CC BY
1215. Овощеводство / В. П. Котов, Н. А. Адрицкая [и др. ]. СПб: Издательство «Лань», 2017. 496 с.
16. Пат. RU 2778796, МПК A01G 9/14 (2006.01). Сезонная плёночная теплица для малых форм хозяйствования / Блажнов А.А.; патентообладатель ФГБОУ Орловский государственный аграрный университет им. Н.В.Парахина. № 2022100347; заявл. 11.01.2022; опубл. 25.08.2022, Бюл. № 24.
УДК 69.691
ЭКОЛОГИЧНЫЙ ПОДХОД СОЗДАНИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОТХОДОВ
Золотарев А.С., бакалавр 4 курса направления подготовки 08.03.01 «Строительство». Научный руководитель: к.э.н. Питель Т.С. ФГБОУ ВО Орловский ГАУ
АННОТАЦИЯ
Целевая федеральная программа «Отходы» и федеральный закон «Об отходах производства и потребления» позволяет вовлекать в стройиндустрию как в наиболее материалоёмкую отрасль вторичных материальных ресурсов приоритетных направлений науки н техники. Темпы и объемы строительства растут, и, соответственно растет спрос на новые конструкционные и теплоизоляционные материалы. На этом фоне особенно востребованы стали композиционные изделия, произведенные на основе древесного сырья. Одним из источников расширения сырьевой базы местных плитных прессованных строительных материалов являются отходы растительные.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
Органическое вяжущее, отходы растениеводства, строительная плита, фурол, композитная матрица, биополимер.
ABSTRACT
The target federal program «Waste» and the federal law «On Production and Consumption Wastes» allow involving secondary material resources in the construction industry, as in the most material-intensive industry, as one of the priority areas of science and technology. Against this background, composite products made on the basis of wood raw materials have become especially in demand. One of the sources for expanding the raw material base of local pressed board building materials is woodworking waste and lignified agricultural waste. The main type of filler in the production of plant-polymer composites with thermoplastic polymer matrices (HRPCt) is traditionally wood flour, crop residues.
KEYWORDS
Organic binder, crop waste, construction plates, furol, composite matrix, biopolymer.
Введение. Технологии в строительной отрасли на сегодняшний день развиваются с учётом экологии и стремятся удовлетворить потребности человека, вызывая при этом минимальное экологическое разрушение природной среды. Устойчивое развитие требует внедрения экологически чистых технологий, которые являются одновременно эффективными и адаптированными к местным условиям. Они позволяют улучшить экономические показатели при минимизации вреда окружающей среде.
В настоящее время отсутствуют научно-обоснованные рекомендации по индивидуальному и совместному использованию различных видов растительных
отходов в производстве экологически чистых плитных материалов с гарантированно высокими свойствами [7]. Солома злаковых и масличных культур, относящихся к отходам растениеводства, является весьма ценным сырьем, которое может быть использовано в разных отраслях народного хозяйства, в частности, для производства экологически чистых строительных материалов [7].
Целью работы является разработка составов и технологии получения плитных строительных материалов из растительных отходов и является актуальной задачей, решение которой позволит рационально использовать древесное сырье и улучшить экологическую ситуацию во многих регионах России.
Материалы и методы исследований. На сегодняшний день, по данным Росстата урожайность зерновых и соломенных грубо стебельных культур (в тоннах) составляет: рожь - 913,9-1892,6; зернобобовые - 1006,3-2477,6; масличные - 1019711779; кормовые - 451,5-627,1. Но по разнообразным причинам большие объемы производства до 40-50% соломы не используется [5]. Между тем, из таких достаточно дешёвых и экологически чистых отходов можно получить плитные прессованные строительные материалы, которые во многих случаях могут заменить древесностружечные плиты (ДСП), содержащие в своем составе токсичные синтетические связующие вещества.
Анализируя отечественные и зарубежные источники можно говорить о том, что на свойства плитных материалов в значительной мере влияют влажность, исходный фракционной состав и вид древесного сырья. Применение предварительной автоклавной гидротермической обработки древесины позволяет понизить давление горячего прессования с 25 до 15 МПа и температуру прессования со 180 до 160°С, а также способствует пластичности растительной ткани и образованию связующих и гидрофобных веществ в ней, тем самым повышая физико-механические свойства прессованных плит [1]. Установлено, что в процессе автоклавной гидротермообработки древесины производится сдувание парогазовой смеси, в результате чего в атмосферу выбрасываются вещества, содержащие фурол. В то же время использование жидкого стекла способствует увеличению огнестойкости теплоизоляционных материалов на заполнителях растительного происхождения [3].
Рассмотрим зависимость температуры обработки материала и прочности на сжатие (продемонстрирована с помощью кривой, представлена на рис. 1).
Рисунок 1 - Изменения предела прочности на сжатие в зависимости от температуры
обработки растительного заполнителя
Применение технологии горячего автоклавирования позволяет расширить область применения композиционного материала без существенного снижения его физико - механических характеристик в процессе эксплуатации.[9]. На рисунке 2 представлены графики влияния изменения факторов на коэффициент теплопроводности (органические и неорганические материалы).
Рисунок 2 - Влияние изменения факторов на коэффициент теплопроводности (органические и неорганические материалы)
Результаты работы. Полученные результаты позволяют сделать заключение о возможности использования материала, полученного из растительного сырья, в виде основного заполнителя при получении композитных материалов по традиционной технологии мокрого способа производства [4].
В результате проведенных исследований получен новый органический композитный строительный материал со следующими показателями: плотность 220250 кг/м3, прочность на сжатие при 10% деформации 0,65-0,8 МПа, прочность при изгибе 1-1,2 МПа, коэффициент теплопроводности 0,046-0,055 Вт/(мС).
Заключение. Таким образом, ориентация на экологичный подход к использованию отходов растительного сырья соответствует тенденциям развития лесопромышленного комплекса, что находит отражение в документах стратегического планирования развития региона.
Библиография:
1. Федеральный закон «Об охране окружающей среды» от 10.01.2022 N 7-ФЗ // URL: http://www.consultant.ru/document/cons doc LAW 34823 (дата обращения 10.11.2022 г.).
2. Приказ Росстандарта от 15.12.2015 N 1579 «Об утверждении информационно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям «Обезвреживание отходов термическим способом (сжигание отходов)».
3. ГОСТ 114598-86. Плиты древесноволокнистые. Технические условия. // URL: http://base.garant.ru (дата обращения 24.10.2022).
4. Золотарев А.С., Питель Т.С. Исследование современных материалов в строительной отрасли»: материалы всероссийской научно-практической конференции «Наука без границ и языковых барьеров». Орел: Изд-во «Орловский государственный
аграрный университет имени Н.В. Парахина», 2022. С. 293-299.
5. Клесов А.А. Древесно-полимерные композиты. СПб: Научные основы и технологии, 2022. 736 с.
6. Озерова Н.В. Новый композиционный материал из отходов растительного происхождения // Почва, отходы производства и потребления: проблемы охраны и контроля»: сборник материалов международной научно-практической конференции. Пенза: ПДЗ, 2020. С. 115-116.
7. Питель Т.С. Механизмы внедрения lean - технологий как инновационный подход к управлению в строительной сфере // Вестник ОрелГИЭТ. 2018. №2(44). С.119-122.
8. Питель Т.С., Беликов К.Е. Проблемы поддержки строительной отрасли в период неопределенности // Наука без границ и языковых барьеров: материалы международной научно-практической конференции. Орел: Изд-во «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина», 2021. С. 341-344.
9. Питель Т.С. Управление инвестиционным портфелем интегрированных систем агропромышленного комплекса // Продовольственная безопасность как фактор повышения качества жизни: материалы Национальной (Всероссийской) научно-практической конференции. Орел: Изд-во «Орловский государственный аграрный университет имени Н.В. Парахина», 2021. С. 27-31.
