CC BY
21ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
Технология термообработки местных древесин Турсунбаев Х. И.1, Усенбаев Б. У.2, Хожанов Н.3, Мусабеков К. К.4
1ТурсунбаевХамбар Исраилович / Tursunbaev Khambar Israiloviсh - старший преподаватель,
кафедра мелиорации и агрономии;
2УсенбаевБолат Усенбаевич / Usenbaev ВоШ Usenbaeviсh - кандидат технических наук,
доцент, заведующий кафедрой, кафедра строительных материалов и конструкций;
3ХожановНиетбай /Hozhanov Nietbaj - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент;
Мусабеков Кыдыралы Кабулович /Musabekov Kydyraly Kabulovich - кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой, кафедра мелиорации и агрономии, Таразский государственный университет имени М. Х. Дулати, г. Тараз, Республика Казахстан
Аннотация: в статье излагается совершенно новая методика проведения термообработки древесины мягких пород. Здесь термообработка проводится при высокой температуре (2400С). Предлагается технология термообработки местных древесин. При применении этой технологий будет развиватся местная деревообработывающая отрасль с минимальными затратами.
Ключевые слова: древесина, термообработка, температура, нагрев, автоклав, порода, быстрорастущая.
В 21 веке людям хочется жить в экологически чистых домах «Это теперь стало очень модно». Поэтому многие люди, оборудуя собственный дом, отдают предпочтение отделочным, кровельным материалам и предметам декора, выполненным из натуральной древесины [1 стр. 12]. Несмотря на образования большого количества красивого и износостойкого искусственного сырья, дерево всегда было и остается в цене. Оно эстетично, экологично и как никакой другой материал способно создать в доме и в зданиях независимо от принадлежности, тепло и уют. В последние десятилетия вновь стало широко использоваться дерево в строительстве жилых, общественных и промышленных зданиях. Повышения уровня деревообрабатывающих производств для использования местных и привозных древесин является одним из актуальных задач.
Изучение существующих способов использованных для продления срока службы предметов из дерева, показывает о том, что люди применяли различные методы: например в Норвегии, Дании обжигали изделия на открытом огне, мастера славянских и германских племен использовали технологию вымачивания и вываривания, индейцы также применяли обжиг для увеличения прочности наконечников копий и стрел.
В России старинные мельничные колеса сохранились до сих пор именно благодаря специальной технологии обработки древесины, увеличивающей ее жизненный цикл. Прежде чем сделать колесо для мельницы, сорт и вид дерева тщательно выбирали, затем варили, пропаривали, сушили естественным путем и пропитывали маслом [2 с. 36].
Позже люди стали использовать химическую обработку древесины. Этот метод используется и сегодня, суть его состоит в пропитке дерева антисептиками, обработке полимерными веществами, покрытие красками, лаками, влаго-огне защитными пленками. Химические вещества действительно делают материал намного более устойчивым к воздействию влаги и перепадов температур, но при этом лишают его главного достоинства — экологичности и сужение сферы использования. В 2004 году в Евросоюзе был введен запрет на использование химически обработанного дерева
[3 с. 3]. В связи с этим в мире ученые начали разрабатывать различные технологии термообработки древесины.
Основными задачами этих технологии являются поднятие температуры обработки до 2500С. Но эти технологии имеют ряд недостатков:
1. При достижении температуры до 1200С, древесина может самовоспламениться;
2. Быстрый нагрев приводит к растрескиванию;
3. Неравномерное нанесение применяемых растворов;
4. Снижение эстетических и физико - механических характеристик;
5. Сложность осуществления технологии, а полученные продукты получаются с низким качеством.
Известны способы термической обработки древесины, такие как: предварительная сушка древесины, производится в камере, затем для прогревания её до температуры 2400С тепло передается от нагрева масла через трубы теплообменника, а в другом способе пропитка древесных материалов раствором и сушку их производят совместно прогреванием в вакууме с одновременным прессованием, причем прогревания древесных материалов осуществляется нагретыми до 2000С металлическими пластинками.
Все эти разработанные методы термического модифицирования древесины позволяют получить новый продукт термодревесину только из ценных пород [4 стр. 26].
Однако, до нашего времени отсутствует метод термической обработки быстрорастущих пород древесины (тополь, акация, карагач, греческий орех и др.).
Из выше изложенного вытекает, что практика и время толкает на мысли о разработке современной технологии обработки древесины из местных пород древесины. Для получения такой термодревесины - инновационного материала, который имел бы такие свойства как противостояние к гниению, обладающими необычными декоративными свойствами, химической стойкостью и защите к деформациям. Тогда они являются, абсолютно гигиеничными, влагоустойчивыми, эффективно проявляющие текстуру древесины.
По результатам исследований сотрудниками кафедр «Строительные материалы и конструкции» и «Мелиорация и агрономия» разработана новая инновационная технология термообработки древесины, позволяющая пересмотреть пути использования низкосортной древесины для нужд деревообрабатывающих комбинатов, строительства и производства, а также для мебельного производства.
Рынок термообработанной древесины в нашей стране находится в начинающей стадии. Полученного материала после термообработки называют «термодревесиной». Для разработки современной технологии выбрали породы древесины, растущие на территории Республики Казахстан, такие как тополь, береза, карагач и акация или продукты, изготовленные из быстрорастущих пород. Здесь следует отметить, о том, что после термообработки указанных древесин получается продукт превосходящей по качеству ценных пород бук, дуб, ясень, и другие.
На основе европейского стандарта в зависимости от глубины термообработки древесины, полученного материала модифицирует в три класса:
- 1 класс - придания определенных декоративных свойств против гниения её с изменением цветов на коричневый, красноватый оттенок (обработка проводится при температуре 190°-210°С).
- 2 класс - температура обработки 2100 - 2300 С. В результате 3-4 раза повышается устойчивость против гниения и снижается гибкость и эластичность. Из такого материала древесины можно изготовить садово-парковые конструкции, качественные половые доски, отделочные панели, оконные и дверные проемы, качественные мебели.
- 3 класс - при этом термообработка ведется при температуре выше 2300С совместно с пропариванием и с различными модифицирующими растворами. После таких обработок древесины, из них изготавливается мебель высшего качества,
33
оконные и дверные блоки для улицы, уличные настилы, элементы кровли, малые архитектурные формы для детских площадок и оград, шпалы, музыкальные инструменты.
Для изучения процесса термообработки древесины проводили лабораторные исследования с образцами тополя, растущего в Жамбылской области. Для исследовани выбрали тополя в возрасте 7 лет. Для выявления и сравнения с ценными породами древесины выбрали образцами тополя диаметром 20 см и длиной 100 см в количестве 7 штук. Образцы взвешивались с естественной влажностью. Электрическим методом определили влажность образцов. Термообработку проводили в автоклаве образующую герметическую емкость. Автоклав реконструктировали для подачи перегретого раствора с гипохлоритом натрия. При термообработке образцов с подачей перегретым паром с гипохлоритом натрия параллельно впрыскивали воду путем мелкодисперсного распыления с созданием водяного тумана, тем самым обеспечивали равномерное вытеснение воздуха и иных газов из камеры.
Образец подвергался к термообработке перегретым паром с гипохлоритом натрия до достижения температуры 1900С в течение четырех часов. После достижения указанной температуры образцы в автоклаве находились ещё 4 часа. При этом происходит сушка и термообработка образцов. Для продолжения опыта в течение 3 часов температуру поднимали постепенно до 2200С. При этой температуре образцы держали в течение 2 часов. Для создания мелкодисперсного распыления и тумана, а также для равномерного нанесения покрытий, охлаждения, пылеподавления, для охлаждения газов применяли совершенно новую констркуцию форсунки. Форсунки мелкодисперсного распыления с регулировкой струи обеспечивают формирования высококачественного сухого тумана, в свою очередь обеспечивает равномерное нанесение по всей площади образца, повышающий эффект термообработки. После окончания опыта образцы древесины подверглись к охлаждению. При визуальном осмотре наблюдается закаливания образца тополя с изменением её структуры. Здесь также произошли изменения - уменьшение веса образцов, повышение их прочности, необычные декоративные свойства с изменением текустуры. Цвет древесины однороден по всему сечению и имеет светло - бежевый оттенок.
Для определения свойств образцов на прочность и на сжатие, сначала взвешивали обрацзы, затем проводили испытания на изгиб и сдвиг. Также определяли твердость поверхности древесины методом Бринелля по европейским нормам £N1534 (таблица 1).
Для выявления качественных показателей против гниения проводили эксперименты. При этом образцы помещали в емкость насыщенной влагой. В каждые 10 дней проводили наружный осмотр образцов. Проводили взвешивания, вес образцов практически не изменялся. После 100 дней вес образцов изменился всего лишь на 1-2 %. Здесь также определяли изменения модуля упругости Е (таблица 2). Не наблюдались следы гниения, а имелись признаки улучшения декоративных свойств, увеличивалась выносливость к внешнему природному воздействию. При этом получаем дорогостоящую эксклюзивную продукцию, обладающую новыми уникальными свойствами.
Заключение. Высокая температура обработки позволяет придать быстрорастущим породам древесин дополнительных свойств, таких как повышения устойчивости и выносливости к внешним и природным воздействиям, устраняет возникновения и размножения грибка и микроорганизмов, увеличивает стабилизацию древесины и повышает химическую стойкость, противостояния гниению, объемный вес уменьшается в 2,5 раза. Термообработанная древесина открывает перед предпринимателями широкие возможности для осуществления бизнеса. Дает возможности использовать местную древесину во всех отраслях народного хозяйства.
Таблица 1. Определение твердости поверхности древесин
и/л наименование Твердость по Бринеллю Повышение твердости в %
!. Древесина (тополь) ймм2 н/мм2 н/мм2 н/мм2
1.1 Естественная 32 34 31 30
1.2 После термообработки 105 102 98 95 320 | 300 | 316 | 316
Таблица 2. Выносливость против гнили
п\п наименование Модуль упругости до начало опьгга Е, н/мм2 Модуль упругости 100 дней Е, в'мм2 Уменьшение модуля упругости Е, н/мм2 % Снижение веса %
1. Древесина (тополь)
1.1 Естественная 8105 5126 36.8 28
1.2 После термообработки 8426 8321 1,3 1,2
Литература
1. Гомонай М. В. Технология переработки древесины. - М.МГУЛ.2002 г.
2. Уголев Б. Н. Древесиноведение и лесное товароведение. М. - Издательство «Акадамия», 2004 г.
3. Ахметова Д. А., Зиатдинова Д. Ф., Темирбаева Р. Ф. Термомодификация древесины при кондуктивном подводе тепла в герметичных условиях. - М. Известия высших учебных заведений. 2005 г.
4. Авторское свидетельство (ЯИ) № 2255857, В27К 5/04, Опубл. 2005.07.10. г.
Перспективы развития сухого порта СЭЗ «Хоргос-Восточные ворота» в рамках расширения международного сотрудничества Смагулов А. Б.
Смагулов Адиль Булатович /Бша^иО А&1 БмШоукЬ - магистр, кафедра логистики и управления транспортными системами, Институт управления и информационных технологий, Московский государственный университет путей сообщения императора Николая II,
г. Москва
Аннотация: в статье анализируются перспективы развития сухого порта «Хоргос -Восточные ворота». Описывается процесс строительства и развития Международного центра приграничного сотрудничества «Хоргос - Восточные ворота».
Ключевые слова: сухой порт, специальная экономическая зона (СЭЗ).
В соответствии с указом президента Казахстана № 187 от 29 ноября 2011 года образована свободная экономическая зона (СЭЗ) «Хоргос - Восточные ворота».1 Объект с отведенной площадью 5740 га расположен в Панфиловском районе Алматинской области на границе с Китаем. Географическое положение предполагает
1 Указ Президента Республики Казахстан от 29 ноября 2011 года № 187 «О создании специальной экономической зоны «Хоргос - Восточные ворота».
35
