Древесные композиты из древесных отходов Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

УДК 674.8

ДРЕВЕСНЫЕ КОМПОЗИТЫ ИЗ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ WOOD COMPOSITES FROM WOOD WASTE

Лукаш А.А., Шелепень М.

(Брянский государственный инженерно- технологический университет, г. Брянск,

РФ)

Рассматриваются вопросы использования древесных композитов, созданных из древесных отходов.

Examines the use of wood composites, created from wood waste.

Ключевые слова: древесина, отходы, переработка, композиты Key words: wood, waste, recycling, composites

Стратегия развития лесного комплекса Российской Федерации на период до 2020 года нацеливает на развитие мощностей по глубокой механической, химической и энергетической переработке древесины [2].

Получение экологически безопасных строительных материалов на основе ресурсосберегающих технологий по переработке древесных отходов обеспечит: улучшение условий проживания; развитие мощностей по глубокой механической, химической и энергетической переработке древесины; снижение себестоимости строительных материалов; улучшение экологии за счет снижения земельных площадей под техногенные отходы; снижение издержек на производство продукции и на утилизацию древесных отходов.

При выборе строительного материала для строительства жилого дома, в котором будет жить человек, необходимо заранее прогнозировать какое воздействие на организм человека может оказать, тот или иной строительный материал, чтобы обеспечить благоприятные условия проживания [3].

Применяемые в жилищном строительстве материалы должны быть экологически безопасными, обеспечивать комфортные условия проживания и иметь низкую стоимость. В наибольшей степени этим требованиям отвечают композиционные материалы и изделия из древесины. мелкие древесные отходы являются заполнителем. Вещество, формирующее связи является вяжущим. Экологически чистым вяжущим является гипс.

Сделанные из него изделия (гипсоопилочные блоки, гипсоволокнистые и гипсостружечные плиты) не обладают значительной прочностью.

Гипс не содержит вредных веществ и является негорючим материалом, поэтому перегородки из гипсовых плит отвечают требованиям экологической и противопожарной безопасности. Древесина обладает низкой теплопроводностью. Композиционные материалы из древесных отходов с гипсом будет трудносгораемым экологически чистым материалом с низкой теплопроводностью. Свойства этих материалов во многом определяются связь древесных частиц с гипсом.

Гипсостружечные плиты (ГСП) используются для отделки различных помещений: спален, гостиных, кабинетов, детских комнат.

Плотность гипсостружечных плит составляет порядка 1250 кг/м3, прочность при изгибе - 7-8 МПа, отпускная влажность - 2±0.5% к массе сухого вещества. Теплопроводность ГСП колеблется в пределах 0.209-0.247 Вт/м°С. При погружении в воду гипсостружечная плита за 2 часа разбухает не более чем на 2% от собственного объема. Производство гипсостружечных плит осуществляется полусухим методом: смешанную влажную массу древесных стружек и гипсового вяжущего располагают на стальных листах, после чего прессуют и высушивают. ГСП состоит из гипса (83%), древесной стружки (15%), воды (2%).

Наиболее целесообразно использовать древесные отходы для производства пазогребневых плит. Пазогребневые плиты - это гипсовые плиты с пазами и гребнями по периметру, для надежного соединения между собой. Размеры, как правило, стандартные: 667/500мм., соответственно длина/высота, а ширина может быть 80 или 100 мм. Эти плиты должны отвечать требованиям ГОСТ 6428-83 Плиты гипсовые для перегородок. Технические условия.

Эти строительные изделия изготавливаются на основе гипсовых вяжущих материалов, преимущественно строительного гипса. Достоинствами плит являются: пожаробезопасность; простота установки; невысокая стоимость; отсутствие необходимости дополнительного оштукатуривания выстроенной с их помощью поверхности. К недостаткам следует отнести малую водостойкостью и сравнительно низкую прочность. Поэтому плиты в основном применяются в ненесущих или мало- нагруженных конструкциях, защищенных при эксплуатации от увлажнения.

Использование древесных отходов при производстве пазогребневых гипсовых плит (ПГП) будет способствовать снижению себестоимости и повышения теплоизоляционных свойств. Однако введение в состав ПГП мелких древесных частиц будет способствовать снижению прочности, что потребует добавок, повышающих прочность. Поэтому целью исследований является разработка состава и установление технических характеристик гипсодревес-ного композита.

Применение древесного заполнителя при производстве пазогребневых гипсодревесных плит приведет к некоторому снижению прочности при сжатии. Поэтому необходимо ввести упрочняющую добавку. Самой дешевой добавкой является карбамидоформальдегидный клей. Этот клей хорошо совмещается с гипсом. поэтому для установления влияния упрочняющей добавки на прочности гипсодревесных плит проведено исследование. Постоянные факторы проведения эксперимента: расход хвойного древесного заполнителя

-5 -5

- 220 кг/м ; марка гипса - Г-4; расход гипса - 500 кг/м ; марка клея КФ120-

Л

65. Переменный фактор - расход клея, кг/м : 0; 60; 120; 180.

Результаты исследований проиллюстрированы на рисунках 1-3.

о 60 120 180

Рагхплгатря кг/м3

Рисунок 1- Зависимость прочности при сжатии от расхода клея

Как видно из рисунка 1 прочность с увеличением количества клея увеличивается. Учитывая, что для теплоизоляционных композиционных материалов прочность должна быть не менее 1 МПа, определяем расход клея - 100

кг/м3.

Рисунок 2- Зависимость плотности от расхода клея

Как видно из рисунка 2 с увеличением расхода клея плотность увеличивается. Зависимость коэффициента теплопроводности от расхода клея определена с учетом [4].

о 60 120 180

Расход клея, кг/м3

Рисунок 3- Зависимость коэффициента теплопроводности от расхода клея

Как видно из рисунка 3.3 коэффициент теплопроводности увеличивается с возрастанием расхода клея. Заключение

В результате проведенных исследований установлено следующее.

1. Изготовление экологически безопасных древесных композитов для малоэтажного домостроения из древесных отходов экономически целесообразно - повышается полезный выход продукции, снижаются издержки на утилизацию отходов, что снижает себестоимость продукции.

2. Состав для получения гипсодревесных плит для перегородок: расход

-5

хвойного древесного заполнителя - 220 кг/м ; марка гипса - Г-4; расход гип-

Л -5

са - 500 кг/м ; марка клея КФ120-65. расход клея - 100 кг/м .

3. Основные технические характеристики гипсодревесных плит для пере-

-5

городок: плотность - 680 кг/м ; коэффициент-теплопроводности - 0,135 ВТ/(м-К).

Список использованных источников

1. Геоника (геомиметика). Примеры реализации в строительном материаловедении: монография /В.С.Лесовик. Белгород: Изд-во БГТУ,2014. 196 c.

2. Стратегия развития лесного комплекса Российской Федерации на период до 2020 года, утверждена Приказом Минпромторга России и Минсельхоза России от 31 октября 2008 г. № 248/482. [Электронный ресурс]: oфициальный сайт Минпромторга России. Режим доступа: http://www.minpromtorg.gov.ru/.- 09.08.2012. Загл. с экрана.

3. Лукаш, А.А. Повышение экологической безопасности композиционных строительных материалов из древесины /А.А. Лукаш, Н.П. Лукутцова //Вестник БГТУ им. В.Г.Шухова, 2016. №8. С. 37-41.

4. Дом из арболитовых блоков недостатки, достоинства характеристики https://www.allremont59.ru/building-haus/steny/stenyi-i-peregorodki/arbolitovyie-bloki-proizvodstvo-harakteristiki-materiala.html.