Смесительная станция — $3750.
2.) Ручные трамбовки — $500/комплект. Или же вибростол – $700 за шт.
3.) Пресс формы — $120 за штуку. Для начала вам нужно будет закупить около 25 – 35 штук. Приблизительная сумма будет около $3600.
4.) Камера для сушки продукции – $8000.
5.) Устройство для рубки щепы — $4600.
6.) Поддоны для готовой продукции — $1000.
7.) Машина для транспортировки готовой продукции на поддонах (при наличии достаточного финансирования). В общие расходы мы не будем включать этот пункт.
Общая сумма – около $21 450.
Ту же сушильную камеру, которая съедает львиную долю бюджета, на первых порах можно не покупать и использовать для этого просто сухие помещения с отоплением, а со временем уже задуматься о таком профессиональном оборудовании.
Рынки сбыта
Наилучшим решением будет наладить оптовый сбыт продукции. В таком случае вы сможете работать с большими объемами.
Реализовывать можно на:
- оптовые и розничные базы и магазины строительных материалов;
- напрямую через менеджеров продаж с личными связями;
- через объявления в СМИ.
Но не стоит полностью отказываться от розничных продаж. Ведь даже частный клиент при постройке дома может закупать неплохие партии блока, да еще и по розничной цене. Поэтому тут, скорее всего, нужно комбинировать и то и другое. И очень большую роль в росте продаж будет отыгрывать менеджер по реализации арболита.
Расходы на бизнес
Какой же бизнес план без расчета основных затратных частей. Тут стоит выделить что в случае с арболитом стартовый капитал нужен совсем небольшой, и при этом его всегда можно подкорректировать за счет покупки того или иного оборудования. Мы будем разбирать покупку сразу готовой производственной линии.
Базовые затраты:
- покупка и наладка оборудования – $21000
- ремонт в помещении и подвод нужных коммуникаций – $80 на 1 кв.м.
- закупка сырья – $8000
- оформление документов – $200
Ежемесячные вложения:
- арендная плата за помещение – $9 — $12 за 1 кв.м.
- коммунальные платежи
- налоги – от $150
- заработная плата – от $200 на одного сотрудника
- транспортные расходы – $100
Стоимость ежемесячного содержания бизнеса можно снизить за счет работы в своем помещении, или же сокращении штата сотрудников, для более эффективного использования рабочей силы в целом.
Сколько можно заработать?
Допустим, что объем вашего производства будет равен 450 куб.м. арболита в месяц. Так в случае реализации по оптовой цене, которая в среднем равна $40/куб.м. тогда сумма выручки составит – $18000 в месяц. При розничной реализации ($50/куб.м.) выйдет – $22500.
Из этих сумм можно вычесть ежемесячные расходы, а также себестоимость производства блока. Чистая прибыль будет в районе $5000 – $7000.
Окупаемость бизнеса при таких объемах продаж составит около 9 – 14 месяцев.
Выводы. Заработок на арболитовых блоках – это вполне реализуемая бизнес идея малого производства, которая при сравнительно небольших денежных вложениях может приносить хороший доход. Важно только найти рынки сбыта и закупить хорошее оборудование для получения качественных блоков, а далее можно масштабировать бизнес.
Есть опыт работы в этом сегменте рынка? Ждем ваших отзывов и рекомендаций.
Технология изготовления арболита
Арболит, технология изготовления которого проста и малозатратна, как строительный материал известен достаточно давно.
На территории СССР действовали более трехсот предприятий по производству изделий из опилкобетона и этот материал был чрезвычайно востребован в гражданском и промышленном строительстве, благодаря низкой себестоимости, отличным теплоизоляционным характеристикам и простоте изготовления.
Преимущества арболита
Арболит, состав которого разработан в исследовательских институтах Советского Союза в 60-е годы 20 века, является одним из самых простых в изготовлении штучных строительных материалов. Универсальность опилкобетона такова, что из него можно производить блоки любой формы и размера.
Арболитовые блоки могут быть армированными, декорированными, пустотными и т. д. Несмотря на то, что основой арболита являются отходы древесины, блоки из этого материала получаются прочными, легкими и устойчивыми к деформации. Арболит отлично обрабатывается, его можно сверлить, распиливать, штукатурить.
Технология
Несмотря на то, что технологически возможен выпуск арболитовых элементов любой формы и размера, чаще всего встречаются прямоугольные арболитовые блоки стандартного размера 250×250×500 миллиметров.
Именно такой тип блоков наиболее удобен при кладке наружных стен и перестенков и позволяет комбинировать арболит с другими строительными материалами, например стандартными пенобетонными блоками.
Арболитовые блоки изготавливают путем отливки в специальных формах, которые могут быть изготовлены как из металла, так и из досок толщиной 2–2,5 сантиметра.
Внутреннюю поверхность формы обязательно покрывают полиэтиленовой пленкой, что обеспечивает минимальную агдезию и облегчает выемку готовых изделий.
Масса для заполнения форм изготавливается из опилко-стружечной массы, химических реактивов, цемента и воды. Опилки и стружки перемешивают в одинаковой пропорции и добавляют немного известкового раствора. В этом состоянии масса выдерживается несколько дней.
Это необходимо для того, чтобы из древесины ушли сахариды, которые будут мешать застыванию готовых блоков в формах. Вяжущим веществом в арболите является портландцемент марки не ниже М400, к которому добавляют различные присадки, которые препятствуют гниению и повышают огнестойкость и пластичность раствора.
Для придания арболиту различных дополнительных свойств используют гашеную известь, жидкое стекло, сернокислый алюминий, кальций.
Пропорции арболита
Чтобы правильно подготовить раствор, в воде сначала растворяют жидкое стекло и известь. Только после этого воду добавляют в опилочную смесь и добавляют цемент. Полученное сырье тщательно перемешивают в растворомешалке, после чего раствор готов к укладке в подготовленные формы.
Арболит в формах тщательно трамбуют и оставляют на сутки. После этого блоки можно аккуратно вынуть из форм и на две-три недели разложить для просушки под навесом.
Опыт показывает, что для изготовления 10 блоков стандартного размера, нужно 70–75 кг цемента, 2 литра жидкого стекла, 2–2,5 кг извести и 80–90 кг древесных отходов. Расход воды в этом случае составит приблизительно 130 литров.
Таким образом, при небольших затратах, путем несложного технологического процесса, в котором не участвует дорогостоящее оборудование, любой хозяин может получить качественный теплый материал для дома, хозяйственной постройки или цеха.
Видео: Как делают арболит
Артикул Google Scholar
Хошроо М., Ширзади Джавид А.А., Шальчиян М., Ник Ф. (2019) Оценка механических свойств и свойств прочности бетона, содержащего природный пуццолан Chekneh и древесную стружку. Иран J Sci Technol Trans Civ Eng. https://doi.org/10.1007/s40996-019-00305-8
He T, Xu R, Da Y, Yang R, Chen C, Liu Y (2019) Экспериментальное исследование высокоэффективного газобетона в автоклаве, произведенного из переработанного древесного волокна и резинового порошка.J Clean Prod 234: 559–567. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.06.276
Артикул Google Scholar
Xu R, He T, Da Y, Liu Y, Li J, Chen C (2019) Использование древесного волокна, полученного из древесных отходов, для армирования пенобетона в автоклаве. Строительный материал 208: 242–249. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.03.030
Артикул Google Scholar
Ndong Engone JG, Vanhove Y, Djelal C, Kada H (2018) Оптимизация экструзии раствора с использованием древесных опилок тополя для кирпичной кладки. Int J Adv Manuf Technol 95: 3769–3780. https://doi.org/10.1007/s00170-017-1323-9
Артикул Google Scholar
Ndong Engone JG, Djelal C, Xing X, Vanhove Y, Kada H (2014) Исследование влияния древесных заполнителей на экструдируемость песчаного раствора. В: Proc. Междунар. Конф. по достижениям в гражданском, строительном и машиностроении.Бирмингем, Великобритания, стр. 150–154
Page J, Khadraoui F, Gomina M, Boutouil M (2019) Влияние различных обработок поверхности на водопоглощающую способность льняных волокон: реология свежих армированных строительных смесей и механические свойства. свойства в затвердевшем состоянии. Строительный материал 199: 424–434. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.12.042
Артикул Google Scholar
Пейдж Дж., Амзиане С., Гомина М. (2019) Оптимизация обработки льняным маслом льняных волокон: влияние на свежие свойства армированных волокнами строительных смесей.Acad J Civ Eng 37: 73–79. https://doi.org/10.26168/icbbm2019.10
Артикул Google Scholar
Вэй Ю.М., Гуан Чжоу Ю., Томита Б. (2000) Гидратационные свойства древесно-цементного композита I: оценка влияния пород древесины на совместимость и прочность с обычным портландцементом. J Wood Sci 46: 296–302. https://doi.org/10.1007/BF00766220
Артикул Google Scholar
Wei YM, Tomita B, Hiramatsu Y, Miyatake A, Fujii T., Fujii T., Yoshinaga S (2003) Гидратационные свойства и прочность на сжатие цемента, смешанного с взорванной древесной волокнистой прядью, полученной в процессе взрыва водяного пара. J Wood Sci 49: 317–326. https://doi.org/10.1007/s10086-002-0479-5
Артикул Google Scholar
Frybort S, Mauritz R, Teischinger A, Müller U (2008) Цементно-связанные композиты — механический обзор. Биоресурсы 3: 602–626
Google Scholar
Djelal C, Page J, Vanhove Y, Kada H (2019) Экспериментальное исследование по повышению ценности побочных продуктов тополя в материалах на основе цемента. В: Proceedings of CIGOS 2019. C. Ha-Minh et al., Ханой, Вьетнам, стр. 603–608
Al Rim K, Ledhem A, Douzane O, Dheilly RM, Queneudec M (1999) Influence of доля древесины в термических и механических характеристиках композитов глина-цемент-дерево. Cem Concr Compos 21: 269–276. https://doi.org/10.1016/S0958-9465(99)00008-6
Артикул Google Scholar
Ли М., Хелифа М., Эль Ганауи М. (2017) Механическая характеристика бетона, содержащего древесную стружку в качестве заполнителей. Int J Sustain Built Environ 6: 587–596. https://doi.org/10.1016/j.ijsbe.2017.12.005
Артикул Google Scholar
Бельхадж Б., Бедерина М., Монтреле Н., Уэсу Дж., Кенудек М. (2014) Влияние замены древесной стружки ячменной соломой на физико-механические свойства легкого песчаного бетона.Материал сборки 66: 247–258. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.05.090
Артикул Google Scholar
Агуа Э., Аллоньон-Хуэсу Э., Аджови Э., Тогбеджи Б. (2013) Теплопроводность композитов из отходов древесины и пенополистирола. Строительный материал 41: 557–562. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.12.016
Артикул Google Scholar
Кудер К.Г., Шах С.П. (2010) Обработка высокоэффективных композитов на основе цемента, армированных волокном. Строительный материал 24: 181–186. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2007.06.018
Артикул Google Scholar
Кудер К.Г., Шах С.П. (2007) Изготовление экструдированного HPFRCC для крепления гвоздями. ACI Mater J 104
Trouy-Triboulot MC, Triboulot P (2012) Matériaux bois —structure et caractéristiques. Техник 36
Сулейман Б.М., Ларфельдт Дж., Лекнер Б., Густавссон М. (1999) Теплопроводность и коэффициент диффузии древесины. Wood Sci Technol 33: 465–473. https://doi.org/10.1007/s002260050130
Артикул Google Scholar
Xing Z, Djelal C, Vanhove Y, Kada H (2015) Древесные отходы в бетонных блоках, полученные методом вибропрессования. Процесс Environ 2: 223–232. https://doi.org/10.1007/s40710-015-0104-4
Артикул Google Scholar
Када-Бенамер Х., Виркин Э., Дютуа Б. (2000) Определение кажущейся энергии активации бетона с помощью изотермической калориметрии. Cem Concr Res 30: 301–305. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(99)00250-1
Артикул Google Scholar
Goudjil N, Vanhove Y, Djelal C, Kada H (2012) Электроосмос, применяемый для снятия опалубки с бетона. J Adv Concr Technol 10: 301–312. https://doi.org/10.3151/jact.10.301
Артикул Google Scholar
Hewlett PC (2004) Леа по химии цемента и бетона, 4-е изд. Эльзевир, Баттерворт-Хайнманн
Google Scholar
Wei YM, Tomita B, Hiramatsu Y, Miyatake A, Fujii T (2002) Исследование гидратационных свойств древесно-цементных смесей: совместимость цемента, смешанного с древесным волокном, полученным в процессе пароводяного взрыва. J Wood Sci 48: 365–373. https://doi.org/10.1007/BF00770695
Артикул Google Scholar
Перейра С., Хорхе Ф.К., Феррейра Дж.М.Ф. (2005) Адсорбция катионов из цементной суспензии на лигноцеллюлозных субстратах и ее влияние на схватывание цемента. J Wood Chem Technol 25: 231–244. https://doi.org/10.1080/02773810500366672
Артикул Google Scholar
Sedan D (2007) Этюд физико-химического взаимодействия с интерфейсами волокон шанвера / волокна — влияние на механические свойства композитов. Докторская диссертация, Лиможский университет
Govin A, Peschard A, Guyonnet R (2006) Модификация гидратации цемента в раннем возрасте с помощью натуральной и нагретой древесины. Cem Concr Compos 28: 12–20. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2005.09.002
Артикул Google Scholar
Page J, Khadraoui F, Boutouil M, Gomina M (2017) Мультифизические свойства конструкционного бетона, включающего короткие льняные волокна. Строительный материал 140: 344–353. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.02.124
Артикул Google Scholar
Ajouguim A, Djelal C, Page J, Waqif M, Abdelouahdi K, Saâdi L (2019) Экспериментальное исследование использования альфа-волокон в качестве армирующих материалов вяжущих. Acad J Civ Eng 37: 557–563. https://doi.org/10.26168/icbbm2019.81
Артикул Google Scholar
Tonoli GHD, Joaquim AP, Arsène M-A, Bilba K, Savastano H Jr (2007) Характеристики и долговечность композитов на основе цемента, армированных очищенной сизалевой пульпой.Mater Manuf Process 22: 149–156. https://doi.org/10.1080/10426
- 1062065
Артикул Google Scholar
Page J, Khadraoui F, Boutouil M, Gomina M (2017) Использование альтернативных связующих для разработки армированных льняным волокном строительных растворов. Acad J Civ Eng 35: 188–195. https://doi.org/10.26168/icbbm2017.28
Артикул Google Scholar
Назериан М., Гозали Э., Дахмарде М. (2011) Влияние древесных экстрактивных веществ и добавок на кинетику гидратации цементного теста и цементно-стружечных плит.J Appl Sci 11: 2186–2192. https://doi.org/10.3923/jas.2011.2186.2192
Артикул Google Scholar
Page J, Sonebi M, Amziane S (2017) Дизайн и мультифизические свойства нового гибридного композитного материала из конопли и льна. Материал сборки 139: 502–512. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.12.037
Артикул Google Scholar
Bouguerra A, Ledhem A, de Barquin F, Dheilly RM, Quéneudec M (1998) Влияние микроструктуры на механические и термические свойства легкого бетона, полученного из глины, цемента и древесных заполнителей.Cem Concr Res 28: 1179–1190. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(98)00075-1
Артикул Google Scholar
Wastiels L, Schifferstein HNJ, Heylighen A, Wouters I (2012) Связь материального опыта с техническими параметрами: тематическое исследование визуального и тактильного восприятия тепла стеновыми материалами в помещении. Сборка Environ 49: 359–367. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2011.08.009
Артикул Google Scholar
Amziane S, Collet F (2017) Строительные материалы на основе биоагрегатов: новейший отчет Технического комитета RILEM 236-BBM. Спрингер, Нидерланды
Забронировать Google Scholar
Kada H, Djelal C, Xing Z, Vanhove Y (2016) Etude des propriétés thermomécaniques d’un béton mis en forme par vibrocompactage. В: Actes des IXèmes Journées d’Etudes Techniques. Хаммамет, Тунис
Bouguerra A, Sallée H, de Barquin F, Dheilly RM, Quéneudec M (1999) Свойства изотермической влажности древесно-цементных композитов.Cem Concr Res 29: 339–347. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(98)00232-4
Артикул Google Scholar
Taoukil D, El Bouardi A, Sick F, Mimet A, Ezbakhe H, Ajzoul T (2013) Влияние содержания влаги на теплопроводность и коэффициент диффузии древесно-бетонного композита. Строительный материал 48: 104–115. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.06.067
Артикул Google Scholar
Асади И., Шафиг П., Абу Хассан ЗФБ, Махьюддин Н.Б. (2018) Теплопроводность бетона — обзор. J Build Eng 20: 81–93. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2018.07.002
Артикул Google Scholar
Ledhem A, Dheilly RM, Benmalek ML, Quéneudec M (2000) Свойства композитов на древесной основе, составленных из совокупных промышленных отходов. Строительный материал 14: 341–350. https://doi.org/10.1016/S0950-0618(00)00037-4
Артикул Google Scholar
Невилл А.М. (2011) Свойства бетона, 5 изд. Пирсон, Харлоу
Google Scholar
Донди М., Маззанти Ф, Принципи П, Раймондо М., Занарини Дж. (2004) Теплопроводность глиняных кирпичей. J Mater Civ Eng 16: 8–14. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0899-1561(2004)16:1(8)
Артикул Google Scholar
Zhang L, Yang L, Jelle BP, Wang Y, Gustavsen A (2018) Гигротермические свойства прессованного земляного кирпича.Строительный материал 162: 576–583. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.11.163
Артикул Google Scholar
Venuat M (1994) Производство силикатных кальций. Tech Ing 10
Uysal H, Demirboğa R, ahin R, Gül R (2004) Влияние различных дозировок цемента, осадка и соотношения заполнителей пемзы на теплопроводность и плотность бетона. Cem Concr Res 34: 845–848. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2003.09.018
Артикул Google Scholar
Древесный цемент, обладающий высокой прочностью и многофункциональностью
Формирование и трехмерная архитектура из древесного цемента. а) Схематические иллюстрации микромеханизмов образования древесного цемента в процессе замораживания, оттаивания и отверждения. б) Объемные визуализации XRT цемента с ледяной структурой, полученного из цементных растворов со значениями W / C, равными 0.4 и 1.3 для сравнения с древесиной березы Betula schmidtii. Поры в материалах обозначены синим цветом. FD и GD представляют направление замерзания льда и направление роста древесины соответственно. Кредит: Advanced Science, DOI: 10.1002 / advs.202000096.Природа часто вдохновляет на создание биомиметических искусственных материалов. В новом отчете, опубликованном в номере Advanced Science , Фахенг Ван и группа ученых из Китая в области современных материалов, инженерии и науки разработали новые цементные материалы на основе однонаправленной пористой архитектуры, имитирующие конструкции из натурального дерева.Полученный в результате древесный цементный материал показал более высокую прочность при одинаковой плотности, наряду с многофункциональными свойствами для эффективной теплоизоляции, водопроницаемости и легкости регулирования водоотталкивания. Команда одновременно достигла высокой прочности и многофункциональности, что сделало древесный цемент новым многообещающим строительным материалом для создания древесно-имитирующих конструкций с высокими характеристиками. Они представили простую процедуру изготовления для повышения эффективности при массовом производстве с приложениями, подходящими для других систем материалов.
Разработка биоинспирированных древесных материалов
Пористые материалы на основе цемента обладают низкой теплопроводностью для теплоизоляции, высокой звукопоглощающей способностью, отличной проницаемостью для воздуха и воды при сохранении небольшого веса и огнестойкости. Тем не менее, ключевой задачей по-прежнему остается достижение одновременного улучшения как механических, так и многофункциональных свойств, включая механическую поддержку, эффективную транспортировку и хорошую теплоизоляцию.Поэтому крайне желательно создавать материалы с улучшенными механическими и многофункциональными свойствами, чтобы активно реализовывать принципы проектирования натурального дерева. В ходе экспериментов Wang et al. разработан древесный цемент с однонаправленной пористой структурой, сформированной методом двунаправленной обработки замораживанием. Процесс позволил сформировать мосты между составляющими конструкции, а затем команда оттаяла полностью замороженные тела, пока лед постепенно не растаял, а цемент не затвердел.Последующий процесс гидратации произвел новые минералы и гели в цементе, в том числе гидроксид кальция в форме шестиугольника, игольчатый эттрингит и гели силиката-гидрата кальция. Фазы в основном образовывались в цементных пластинах и перерастали в промежутки между ними в процессе оттаивания и отверждения для лучшей структурной целостности с улучшенными межсоединениями ламелей во время образования пористого цемента. Затем с помощью рентгеновской томографии (XRT) команда выявила образование однонаправленных микропор в цементе с ледяной структурой.
Микроструктурные характеристики древесного цемента. а) СЭМ-изображения поперечного сечения цемента с ледяной структурой, полученного из суспензий с W / C 1,3. б – г) СЭМ-изображения взаимосвязей между цементными пластинами. б) Мосты и пересечения, образованные в процессе замораживания, как показано желтыми стрелками, вместе с минеральными продуктами реакций гидратации в) гидроксида кальция и г) эттрингита. д) Схематическое изображение различных типов взаимосвязей и пор в цементе с ледяной структурой.Кружками обозначены элементы A и L для определения прочности с использованием метода эквивалентных элементов. е) Вариации общей пористости Ptotal, открытой пористости Popen и межламеллярной пористости Пинтера в цементе с W / C в исходных цементных растворах. Данные на панели (f) получены по крайней мере из трех измерений для каждого набора образцов и представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение. Кредит: Advanced Science, DOI: 10.1002 / advs.202000096. Понимание микроструктурыWang et al.использовали изображения сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), чтобы выявить однонаправленные поры между пластинами в цементе с ледяной структурой, которые охватывают большое количество межсоединений, соединяющих ламели. Команда классифицировала взаимосвязи на три типа: (1) мосты и пересечения, образованные из-за частиц цемента, захваченных кристаллами льда в процессе замерзания, (2) гидроксид кальция шестиугольной формы и (3) игольчатый эттрингит. Последние минералы являются результатом реакций гидратации цемента во время процессов оттаивания и отверждения.Цементные ламели содержали обильные поры, образовавшиеся в процессе сушки цемента из-за обезвоживания гелей и удаления воды. Ученые классифицировали поры древесного цемента на три типа, включая (1) межламеллярные открытые поры, (2) внутриламеллярные открытые поры и (3) внутриламеллярные закрытые поры. Межламеллярная пористость в основном определяется содержанием воды, которая играет роль порообразователя.
- Механические свойства древесного цемента.a, b) Типичные кривые напряжения-деформации сжатия древесно-подобного цемента, изготовленного из суспензий с различным соотношением W / C а) без и б) с добавками SF. c, d) Вариации в c) деформации разрушения, d) плотности поглощения энергии, представленной с использованием площади под кривой зависимости напряжения от напряжения до пикового напряжения, и удельной прочности (вставка на панели (d)) в зависимости от общей пористости. Ptotal. Общие изменяющиеся тенденции обозначены пунктирными кривыми для ясности. д) Зависимость прочности на сжатие от относительной плотности древесного цемента.е) Интерпретация прочности согласно подходу эквивалентных элементов с учетом различных типов пор. Данные на панелях (c) — (f) получены по крайней мере из трех измерений для каждого набора образцов и представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение. Кредит: Advanced Science, DOI: 10.1002 / advs.202000096.
- Многофункциональность древесного цемента. а) Изменения коэффициента теплопроводности древесного цемента в поперечном профиле в зависимости от номинальной плотности.0,4-C указывает на цемент, изготовленный из суспензий с В / Ц 0,4, но без обработки ледяной матрицей. Данные для пористых цементных материалов с произвольными ячейками также показаны для сравнения. [35, 36] б) Инфракрасные изображения цемента, изготовленного из растворов с разными значениями W / C 0,4, 0,9, 1,6 и 2,4, помещенного на нагревательную пластину. 100 ° С. в) Зависимость коэффициента водопроницаемости в вертикальном направлении от общей пористости Ptotal древесного цемента. Установка, используемая для измерения водопроницаемости, показана на вставке.г) Изображения и схематические иллюстрации, показывающие водопроницаемую и отталкивающую природу цемента до и после гидроизоляционной обработки, а также эффекты капиллярного притяжения и отталкивания внутренних поверхностей из-за гидрофильных и гидрофобных характеристик. Данные на панелях (а) и (с) получены по крайней мере из трех измерений для каждого набора образцов и представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение. Общие изменяющиеся тенденции обозначены пунктирными кривыми для ясности.Кредит: Advanced Science, DOI: 10.1002 / advs.202000096.
Механические и многофункциональные свойства материала
Команда получила характерные кривые напряжения-деформации сжатия древесного цемента с добавками паров кремния или без них в его состав.Прочность на сжатие монотонно снижалась с увеличением соотношения вода / цемент в растворах, используемых для разработки материала, что в конечном итоге привело к увеличению пористости цемента. Поскольку деформация разрушения материала увеличивается с увеличением общей пористости, прочность пористого твердого тела может определяться по его пористости. Затем команда измерила коэффициент теплопроводности древесного цемента с ледяной структурой, чтобы показать уменьшение теплопроводности с увеличением пористости материала.Они также использовали инфракрасные (ИК) изображения для четкого наблюдения за прочными теплоизоляционными свойствами цементного материала с ледяной структурой. Для регулирования эффективности теплоизоляции Wang et al. регулировали твердую нагрузку в цементных растворах, увеличивая содержание воды / цемента. Полученный цементный материал впитывает воду из-за гидрофильного (водопривлекательного) характера его внутренних поверхностей. Напротив, они могут предотвратить проникновение воды в поры за счет гидроизоляции поверхностей кремнийорганическим агентом; такие усилия по гидрофобности могут даже заставить материал плавать на воде.Таким образом, этот метод может облегчить переключаемые применения в качестве проницаемых или водонепроницаемых конструкций, подходящих в качестве строительных материалов.
Сравнение древесного цемента с натуральным деревом и другими пористыми цементными материалами. [3-8, 31, 43, 53, 59-61] a) Прочность на сжатие и плотность для широкого диапазона пористых материалов на основе цемента, демонстрирующих относительно более высокую прочность современного древесного цемента при одинаковой плотности. LAC: легкий агрегатный контент; OPC: обычный портландцемент; ПФ: полипропиленовое волокно; ПК: портландцемент; CSA: бетонный осадок; S / C: соотношение песка и цемента по весу.б) Схематические иллюстрации стратегий проектирования натурального дерева и древесного цемента для оптимизации их механических и многофункциональных свойств, связанных с однонаправленными пористыми архитектурами. Данные по прочности и плотности современного древесного цемента на панели (а) представлены в виде среднего значения ± стандартное отклонение. Кредит: Advanced Science, DOI: 10.1002 / advs.202000096.Перспективы древесных цементных материалов
Таким образом, Фахенг Ван и его коллеги представили технику создания ледяных шаблонов как жизнеспособный подход к созданию однонаправленных микропор для применения в керамике, полимерах, металлах и их композитах.Ученые разработали процесс обработки сублимационной сушкой, основанный на самоотвердевающем поведении цемента при контакте с реакциями гидратации. Полученная в результате архитектура из цемента, напоминающая древесину, содержала множество пор в открытой или закрытой форме и множество соединений, соединяющих их ламели. Когда пористость увеличивалась, прочность цемента снижалась. Древесный цемент также отличался более низкой теплопроводностью и хорошей водопроницаемостью. Команда могла изменить цементный материал на водоотталкивающий или водоотталкивающий с помощью гидрофобной или гидрофильной обработки соответственно.Простая и практичная стратегия разработки материалов в сочетании с самозатвердевающей природой его составляющих может значительно улучшить временную и экономическую эффективность метода ледового моделирования для формирования устойчивого бетона с потенциалом для переноса этого метода на другие системы материалов.
Цемент с применением наноинженерии перспективен для герметизации газовых скважин с утечками
Дополнительная информация: Ван Ф.и другие. Цемент под дерево с высокой прочностью и многофункциональностью, Advanced Science , doi: doi.org/10.1002/advs.202000096
Монтейро П. и др. На пути к устойчивому бетону, Nature Materials , doi.org/10.1038/nmat4930
Рой Д. М. Новые прочные цементные материалы: химически связанная керамика, Science , 10.1126 / science.235.4789.651
© 2021 Сеть Science X
Ссылка : Цемент на основе дерева, обладающий высокой прочностью и многофункциональностью (2021 г., 5 января) получено 5 января 2022 г. с https: // физ.org / news / 2021-01-древесный-цемент-высокопрочный-многофункциональный.html
Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.
Бетон, сталь или дерево: поиск конструкционных материалов с нулевым содержанием углерода
Для продвижения своих проектов легких конструкций Бакминстер Фуллер спросил: «Сколько весит ваше здание?» Сегодня, когда архитекторы понимают, что необходимы как структурная, так и углеродная эффективность, возникает вопрос: «Сколько углерода содержит ваше здание?»
Многие архитекторы настаивают на сокращении или устранении воплощенных выбросов углерода, как это уже происходит с производственной энергией.Например, начиная с 2020 года, глобальная архитектурная и инженерная компания HOK планирует провести оценку жизненного цикла конструкций всех своих новых проектов целостного здания и «искать возможности для оптимизации наших спецификаций», — говорит Аника Ландрено, доц. . AIA, директор по устойчивому дизайну.
Действительно, строительная конструкция и подконструкция — хорошие места для охоты, потому что вместе они составляют более половины углеродного следа коммерческого здания. Более того, архитекторы и разработчики должны искать возможности для повторного использования и обновления существующих конструкций, чтобы не тратить впустую энергию, уже израсходованную (и уже выделенный углекислый газ), на их создание.Палитра углеродных интеллектуальных материалов в архитектуре 2030 и калькулятор воплощенного углерода в строительстве, или EC3, инструмент, разработанный Carbon Leadership Forum, C Change Labs и Skanska, — отличные места для изучения влияния выбора материалов как для проектов модернизации, так и для новых строительных проектов. .
Источник: Carbon Leadership Forum. Пример диаграммы Сэнки доступных сокращений на основе текущей цепочки поставок, взятой из калькулятора воплощенного углерода в строительстве. Источник: Carbon Leadership Forum. Вставка для точки данных стальной арматуры в приведенном выше примере диаграммы СанкиПри взвешивании вариантов стали, бетона или дерева необходимо учитывать такие факторы, как местоположение проекта, масштаб, ожидаемый срок службы, потенциал повторного использования и даже сравниваемые показатели материалов (см. «Как измерить воплощенный углерод»).По мере того, как растет осведомленность о воплощенном углероде, отрасли стремятся сделать свою продукцию более привлекательной. Сами по себе архитекторы не могут уменьшить воплощенный углерод в своих проектах, но они, скорее всего, будут прислушиваться к клиенту и могут повлиять на цепочку поставок через свои спецификации. Прежде чем принимать окончательные решения по материалам, воспользуйтесь все более удобными для пользователя инструментами сравнения и вовлеките в диалог строителей и поставщиков — чем раньше, тем лучше.
Мировой сталелитейный сектор имеет огромный углеродный след, на который приходится более 10% глобальных выбросов углекислого газа.«Крупные сталелитейные компании очень хорошо осведомлены о требованиях общества по сокращению выбросов и ищут способы отреагировать на это», — говорит Мэтью Венбан-Смит, исполнительный директор международной некоммерческой организации ResponsibleSteel. базируется в Вуллонгонге, Новый Южный Уэльс, Австралия.
Производство новой стали из железной руды энергоемко. В кислородных печах (кислородных конвертерах), являющихся нормой для большинства развивающихся стран, требуется кокс — очищенная версия угля — для извлечения железа из руды и легирования ее углеродом.Полученный чугун затем очищается до низкоуглеродистой стали, которая содержит около 25% переработанного железа и стального лома. Производители экспериментируют со способами замены угля и кокса не ископаемыми веществами, такими как водород и электролиз на конвертерных фабриках.
Источник: EPD International. Образец шаблона экологической декларации продукции (EPD)По оценкам Американского института стальных конструкций, 98% конструкционной стали из снесенных зданий восстанавливается и перерабатывается в новые стальные изделия.Таким образом, отечественная конструкционная сталь, которая производится на заводах с электродуговыми печами (EAF), может похвастаться содержанием вторичного сырья 93%, согласно утвержденной UL экологической декларации продукции (EPD), составленной AISC в 2016 году. стальную балку, транспортный контейнер или старый холодильник можно продать на металлолом и превратить в стальную балку с широкими полками, которая переходит в новый небоскреб », — говорит советник AISC Люк Джонсон.
Поскольку заводы из ДСП работают на электричестве, они в основном такие же экологически чистые, как и их источники энергии.В сентябре прошлого года сталелитейный завод в Колорадо XIX века, принадлежащий российскому конгломерату Evraz, заключил сделку с местной энергетической компанией о строительстве прилегающей солнечной батареи мощностью 240 мегаватт, которая будет обеспечивать значительную часть энергии комбината. Сталелитейная компания Nucor строит в Миссури завод стоимостью 250 миллионов долларов, который будет полностью работать за счет ветра. Другие похожие проекты находятся в разработке.
ResponsibleSteel недавно опубликовала первую версию своего одноименного стандарта, добровольного международного эталонного теста, разработанного для поддержки «ответственного поиска поставщиков и производства стали» и разработанного в рамках процесса с участием многих заинтересованных сторон с участием производителей, таких как ArcelorMittal, и групп по защите окружающей среды, таких как Могучая Земля.Сертификация основана на стороннем аудите и одобрении независимой комиссии.
Венбан-Смит, который помогал разработать стандарты устойчивого развития в лесном хозяйстве до того, как сосредоточился на стали, хочет сделать сталь одним из самых чистых материалов в мире: «Когда энергетический след для EAF становится нейтральным, мы можем думать о стали в полностью замкнутой экономике. ,» он говорит. Осуществление этой мечты, если возможно, скорее всего, произойдет сначала в развитых странах, где большое количество металлолома доступно для вторичной переработки.
Что спрашивать при указании стали
- Доступна ли сталь на электростанциях с электродуговыми печами и, в частности, на станах, работающих на возобновляемых источниках энергии?
- Можно ли в конструкции использовать скрепленные рамы вместо стойких к моменту рам, чтобы уменьшить требуемую массу стали?
- Можете ли вы закупить сталь, сертифицированную ResponsibleSteel?
Люди ненавидят бетон почти так же сильно, как любят его использовать. Как самый распространенный в мире строительный материал, на него приходится от 6% до 11% глобальных выбросов углекислого газа.Большая часть этих выбросов связана с производством связующего, портландцемента, который составляет в среднем около 10% бетонной смеси по весу. Производство заполнителя — песка и щебня, которые в среднем могут составлять от 70% до 80% смеси — также требует энергии, но в гораздо меньшей степени. Добыча песка может нанести ущерб речным и прибрежным экосистемам.
Почти половина выбросов углекислого газа цемента возникает в результате сжигания ископаемого топлива для нагрева цементных печей до примерно 2500 F. Достижения в области производства чистой энергии могут помочь сократить эти выбросы: прототипы цементных заводов на солнечных батареях в Калифорнии и Франции от Heliogen и Solpart соответственно, успешно нагрели печи до температуры около 1800 F с использованием огромных массивов зеркал.Однако большая часть выбросов углекислого газа происходит в результате химических реакций, присущих производству цемента: в процессе, называемом кальцинированием, известняк распадается на углекислый газ, который уходит в атмосферу, и негашеную известь, составляющую цемента.
Некоторые компании связали углекислый газ в бетон, в том числе компания CarbonCure в Дартмуте, Канада, и Blue Planet в Лос-Гатосе, Калифорния. Эти процессы остаются исключением и на сегодняшний день не полностью компенсируют выбросы углерода при производстве бетона.
Предоставлено Carbon Leadership Forum Скриншот из инструмента EC3 (Embodied Carbon in Construction Calculator) Предоставлено Carbon Leadership Forum Скриншот из инструмента EC3 (Embodied Carbon in Construction Calculator)В настоящее время наиболее простой способ уменьшить углеродный след бетона — это использовать меньше цемента, как показывает палитра углеродных интеллектуальных материалов. Так называемые смешанные цементы используют некальцинированный известняк и другие дополнительные вяжущие материалы (SCM) вместо части клинкера — твердых гранул, полученных в печи, которые измельчаются и смешиваются с другими ингредиентами — при производстве цемента.Включая природные пуццоланы, такие как зола рисовой шелухи, и промышленные побочные продукты, такие как летучая зола, доменный шлак и микрокремнезем, SCM могут улучшить структурные характеристики бетона, а также снизить содержание в нем углерода.
Северная Америка отстает от Европы в использовании цементов с добавками, говорит Джули Баффенбаргер, старший научный сотрудник и директор по вопросам устойчивого развития компании Beton Consulting Engineers из Мендота-Хайтс, штат Миннесота. Спецификации — хороший способ сделать бетонное строительство более эффективным, отмечает она, но слишком строгие предписания могут быть контрпродуктивными.Вместо того, чтобы диктовать пропорции ингредиентов в бетонной смеси, она предлагает проектным группам указать критерии эффективности с точки зрения измеримых пластических и твердосплавных свойств, «чтобы производитель мог предоставить варианты в рамках ограничений». Имейте в виду, что SCM могут увеличивать время, необходимое для достижения требуемых показателей прочности.
Что спрашивать при указании бетона
- Можно ли уменьшить количество цемента в бетонной смеси?
- Можно ли уменьшить общую массу бетона в проекте?
- Какая цементная печь является наименее энергоемкой из имеющихся в наличии?
- Какие методы улавливания углерода агрегатами или смесями могут быть включены?
Инновации в области массового производства древесины, в частности, отечественное производство инженерных изделий, таких как древесина, клееная поперечно, клеем, гвоздями и дюбелями, подогревают надежды на то, что строительство с нулевым выбросом углерода станет возможным в больших масштабах.Согласно отраслевым исследованиям, деревья, срубленные и замененные для производства массивной древесины, могут улавливать больше углерода во время своего роста, чем то, что выбрасывается при производстве, транспортировке и строительстве. Повышенный спрос на древесину из экологически чистых источников может стимулировать лесовозобновление. «Мы должны заново покрыть часть этой планеты лесами», — говорит Ландрено из HOK. «Мы можем повлиять на это, выбрав деревянную конструкцию, где это возможно».
Спроектированные деревянные панели могут заменить стальные настилы и бетонные перекрытия в коммерческих структурах, а клееные колонны могут выдерживать нагрузку на среднеэтажные и высотные конструкции от своих стальных и бетонных аналогов.Эти изделия из дерева также могут быть огнестойкими и быстро монтируемыми. «В тот день, когда они будут установлены и подключены к несущей конструкции, они смогут нести полную проектную нагрузку», — говорит Кеннет Бланд, вице-президент American Wood Council.
Но оправдывает ли массовая древесина заявленную экологическую устойчивость?
По данным Министерства сельского хозяйства США, общий объем деревьев, произрастающих в лесах США, с 1953 года увеличился на 60%. По мере роста спроса на конструкционные изделия из древесины, леса, производящие массовую древесину, должны будут управляться устойчиво, с повторной посадкой деревьев. после сбора урожая.Различия в методах ведения лесного хозяйства приводят к большим различиям в количестве улавливаемого углерода, поэтому важно знать, где и как были произведены ваши лесоматериалы.
Требуются дополнительные исследования выбросов углерода при заготовке, переработке и транспортировке изделий из древесины. Новые средние отраслевые EPD для древесины и изделий из нее ожидаются в первом квартале 2020 года, но заявления конкретных производителей древесины будут еще более полезными. Помимо углерода, заключенного в самой древесине, существуют выбросы от воздействия почвы и леса, а также от производства смол и клеев, связывающих массивные слои древесины.
Наконец, преимущество массового хранения углерода в древесине сохраняется только в том случае, если балки и панели остаются в эксплуатации или не допускаются разложения, в результате чего углерод будет высвобождаться обратно в атмосферу. Чтобы деревянные конструкции были долговечными, они должны быть защищены от проникновения воды, насекомых или грибков, возможно, за счет использования герметиков в сочетании с продуманным дизайном и деталями ограждающей конструкции. Чтобы деревянные элементы можно было использовать повторно, они должны соединяться съемными застежками.
Что спрашивать при указании древесины
- Рекуперируется ли ваша деревянная продукция? Если нет, то происходит ли это из устойчивого лесного хозяйства?
- Можно ли собрать конструкцию с помощью съемных креплений, чтобы можно было повторно использовать элементы?
- Используются ли в проекте эффективные методы обрамления, позволяющие минимизировать требуемую массу древесины?
[Ознакомьтесь с этими советами и инструментами для измерения воплощенного углерода, а также посетите палитру углеродных интеллектуальных материалов.]
Эта статья появилась в выпуске за январь 2020 года под заголовком «Проблема конструкционных материалов».
Проблема углерода
Утилизация золы древесных отходов в технологии строительства: обзор
https: // doi.org / 10.1016 / j.conbuildmat.2019.117654Получить права и контентОсновные моменты
- •
-
Сообщается о влиянии ВАВ на удобоукладываемость, механические свойства и долговечность бетона.
- •
-
WWA вместе с RHA и SCBA значительно повысили прочность в бетоне FA.
- •
-
Выделены подходящие оптимальные процентные доли для использования WWA в цементе и бетоне.
- •
-
Сообщается о экологических проблемах, связанных с использованием ВАВ в бетоне.
Реферат
Быстрый рост урбанизации и строительства увеличивает спрос на цемент и заполнитель, особенно для производства бетона. Однако производство цемента и бетона увеличивает выбросы углекислого газа, и источник природных заполнителей истощается. Следовательно, для конкретных приложений необходимы альтернативные материалы. Зола из древесных отходов (WWA), материал-заменитель, получается из древесных, целлюлозно-бумажных и других промышленных предприятий, работающих на древесине.Однако производственная отрасль WWA требует больших площадей земли в населенных пунктах. Некоторые древесные отходы разбросаны по земле, в то время как некоторые отрасли промышленности сжигают древесные отходы в мусоросжигательных заводах, что способствует загрязнению воздуха, что является серьезной экологической проблемой. В этой статье представлен всесторонний обзор эффективного использования WWA в качестве материала, заменяющего цемент или заполнители в бетоне. Представлен обзор использования WWA в строительном секторе, и изучаются тенденции развития в соответствии со временем схватывания, прочностью и долговечностью.Между тем, влияние WWA как пуццолановой добавки суммируется для применения в экобетонировании. Результаты показывают, что использование WWA в цементе и бетоне полезно для устойчивого развития и безотходной технологии. Также представлены экологические вопросы использования WWA и способы снижения вредного воздействия на окружающую среду.
Ключевые слова
Заменители цемента
Прочность на сжатие
Долговечность
Воздействие на окружающую среду
Зола древесных отходов
Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)
Полный текст© 2019 Elsevier Ltd.Все права защищены.
Рекомендуемые статьи
Ссылки на статьи
Что такое процесс трансформации деревообрабатывающей промышленности?
Сушилки для пиломатериалов — это отрасль, которая превращает деревья в изделия из древесины. На протяжении всего процесса преобразования содержание влаги в древесине (MC) колеблется в зависимости от относительной влажности (RH) и температуры окружающего воздуха.
Процесс трансформации производства древесины:
- Головной станок: основная пила разрезает дерево на распиленные части.
- Кромка: Удаление неровных кромок и дефектов с пиломатериалов.
- Обрезка: Триммер срезает концы пиломатериалов на однородные части в соответствии с рыночными размерами.
- Сортировка необработанных пиломатериалов: Куски разделяются по размеру и конечному продукту: необработанные (так называемые сырые) или сухие.
- Наклейка: пиломатериалы, предназначенные для сухого производства, укладываются прокладками (известными как наклейки), которые позволяют воздуху циркулировать внутри штабеля. (Зеленый продукт пропускает этот этап).
- Сушка: пиломатериалы сушатся в печи для естественного испарения MC.
- Строгание: Выравнивание поверхности каждого куска пиломатериала и выравнивание его ширины и толщины.
- Оценка: процесс оценки характеристик каждой части пиломатериала с целью присвоения ее «оценки» (качества).
Успех производства древесины зависит от способности комбината сохранять качество древесины на протяжении всего производственного процесса. Древесина постоянно теряет или набирает влагу до тех пор, пока ее количество не будет сбалансировано с окружающей средой.Количество влаги в этой точке называется равновесным содержанием влаги (EMC), и оно в основном зависит от относительной влажности и температуры окружающего воздуха. Сушка в печи обычно требует контроля условий ЭМС древесины путем мониторинга и регулирования относительной влажности и температуры в печах. Основная задача мельницы — стабилизировать и поддерживать оптимальные условия сушки древесины в процессе сушки в печи.
Технология MC — жизненно важный компонент современного производства сушки пиломатериалов.Техники следят за системами управления влажностью. Фактически, существует множество производителей электроники, которые производят ряд систем измерения MC для пиломатериалов для крупных производственных операций по сушке пиломатериалов.
Поддерживая и контролируя уровни относительной влажности и температуры в печах, производители пиломатериалов постоянно измеряют и отслеживают изменения MC древесины, чтобы исключить пересушивание или недосушивание древесины. Эти измерения MC могут применяться к целой штабеле древесины в печи или к отдельной единице древесины, прошедшей точечную проверку.С момента ввода бревна в производство и до его отгрузки производители пиломатериалов полагаются на интегрированные системы измерения и управления MC для обеспечения качественного производства каждого куска пиломатериала, производимого комбинатом.
Бесплатная загрузка — Как выбрать правильный промышленный портативный измеритель влажности для вашей фабрики
Процесс сушки пиломатериалов является исходной точкой, требующей, чтобы заводы полагались на надлежащие процедуры управления влажностью древесины. Однако многие потребители и строители ошибочно полагают, что проблемы с древесиной MC прекращаются, когда древесина отправляется с завода.