Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Использование и перспективы развития дисперсно армированных бетонов в строительстве 12
1.1. Фибробетон - перспективный строительный материал 12
1.2. Характеристика армирующего материала и его влияния на свойства фибробетонов 20
1.3. Новые тенденции в современном строительстве - конструкционные композиты, армированные углеродными материалами 33
1.4. Выводы 39
Глава 2. Применяемые материалы и методы исследования свойств композиций 41
2.1. Применяемые материалы и их свойства 41
2.2. Методы исследований 47
2.3. Выбор объекта для проведения исследований 51
2.4. Статистическая обработка результатов испытаний 58
2.5. Выводы 64
Глава 3. Теоретическое обоснование структурообразующих процессов формирования цементно-волокнистой композиции, армированной отходами углеволокна
3.1. Способы диспергирования армирующих компонентов в бетонной смеси 66
3.2. Адгезия в структуре волокнистого композиционного материала, взаимодействие в зоне межфазного контакта ЦВКУ 73
3.3. Особенности формирования структуры цементно-волокнистой композиции, армированной отходами углеволокна 82
3.4. Выводы з
Глава 4. Характер влияния углеродной фибры на физико механические характеристики цементно-волокнистой композиции при оптимизации ее составов 95
4.1. Оценка влияния на прочностные характеристики цементно-волокнистой композиции пластификатора и ОУВ 95
4.2. Установление области объемного содержания ОУВ при оптимизации состава ЦВКУ 102
Глава 5. Технико-экономическое обоснование использования шлаковых отходов углеволокна в составах цементных композиций, практическая реализация результатов работы 114
Основные выводы 118
Список используемой литературы
- Характеристика армирующего материала и его влияния на свойства фибробетонов
- Выбор объекта для проведения исследований
- Особенности формирования структуры цементно-волокнистой композиции, армированной отходами углеволокна
- Установление области объемного содержания ОУВ при оптимизации состава ЦВКУ
Характеристика армирующего материала и его влияния на свойства фибробетонов
На качество бетона существенно влияют поверхностно-активные добавки, которые способствуют подвижности бетонной смеси, улучшают удобоук-ладываемость ее, снижают на 8 - 12 % расход цемента, повышают водонепроницаемость и морозостойкость мелкозернистого бетона. Жесткость цементно-песчаной смеси мелкозернистого бетона предусматривает использование пластифицирующих добавок, придающих смесям высокие когезионные свойства, что в конечном счете приводит к повышению пластичности при одновременном сохранении геометрических размеров изделий, заданных формовочной машиной. В диссертационном исследовании использовались добавки, наиболее часто употребляемые строителями и доступные по стоимости [120, 121].
Суперпластификатор С-3 (ТУ 5870-002-58042865-03) — водный раствор синтетического продукта, состоищий из сульфированного нафталинформаль-дегидного олигомера, небольшого количества карбоциклического сульфированного продукта, а также примесей - продуктов на основе сульфата натрия (не более 15%). Водный раствор С-3 обладает высокой чувствительносью к температуре: в пределах положительных температур от 20 до 40С - обладает стабильными свойствами; с ростом температуры выше +40 С - теряет раз 46 жижающие способности; при температурах менее +20 С, особенно ниже +5 С, наблюдается выкристаллизация из водного раствора отдельных его компонентов. Выпавшие в осадок компоненты уже не обладают необходимыми пластифицирующими свойствами, в том числе при повторном растворении.
В диссертационном исследовании анализировалось действие суперпластификатора С-3 в связи с доступностью и меньшей стоимостью. При введении в состав бетонных смесей суперпластификатор С-3 обладает высокой разжижающей способностью. Добавление в бетон супер пластификатора С-3 в количестве 0,2 - 1 % массы цемента обеспечивает получение литых самоуплотняющихся, практически не требующих вибрирования, бетонных смесей, а уменьшение расхода воды обеспечивает получение бетонов, имеющих повышенную прочность при фиксированной подвижности смеси. На практике эти два эффекта используют по отдельности в некотором соотношении: например, можно получить смесь с повышенной подвижностью по сравнению с исходной, при этом прочность бетона будет выше за счет уменьшения расхода воды. Подвижность бетонной смеси повышается от осадки конуса 3 - 4 см до 20 и более см, или количество воды затворения уменьшается на 15 - 30 % для получения смесей с подвижностью, равной исходной.
На сегодняшний день производители токностенных армированных бетонных конструкций предпочитают использование среднепластифицирую-щих добавок нового поколения импортного производства таких как:
Зика Вискокрит-20ШЕ (Sika ViskoCrete-20HE), гиперпластификатор третьего поколения на основе модифицированных поликарбоксилатов, в виде коричневатой жидкости, плотностью 1,08 кг/л, не содержащих хлоридов или других веществ, вызывающих коррозию арматуры, рекомендуемая дозировка 0,2 - 1,4 % массы цемента. Производитель Sika (Швейцария);
Сементол Дельта (Cementol Delta) - пластификатор для бетонных и растворных смесей, который предварительно смешивают с водой и добавляют в сухую смесь, фирма-производитель ТКК (Словения); Cementol Zeta Super-5 (производитель Dynamon, Чехия). В работе также анализировалось действие последней добавки вс сочетании с армированием углеволокном.
Подбор состава мелкозернистых бетонов производился в соответствии с ГОСТ 27006-86 апробированными на практике способами, гарантирующими получение бетонов, пригодных для изготовления изделий, конструкций и сооружениий, обладающих показателями качества, соответствющих требованиям нормативных документов и проектной документации. Твердение бетона производилось при нормальных условиях - при температуре 20 ... 25 С и влажности 100 %. Тепловая обработка используется при условии обеспечения продолжительной предварительной выдержки и мягкого режима подогрева (не более 50 ... 60 С) [96].
Выбор объекта для проведения исследований
По геометрической форме используемого наполнителя композиты подразделяют на два класса, с зернистым и волокнистым наполнителем. Механизм упрочняющего действия зернистого наполнителя зависит от размера его зерен (дисперсно-упрочненные, порошковые). В зависимости от механизма армирующего действия волокнистого наполнителя различают композиты с дискретным волокном и с непрерывным волокном [83, 86, 88].
Многие строительные материалы, бетон и железобетон, фибробетон, асбоцемент, строительные растворы, древесностружечные и древесноволокнистые плиты и т.д. можно отнести к композиционным материалам. Главные особенности формирования композита - адгезионное взаимодействие связующего с поверхностью наполнителя, в частности с поверхностью армирующего волокна.
Адгезию можно рассматривать как специфическую и механическую. Первая объясняется различными видами физико-химических связей, механическая - площадью контакта приведенных поверхностей, ее шероховатостью, усадочными напряжениями, защемлением, вызывающим трение и др. Адгезия как явление выявляется при нормальной отрывающей силе, вызывающей нормальные напряжения. Высокого адгезионного взаимодействия можно достичь только при максимальном контакте армирующей поверхности с клеящим веществом, в частности, поверхности волокна с цементным вяжущим. При этом большое значение имеет чистота поверхности, ее хорошая смачиваемость вяжущим. Для увеличения площади контакта поверхность армирующих волокон обрабатывают, придавая ей дополнительную шероховатость.
Большинство композиционных материалов представляют собой термодинамически неравновесные системы, характеризующиеся наличием развитой структуры границ раздела сред и градиентов химических потенциалов, возникающих между матрицей и армирующими элементами. Градиенты служат движущими силами протекания процессов межфазного взаимодействия, необходимых для взаимной диффузии, химических реакций и для получения композиций с оптимальным набором свойств. Однако чрезмерная интенсивность взаимодействия обычно ведет к ухудшению механических свойств.
Процесс механического совмещения компонентов волокнистой композиции представляет собой два следующих друг за другом процесса смачивание поверхности волокна и адсорбции.
Смачивание - одна из важных характеристик межфазного взаимодействия в композиционных материалах (КМ). Это физико-химическое явление самопроизвольного увеличения площади контакта жидкости с поверхностью твердого тела под действием поверхностных (капиллярных) сил. Для выяснения закономерностей смачивания необходимо знать природу этих сил, которые делятся на химические и физические. Химическим связям свойственна способность к насыщению, количественно характеризуемая валентностью. Силы межмолекулярного притяжения не насыщаются. Они действуют между молекулами, образованными насыщенными химическими связями. Процессы смачивания определяются изменением поверхностной энергии системы в результате взаимодействия компонентов. Протекание этих процессов зависит от числа и природы функциональных групп на поверхности и ее дефектности.
Адсорбция приводит к установлению адгезионного контакта на границе раздела волокно - матрица. При этом надо учитывать кинетику процесса (скорость растекания, установления адсорбционного равновесия), принимая во внимание особенности равновесия адгезива, т.к. в реальных условиях не всегда достигается состояние термодинамического равновесия [84, 85, 107, 112].
Вопросам адгезионного взаимодействия между армирующим волокном и цементным камнем в литературных источниках уделено не достаточно много внимания. В основном это прямые методы обработки поверхности волокон. Поверхности стеклянных волокон подвергаются обработке кремний-органическими жидкостями (аппретирование), для увеличения адгезионного взаимодействия. Для повышения сцепления синтетических волокон с цементной матрицей используется фибриллирование (скручивание в жгут) волокна, [84, 86, 131, 133, 138, 140]. Также применяют химические способы предварительной обработки волокна: наносят на волокно полимерные покрытия на основе эпоксидной смолы или с добавлением цемента [86], введение по-верхностноактивных веществ [85]. Косвенный метод повышения адгезионных свойств армирующих волокон подразумевает получение цементной матрицы высокой плотности. Для уведичения прочности бетонов с поризован-ной структурой, имеющих среднюю плотность 900 - 1700 кг/м , применяют низкомодульные синтетические волокна, так как наличие пористости приводит к низкому сцеплению между фибрами и матрицей.
Для обеспечения эффективного использования прочностных свойств металла и увеличения степени сцепления арматуры и бетона применяют комбинированное армирование путем добавления в смесь стальных фибр и синтетических волокон [85].
Благоприятные условия формирования контактов между арматурой и бетоном, а также структуры матрицы, обеспечиваются благодаря использов 77 нию мягких режимов тепловой обработки: плавное увеличение температуры со скоростью не более 20 С в час с последующей изотермической выдержкой при температуре не более 80 С. Экспериментально установлено, что существенное влияние на качество сцепления арматуры с бетоном оказывает продолжительность выдерживания изделия после тепловой обработки. Это объясняется тем, что в результате гидратации зёрен клинкера средний радиус клинкерных реликтов уменьшается. Так как объём продуктов гидратации оболочки превышает в среднем в 2 раза объём ядра, происходит уплотнение гидратированной массы, в результате чего уменьшается пористость и повышается прочность дисперсно-армированных бетонов путем увеличения сцепления между собой арматуры и бетона [88, 91, 140, 142, 146].
Поверхность углеродных волокон подвергается обработке в электронном ускорителе в атмосфере озона, после радиационной обработки, в котором уменьшается краевой угол смачивания углеродных волокон различными веществами. Нанесение протекторного слоя защищает углеродные волокна от истирания при изготовлении полотен, повышает их прочность при разрыве, заполняет поры и трещины в волокнах, создает переходный слой между ними и связующим.
Введение ОУВ в раствор пластифицирующей добавки, являясь поверхностно-активным веществом, способствовала равномерному распределению отходов углеволокна в системе цементноволокнистои композиции (ЦВКУ), и в тоже время ПАВ смачивала поверхность волокна, создавая на ней тонкую пленку. В таком виде ОУВ вводились в композиционную смесь. Пластификатор, снижая величину поверхностного натяжения, проявил поверхностно-активные свойства по отношению к развитой поверхности углеволокна, что обусловило их способность к диспергированию в цементной системе.
Граница фаз между волокном и матрицей наиболее слабое место в композите, именно здесь начинается разрушение, как при механических нагрузках, так и при других воздействиях. Усиления адгезии ОУВ и цементного вяжущего, и повышение структурообразующей роли углеродных волокон достигается за счет пленки пластифицирующей добавки на их развитой поверхности (рис. 3.3). Углеродные фибры, изготовленные на основе химических волокон, имеют только им присущую структурно-морфологическую особенность - фибриллярную структуру, элементы которой, сохраняясь в ОУВ в несколько измененной форме, придают ОУВ ряд полезных свойств. Пластифицирующая добавка содержат в качестве концевых активно-полярные гидро-, сульфо-, амино- и карбоксигруппы, которые реагируют с цементными системами, участвуя в процессах гидратации.
Особенности формирования структуры цементно-волокнистой композиции, армированной отходами углеволокна
Решение задач в области моделирования структур дисперсно-армированных систем связано с развитием теории дисперсного армирования бетонных материалов. Такой подход заключается в приведении хаотичного и дискретного армирования к эквивалентному направленному, с учетом на-пряженно-деформативного состояния элементов, определении эффективных значений объемов содержания фибры, которые обеспечивают исключение хрупкого разрушения конструкций, повышают сопротивление распространению трещин в бетонной композиции и выявляют способности армокомпо-зиции к восприятию механических воздействий.
Диапазон диаметров фибры достаточно широк, как и их типы фибр по материалам изготовления. Поэтому выявление оптимальных соотношений между геометрическими характеристиками армирующих элементов и размерами элементов структуры различных видов бетонных матриц (крупнозернистых, мелкозернистых, цементно-песчаных растворов, цементного камня), имеет важное значение. При допущении существования различных уровней эффективного дисперсного армирования, задача заключается в определении критериев, принимаемых за основу при выявлении границ этих уровней.
Оптимальные уровни дисперсного распределения армирующей фибры в объеме бетона тесно связаны с параметрами его струкутуры [91, 92, 95, 96]. Гипотеза, основанная на различиях в структурном строении бетонных матриц, в работе [64, 65, 68] принята в качестве исходной предпосылки. Она заключается в том, что диаметры и фибры и ее рассредоточение (геометрические характеристики фибры) должны быть соизмеримы с «врожденными дефектами» и неоднородностями верхнего уровня структуры бетона. Тогда при загружении бетона появляются предпосылки для более эффективного сдерживания роста трещин в нем. Выделяют четыре уровня дисперсного армирования бетона (рис. 3.8). Границы уровней армирования определены путем сравнения различных вариантов распределения фибры по объему матрицы, имеющей неоднородные включения определенных размеров. Масштаб измерения расстояний между армирующими элементами (ось У) эквивалентен масштабу геометрических размеров макрострукутурных неоднородностей в матрице. Содержание дисперсной фибры распределено по зонам следующим образом: зона А - меньше минимально допустимого уровня, зона Б - в оптимальных пределах, В - больше предельно допустимых значений. Характеристики дисперсного армирования в объме бетона определены расчетным путем [65, 68, 69, 70]. При армировании рядовых бетонов оптимальные расстояния между армирующими элементами составляют 20 мм и более в зависимости от крупности заполнителя. Минимальное значение диаметров арматуры в этом случае равно около 3 мм и выше. Борлее тонкая арматура в этом случае нецелесообразна, так как она попадает в зону А (рис. 3.8), и объемное содержание ее при условии равномерного распределения в бетоне оказывается недостаточным для повышения эффективности бетона. Зерна крупного заполнителя в обычном бетоне будут препятствовать увеличению объемного содержания весьма тонкой арматуры (например, ОУВ) и процент достигаемого уровня армирования будет тем меньше, чем меньше диаметр арматуры. Но осуществить свободную ориентацию арматуры с диаметром 3 мм и более в объеме бетона достаточно трудно по технологическим причинам, поэтому наиболее приемлемо непрерывное и направленное армирование.
Для мелкозернистых бетонов с величиной зерна крупного заполнителя до 10 мм при его армировании оптимальным являются значения диаметров фибры от 0,8 до 1,6 мм (II уровень, рис. 3.8), расстояние между фиброй меняется в пределах от 5 до 20 мм. Для цементно-песчаных растворов (III уровень, рис. 3.8) диаметр армирующих элементов изменяется от 0,1 до 0,8 мм, а рсстояние между арматурой изменяется от 0,5 до 5,0 мм. В этом случае дисперсное армирование может быть непрерывным, дискретным с направленной и свободной ориентацией армирующих волокон.
При армировании цементного камня диапазон диаметра волокон находится в пределах от 0,001 до 0,1 мм (IV уровень, рис. 3.8). В этом случае расстояние между волокнами не должно превышать 0,5 мм. Использование волокон с большим диаметров на этом уровне армирования не целесообразно и теряет смысл, так как волокна попадают в зону С (рис. 3.8), объемный расход волокна становится настолько большим, что при равных остальных условиях для получения равноценного эффекта это не рационально с технологической и материалосберегающей точки зрения. Анализируя выше сказанное, наиболее приемлемыми для армирования отходами углеволокном являются уровни мелкозернистого бетона и цемент-но-песчаных растворов.
Композиции, в которых фибра распределена равномерно и выровнена в направлении основных воспринимаемых усилий, наилучшим образом сопротивляется воздействующей нагрузке. В идеале фиброволокна должны находиться в каждой секции структурных элементов, образующих бетон [65, 72, 105], по возможности располагаться вдоль осей правильной решетки, при этом считается [65, 75 - 77, 148 - 150, 159], что фибра способна приостанавливать рост волосяных трещин в пределах между отдельными волокнами (расстояние не более 12 мм).
В ЦВКУ возможно образование микротрещин в результате технологических операций и неоднородности структуры композиции, в результате чего происходит перераспределение деформаций. На этой стадии значение приобретает работа цементной матрицы, в которой равномерно распределены волокна и их адгезионная прочность.
Размер волокон и расстояние между ними играют важную роль в определении стадии, на которой волокна эффективно действуют во время растрескивания. Длинные углеродные волокна ОУВ эффективно упрочняют цементную матрицу, реализуя всю свою прочность при воздействии внешних нагрузок на композицию. Короткие волокна можно рассматривать как микронаполнитель (рис. 3.10).
Рис. 3.10 - Микроскопическое изображение внутренней структуры образца ЦВКУ (0,5 % ОУВ), поверхность не шлифованная (МБС-9 (4,0 - 14х)) Рост прочностных характеристик ЦВКУ приводит к выводу, что мик-роармирующие волокна ОУВ разной длины увеличивают прочностные характеристики ЦВКУ в результате перекрывания микротрещин, тем самым обеспечивают определенную остаточную несущую способность после растрескивания бетона, перекрывая трещину. Влияние процентного содержания ОУВ проявляется в виде перераспределения напряжений, возникающих в композите. Только оптимальное армирование оказывает позитивное влияние на характеристики исходной цементной матрицы.
Распределение ОУВ по объему образца не равномерное (рис. 3.10), присутствуют скопления углеволоконного материала в промежутках между кварцевым наполнителем, что является положительным эффектом дополнительного микроармирования ЦВКУ. Наличие углеродных волокон разной длины способствует сокращению количества как микро-, так и макротрещин. Короткие волокна уменьшают количество микротрещин, позволяя избежать значительных дислокаций напряжений, повышают трещиностойкость. Длинные волокна углеродной фибры способствуют снижению числа микротрещин при высоких нагрузках.
Сцепление в зоне межфазного контакта «цементная матрица - угле-волокно» препятствует образованию очагов вторичных трещин и их локальному распространению. Адгезия ОУВ к цементной матрицей проявляется в постоянстве внешнего вида углеродной фибры (рис. 3.10), ОУВ не скручивается, соотношение размеров больших и малых отрезков ОУВ не изменяется после технологических операций изготовления образцов. ОУВ способствует упорядочению макро - и микроструктуры ЦВКУ (рис. 3.10). Снижая внутреннее напряжение бетона, волокна ОУВ влияют на различные уровни структуры ЦВКУ, образуя единую систему, где неупорядоченное состояние переходит в микрооднородное.
Установление области объемного содержания ОУВ при оптимизации состава ЦВКУ
Характер изменения плотности пластифицированного цементного камня ЦВКУ от содержания в нем ОУВ и добавки Cementol Zeta объясняется получением более плотной структуры композиции за счет армирования более длинными волоркнами и микроармирующего эффекта короткими волокна ОУВ. Наибольших значений показатель плотности достигает при 2,0 % содержании углеродного волокна в цементной системе ЦВКУ и составляет 2157 кг/м , что превосходит контрольный состав с той же дозировкой пластификатора на 32 %. Тенденция роста плотности наблюдается во всей области введения ОУВ, оптимиальной будет концентрация армирующего компонента ОУВ от 1,5 до 2,0 %, дозировка пластификатора от 0,5 до 0,7 %.
Уплотнение структуры ЦВКУ не могло не сказать на структурозави-симом показателе водопоглощения. Его снижение составило в сравнении с контрольным образцом 55,7 %. Оптимальной для данного показателя является область дозирования ОУВ от 1,5 до 2,05 при расходе пластификатора от 0,5 до 0,7 %.
Наблюдается тенденция увеличения прочности при сжатии (7 %) начиная с дозировки добавки Cementol Zeta от 0,15 % при введении ОУВ в диапазоне от 0,5 до 2,0 % от массы цемента. Наибольшего значения прочность при сжатии достигается при 1,5 % содержании ОУВ и составляет 57,4 МПа, что превосходит контрольный состав на 8 %. При увеличении дозирования добавки до 0,7 % рост показателя стабилизируется (9 %).
Такая же тенденция характерна и для прочности на изгиб с большим эффектом роста показателя. Максимального увеличения прочность на изгиб достигает при 2,0 % содержании ОУВ и добавки 0,5 %, прирост, в сравнении с контрольным образцом, составил 33 %. При этом же процентном содержании ОУВ и пластификатора плотность ЦВКУ увеличилась на 25 %. Снижение водопоглощения на 38 % наблюдалость уже при значениях добавки 0,3 % и содержании ОУВ 1,5 %. Значительное снижение водопоглощения создает предпосылки для высокой морозостойкости ЦВКУ. Результаты исследований показали, что значение морозостойкости оптимизированного состава ЦВКУ более F 100.
Анализируя результаты физико-механических показателей ЦВКУ, оптимальным считается состав, имеющий наибольшие прочности как при сжатии, так при изгибе, с минимальным значением водопоглощения, при содержании ОУВ 1,5 % и пластифицирующей добавки Cementol Zeta 0,5 %, что согласуется с рекомендуемой дозировкой производителя. На рис. 4.7 представлена структура оптимального состава ЦВКУ микроармирующего эффекта ОУВ (рис. 4.7).
Структура образца дисперсно-упрочненная с наличием армирующего элемента (ОУВ) (рис. 4.7). Распределение ОУВ по объему образца более или менее равномерное, присутствуют скопления углеволоконного материала в промежутках между кварцевым наполнителем, что является положительным эффектом дополнительного микроармирования ЦВКУ и препятствует образованию очагов вторичных трещин и их локальному распространению.
Адгезия ОУВ и цементной матрицы проявляется в постоянстве внешнего вида углеродной фибры (рис. 4.7), ОУВ не скручиваются, соотношение размеров больших и малых отрезков ОУВ не изменяется после технологических операций изготовления образцов. Повышение трещиностойкости образцов ЦВКУ объясняется механизмом торможения распространения трещин за счет отсутствия разрушений на границе раздела цементная матрица -ОУВ. Дополнительное сопротивление трещинообразованию способствует равномерному распределению напряжений по всему объему ЦВКУ. Микроармирование цементно-волокнистых композиций отходами углеволокна будет способствовать повышению долговечности материала, снижению усадочной деформации, значительному повышению трещиностойкости, улучшению эксплуатационных характеристик [124, 126, 128, 134, 135, 151, 152] .
Полученные результаты положены в основу опытно-промышленной апробации результатов диссертационного исследования при изготовлении и использовании изделий из ЦВКУ на ООО «НГС «Ахтуба» (г.Волжский).
При изготовлении фундаментных плит внедрялась новая технология, металлическая арматура заменялась отходами углеволокна, сократились расходы на сборку, снизился вес изделия практически в 10 раз. Использование плит из ЦВКУ возможно при сооружении стакана фундамента, в мостостроении.
В России, в основном производят цементно-волокнистые плиты, армированные асбестовым волокном (ГОСТ 18124-2012, ГОСТ 378-76). Продукция западных стран основана на использовании в технологии изготовления изделий, альтернативных асбесту, синтетических волокон. Это - целлюлозные, арамидные, базальтовые, керамические, углеродные и другие виды волокна.
Основные свойства листов асбоцементных плит заключаются в их стойкости к перепадам температур, коррозии, гниения, УФ-излучения, усто-чивости к ударам; влагонепроницаемости; наличием теплоизолирующих свойств, возможности изготовления изделий различной формы и рельефа (гофрированные листы, коньковый брус, зигзагообразная форма; на поверхность может наноситься специальный слой, имитирующий фактуру дерева или натурального камня). Но к асбестовым материалам на фоне антиасбестовой кампании в странах Западной Европы с каждым годом становится все более настороженным. Не остался в стороне и Главный государственный санитарный врач РФ, утвердивший 28 июня 1999 г. СанПиН 2.2.3.757-99 «Работа с асбестом и асбестсодержащими материалами», где в подразделе 5.7 оговариваются условия применения асбестосодержащих строительных материалов. Асбестовая пыль, выделяющаяся в больших объемах в результате добычи и сортировки асбеста, его переработки и при истирании фрикционных частей устройств, представляет чрезвычайную опасность для здоровья человека. Кроме этого использование вторичных, отработанных асбестосодержащих материалов также представляет очень важную экологическую проблему. Несмотря на то, что в виде кусков они не представляет серьезной опасности, при измельчении для повторного использования происходит выделение опасной для людей пыли. Именно поэтому систематически проводятся работы по замене асбеста, чтобы свести к минимуму, а в последствие и полностью исключить использование асбестосодержащих материалов, заменив их на более прогрессивные и безопасные в экологическом аспекте. Сегодня эта проблема решается посредством замены асбеста другими видами волокнистых материалов. В диссертационной работе предлагается заменить асбестовое волокно цементно-волокнистых изделиях на отходы углеволокна с улучшением эксплуатационных характеристик изделий.
Для расчета технико-экономического обоснования использования це-ментно-волокнистой композиции, армированной отходами углеволокна (ЦВКУ) выбрана технология изготовления плоских фиброцементных листов с заменой асбестового волокна ОУВ.
Материальные затраты (МЗ) определяются исходя из фактического потребления каждого вида материальных ресурсов и цены за единицу измерения данного вида ресурсов в рыночных ценах. На тонну готовых листов необходимо волокнистого армирующего компонента до 8 %, цемент 40 %, кварцевый песок 60 %, пластифицирующих добавок 5 %.
