CC BY
21
зданий на основе легкого каркаса не нужно проводить дорогостоящие земляные работы с изготовлением тяжелого фундамента. Легкий каркас может быть установлен на легкие точечные фундаменты, а иногда и просто на бетонную площадку».
По сути данное направление инновационного развития позволит полностью перевернуть представления о современном процессе строительства, наполнить его новым более совершенным содержанием и разрешить целый спектр сопутствующих проблем.
Литература
1. Shkurenok V. et al. Efficiency of the liquid hydrocarbons usage in the enrichment process of iron ore /Международный научноисследовательский журнал. - 2012. - № 4. - С.58.
2. Гавриков А. В. Ч астная форма собственности как фактор развития инноваций в промышленности Республики Беларусь
//Рецензенты. Материалы международной научной конференции. (Мурманск 25-26 нояб. 2012 г.).- С. 73.
Манаев В. А.,
Аспирант, кафедра древесиноведения, Воронежская государственная лесотехническая академия - ВГЛТА РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ПРОЕКТА «ПОВЫШЕНИЕ ПРОНИЦАЕМОСТИ ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ ЗАГОТОВОК ДРЕВЕСИНЫ С ТОРЦА ПРИ ПЕРЕМЕННОМ ДАВЛЕНИИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭТОГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ»
Аннотация
В статье поднята проблема пропитки древесины труднопропитываемых пород; предложен способ решения данной проблемы; рассмотрен способ пропитки древесины.
Ключевые слова: порода древесины, технология, способ пропитки.
Keywords: breed of wood, technique, way of impregnation.
В настоящее время лесным комплексом РФ решаются задачи, направленные на широкое применение ресурсосберегающих и энергосберегающих технологий.
Для достижения данной цели, в настоящее время особенно актуально применение и разработка новых способов повышения физико-механических свойств древесины с применением современных технологий и оборудования.
Одним из способов повышения физико-механических свойств древесины является пропитка.
При обработке древесины модифицирующими жидкостями желательна глубокая или даже сквозная пропитка. Но ядро и спелая древесина, относятся к труднопропитываемым материалам [1].
Частично решение этой проблемы отражено в работах [2 - 4]. Целью настоящей работы является решение данной проблемы, основанный на применении переменного давления пропитываемой жидкости.
Объектом исследования являются круглые окоренные сосновые сортименты длиной 2,5 м и диаметром 18 ... 22 см.
Известно, что по мере роста дерева центральная часть ствола прекращает сокодвижения и микрокапиляры и поры древесины забиваются отложениями смолы, камедей, восков и т.д. У лиственных пород поры зарастают тилами, затрудняющими движение жидкости [5]. Маловязкие и низкомолекулярные жидкости могут двигаться по самим волокнам древесины или огибая отложения в порах и торусы, если вся капилярно-пористая структура древесины приведена в подвижное состояние, что и реализуется в способе пропитки по патенту № 2378106. В настоящее время наиболее эффективным способом упрочнения древесины является введение в нее гидрогеля нанокристаллической целлюлозы, однако реализация этого способа возможна лишь для самой легкопропитываемой древесины березы, где в порах отсутствуют отложения и торусы. Глубина пропитки с торца под давлением при этом не превышает 0,5 м.
Для разрушения торусов и выбивания из пор отложений необходимый перепад давлений в процессе колебаний жидкости должен составлять 2-2,5 МПа, а амплитуда колебаний 0,1-2 мм.
Процесс пропитки древесины при переменном давлении антисептиками значительно отличается от пропитки при постоянном давлении. Это, в частности, проявляется в своеобразном характере изменения скорости поглощения (рисунок 1). При приложении переменного давления сначала наблюдается резкое увеличение скорости поглощения, затем она снижается и примерно через 5 мин стабилизируется на одном уровне [6].
Подобный процесс, но только с меньшими количественными показателями, происходит и при пропитке ядровой древесины лиственницы и спелой древесины ели.
Интенсификация процессов пропитки за счет пульсирующей нагрузки изучена на наш взгляд не достаточно. Предлагается использовать в процессе пропитки древесины гидравлические пульсаторы, однако необходимо обоснование их параметров и совершенствование конструкций для конкретных установок
Наиболее близким из известных аналогов является устройство для пропитки труднопропитываемых пород древесины, описанное в способе пропитки древесины с торца под давлением [7]. Недостатком данного устройства является то, что оно не позволяет вводить в древесину вязкие и высокомолекулярные жидкости, например, красители, стабилизаторы размеров, пластификаторы упрочнители, наиболее эффективные антисептики.
(а) и изменение ее давления от времени (б) в процессе пропита: 1 - переменное давление; 2 - постоянное давление Рис. 1 - График зависимости скорости поглощения пропиточной жидкости ядровой древесиной сосны
60
Предлагаемый способ решает задачу расширения функциональных возможностей установки и дает возможность пропитывать древесину вязкими и высокомолекулярными жидкостями, а также суспензиями и гелями наночастиц.
На рисунке 2 представлена общая схема устройства.
Устройство содержит сварную раму 1, с закрепленной на ней металлической трубой 2, левую конусную насадку 3, правую конусную насадку 4, ультразвуковой излучатель 5, действующий в радиальном направлении, емкость с пропиточной жидкостью 6, гидравлический насос 7, манометр 8, пневмогидравлический аккумулятор давления 9, гидропульсатор 10 с обратным клапаном, вспомогательный трубопровод 11, емкость для сбора воды 12, горизонтальный гидроцилиндр 13, ультразвуковые излучатели 14, действующие в поперечном направлении. Гидропульсатор содержит корпус 15, распределительный механизм 16, выполненный в виде вала со взаимно-перпендикулярными отверстиями и каналами подвода рабочей среды, позволяющие задавать частоту колебаний рабочей среды 0,3-10 Гц и амплитуду 0,1- 0,2 мм, входные нагнетательные штуцера 17, общую смесительную полость 18, выходной штуцер переменного давления 19.
Устройство работает следующим образом Сырое оцилиндрованное бревно закладывается в металлическую трубу. Закрывается левая и правая конусные насадки. Гидроцилиндром осуществляется закрепление заготовки в неподвижное положение. Затем к пропитываемой заготовке подкручиваются все ультразвуковые излучатели Включается насос, подающий из бака пропиточную жидкость в полость между металлической трубой и пропитываемой заготовкой Включаются ультразвуковые излучатели. Затем включается гидравлический пульсатор, подающий пропитываемую жидкость в торец заготовки. После завершения процесса пропитки древесная жидкость, вытекаемая из правого торца заготовки, сливается из правой конусной насадки в емкость для сбора воды. Пропитываемая жидкость находящееся между металлическойтрубой и пропитываемой заготовкой сливается обратно в бак
Преимуществом данного устройства является то, что оно позволяет не только полностью реализовать способ по пат. РФ № 2378106, но и селективно прокрашивать труднопропитываемую древесину различными высокомолекулярными красителями, изменяя их текстуру. Например, путем реверсивной пропитки можно из древесины осины по всему сечению заготовки получить текстуру древесины с текстурой махагони или палисандра.
Литература
1. Юдин, Р. В. Разработка режимов гидравлического вибратора пресса для повышения физико-механических свойств уплотненной древесины [Текст]: автореф. дис.... к-та технических наук: 05.21.05/ Р. В.Юдин. Воронеж, 2011. - 16 с.
2. Пат. 2209134 РФ, МПК F 26 B27K3/08. Способ пропитки древесины [Текст] / Урецкий Е.Е., Довгань А.С., Калугин В.А., Катульский Э.Ю.; заявитель и патентообладатель Калугин Вадим Алексеевич. - № 2002106903/04,; заявл. 18.03.2002; опубл. 27.07.2003, Бюл. № 32. - 5 с.
3. Пат. 2346809 РФ, МПК F 26 B27K3/08. Способ получения модифицированной древесины [Текст] /Шамаев В. А., Медведев И, Н., Здатоустовская В. Н., Анучин А. И.; заявитель и патентообладатель ООО «Лигнум» - № 2007112593/04,; заявл. 04.04.2007; опубл. 20.02.2009, Бюл. № 5. - 5 с.
4. Пат. 2378106 РФ, МПК F 26 B27K3/02. Способ пропитки древесины [Текст] /Шамаев В. А., Трубников Н. А., Анучин А. И., Никулина Н. С., Ткачев С.С.; заявитель и патентообладатель ООО «Лигнум» - № 2008107189/04,; заявл. 26.02.2008; опубл. 10.01.2010, Бюл. № 1. - 5 с.
5. Уголев, Б. Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения [Текст] : учебник / Б. Н. Уголев// учебник, М.: МГУЛ, 2006 г. - 340 с.
6. Ермолин, В. Н., Деревянных, Д. Н. Повышение проницаемости древесины жидкостями при переменном давлении [Текст]/ В. Н.Ермолин, Д. Н. Деревянных // Защита древесины и целлюлозосодержащих материалов от биоповреждений. - Рига. -1989. - № 3 - С. 192 - 195
Мирюк О.А
Доктор технических наук, профессор, Рудненский индустриальный институт ОСОБЕННОСТИ ПОЛУЧЕНИЯ БЕСЦЕМЕНТНОГО ПЕНОБЕТОНА
Аннотация
Приведены результаты исследований магнезиальных пеномасс. Определено влияние вещественного состава формовочных суспензий на поризацию и свойства пеномассы.
Ключевые слова: пенобетон, вяжущее, способ приготовления пеномассы
Keywords: foam concrete, binding, way of preparation of foam weight.
Для более полной реализации преимуществ пенобетона в современных строительных технологиях необходимо решение проблем, ограничивающих широкое использование этого ячеистого материала. К основным проблемам производства и применения пенобетона относят: медленное твердение на начальных этапах и невысокую прочность материала.
61
Повышение прочности пенобетона может быть достигнуто использованием вяжущих с повышенной гидратационной активностью, оптимизацией состава бетонной смеси и режима твердения изделий.
Магнезиальные вяжущие - эффективная разновидность малоэнергоемких материалов, характеризующаяся интенсивным твердением, высокими прочностными показателями.
Цель работы - исследование влияние технологических факторов на свойства формовочных масс и пенобетона на основе магнезиальных вяжущих оксихлоридного твердения.
Для получения ячеистых смесей использовали пенообразователи различного происхождения: «Унипор» - пеноконцентрат на белковой основе и синтетические моющие средства, обозначенные условно «А1» и «F1».
Пеномассы готовили по одностадийному методу: суспензию, полученную перемешиванием всех компонентов, вспенивали в смесителе миксерного типа. Свойства пены и пеномассы оценивали по кратности, осадке (уменьшение объема пены за 80 мин, %), истечению жидкости (количество жидкости, отделившейся от пены за 80 мин, %), средней плотности.
Исследовано влияние плотности затворителя на свойства пены. Раствор MgCl2 различной плотности смешивали с пенообразователем «Унипор». Концентрация пенообразователя в растворе соли составляла 2 %. Результаты эксперимента приведены в табл. 1. Повышение концентрации MgCl2 в растворе обеспечивает получение пены более плотной структуры с меньшим истечением жидкости.
Таблица 1 - Влияние плотности затворителя на стойкость пены
Плотность раствора MgCl2, кг/м3 Кратность пены Стойкость пены в течение 80 мин
истечение жидкости, % осадка пены, %
1100 5,8 40 12
1150 5,7 32 8
1200 5,5 23 4
1250 4,9 20 4
Для формирования устойчивой мелкопористой пены предпочтителен раствор MgCl2 с плотностью 1200 кг/м3. Дальнейшее повышение плотности раствора затворителя почти не меняет состояния массы.
Исследовано влияние вида пеноконцентрата на свойства пены, образованной из воды и водного раствора хлорида магния оптимальной плотности. Концентрация пенообразователей «Унипор», «А1» и «F1» в рабочем растворе составляла 2 - 4
%. Результаты испытаний свидетельствуют о влиянии состава затворителя на вспениваемость массы (табл. 2).
Синтетические пенообразователи эффективны для водного затворителя, с которым образуют устойчивую пену. Пены из солевого раствора более плотные. Вспениваемость раствора MgCl2 возрастает при введении протеинового пеноконцентрата «Унипор». При использовании синтетических пеноконцентратов «А1» и «F1» вспениваемость солевого раствора снижается, и образуются неустойчивые пены с меньшей кратностью.
Таблица 2 - Влияние состава рабочего раствора на свойства пены
Пенообразователь Плотность пены, кг/м3, на основе Кратность пены на основе
воды раствора MgCl2 воды раствора MgCl2
«Унипор» 173 195 5,8 6,15
«А1» 130 1040 7,7 1,15
«F1» 94 1200 10,6 1,01
Ограниченность запасов магнезиальных пород обусловливает дефицит каустического магнезита и предопределяет целесообразность получения смешанных сульфомагнезиальных вяжущих.
Композиционные вяжущие готовили добавлением к каустическому магнезиту строительного гипса. Пеномассы готовили с использованием раствора MgCl2 плотностью 1200 кг/м3. Концентрация пенообразователя «Унипор» в растворе равна 2%.
Сравнительный анализ результатов испытаний сульфомагнезиальных композиций плотной и ячеистой структуры свидетельствует об отрицательном влиянии пенообразователя «Унипор» на твердение гипсосодержащих материалов.
Для получения гипсосодержащих пеномасс предпочтителен водный раствор пеноконцентрата «F1», так как формовочные смеси на основе других пенообразователей растрескивались при затвердевании.
Неоднозначность влияния пеноконцентратов различного происхождения на составляющие смешанного вяжущего обусловила необходимость раздельного приготовления пеномасс для сульфомагнезиального пенобетона путем вспенивания суспензий вяжущих.
Способ приготовления формовочной массы предусматривает раздельную подготовку и последующее смешение двух пеномасс. Магнезиальную пеномассу на солевом затворителе и пеноконцентрате «Унипор» смешивают с гипсовой пеномассой, полученной на водном затворителе и синтетическом пеноконцентрате «F1». Разработанный способ приготовления пеномасс позволяет повысить прочность сульфомагнезиального ячеистого бетона и достичь показателей пенобетона из каустического магнезита (табл. 3).
Таблица 3 - Свойства сульфомагнезиального пенобетона из пеномасс раздельного приготовления
Состав вяжущего, % Средняя плотность пенобетона, кг/м3 Предел прочности при сжатии, %, пенобетона в возрасте 28 сут
каустический магнезит строительный гипс
100 0 493 100
80 20 501 83
62
