Материалы и изделия из техногенного и вторичного сырья. Учебное пособие

Для ускорения твердения ксилобетона, уменьшения его водопоглощения и увеличения водостойкости опилки подвергают минерализации. Ксилобетонную массу изготавливают в раствороили бетоносмесителях, а затем уплотняют вибропрессованием или трамбованием.

Клееная древесина относится к наиболее эффективным строительным материалам. Она может быть слоистой или полученной из шпона (например, фанера, древесно-слоистые пластики), массивной из кусковых отходов лесопиления и деревообработки (панели, щиты, брусья, доски) и комбинированной (столярные плиты).

Преимуществами клееной древесины являются ее низкая средняя плотность, водостойкость, возможность получения из маломерного материала изделий сложной формы или крупных конструктивных элементов. В клееных конструкциях ослабляется влияние анизотропии древесины, они характеризуются повышенной гнилостойкостью и низкой возгораемостью, не подвержены усушке и короблению. Клееные деревянные конструкции по срокам и трудозатратам при возведении зданий, а также стойкости при воздействии агрессивной воздушной среды часто успешно конкурируют со стальными и железобетонными конструкциями. Их применение эффективно при возведении сельскохозяйственных и промышленных предприятий, выставочных и торговых павильонов, спортивных комплексов, зданий и сооружений сборноразборного типа.

Как разновидность клееной древесины можно рассматривать древес- но-слоистые пластики (ДСП) – материал из листов шпона, измельченной деревины или опилок, пропитанных полимерами резольного типа и склеенныхвпроцессетермическойобработкиподдавлением(рис.16).

Рис. 16. Древесно-слоистый пластик

Древесно-слоистые пластики используют как конструкционный материал, а также для облицовки внутренних помещений общественных и административных зданий, для которых проектом предусмотрена улучшенная или высококачественная отделка.

61

Антифрикционные свойства, стойкость к воздействию агрессивных сред, абразивов; стабильность при сверхнизких температурах (–270 °С), механическая прочность, водостойкость, диэлектрические свойства позволяют применять ДСП в различных областях промышленности.

Марки ДСП

В зависимости от расположения волокон древесины шпона в смежных слоях и назначения древесные слоистые пластики в России изготовляют следующих марок:

–ДСП-А;

–ДСП-Б; ДСП-Б-э; ДСП-Б-м; ДСП-Б-т; ДСП-Б-о;

–ДСП-В; ДСП-В-э; ДСП-В-м;

–ДСП-Г;

–ДСП

Буквы А, Б, В, Г указывают порядок укладки шпона в пластике: А – волокна древесины шпона во всех слоях имеют параллельное

направление или каждые 4 слоя с параллельным направлением волокон древесины шпона чередуются с одним слоем, имеющим направление волокон под углом 20–25° к смежным слоям.

Б – каждые 8–12 слоев шпона с параллельным направлением волокон древесины шпона чередуются с одним слоем, имеющим перпендикулярное направление волокон древесины к смежным слоям.

В – волокна древесины шпона в смежных слоях взаимно перпендикулярны.

Г – волокна древесины шпона в смежных слоях последовательно смещены на угол 45°.

Буквы Э, М, Т и О определяют назначение материала:

Э – для изготовления конструкционных и электроизоляционных деталей аппаратуры высокого напряжения, электрических машин, трансформаторов, ртутных выпрямителей и т. п.;

М – как самосмазывающийся антифрикционный материал, материал в качествеползуновлесопильныхрамидругиханалогичныхдеталей;

Т– для изготовления деталей машинтекстильной промышленности; О – как конструкционный и антифрикционный материал. Древесные слоистые пластики изготовляют прямоугольной формы

в виде листов толщиной менее 15 мм и плит толщиной 15–60 мм, дли-

ной 700–5600 мм, шириной 950–1500 мм.

Свойства:

– плотность – 1,3 г/см³;

62

–предел прочности:

при сжатии – 100–180 МПа;

при растяжении – 140–280 МПа;

при изгибе – 150–280 МПа.

–прочность при скалывании по шву – 11–15 МПа;

–ударная вязкость – 2580 кДж/м²;

–твердость по Бринеллю – 250 МПа;

–водопоглощение за 24 ч – 5–15 % Электрическая прочность:

–поперек слоев – 26–32 МВ/м;

–вдоль слоев – 3–13 МВ/м.

Древесно-слоистые пластики стойки в трансформаторном масле, уксусномальдегиде, моторном топливе, бутаноле, стироле; нестойки в окислителях, сильных кислотах и щелочах. Перерабатывают в изделия механической обработкой на обычных станках со специальными инструментами.

Технологический процесс изготовления

Получают последовательно пропиткой шпона толщиной 0,3–0,8 мм лиственных пород древесины (обычно березы) фенолоформальдегидной смолой или крезолоформальдегидной смолой в открытых ваннах или автоклавах (0,4–0,8 МПа), сушкой при ступенчатом нагревании до 90 °С, сборкой полученных препрегов в пакеты и прессованием их на этажных прессах (до 20 МПа, 150 °С) и обрезкой в размер.

Древесно-стружечные плиты - это материал, полученный горячим прессованием измельченной древесины, смешанной со связующими веществами - синтетическими полимерами.

Преимуществами этого материала являются однородность его физикомеханических свойств, небольшие линейные изменения при переменной влажности, возможность высокой механизации и автоматизации производства (рис. 17).

Рис. 17. Древесно-стружечные плиты

63

Основным видом сырья для изготовления древесно-стружечных плит служит неделовая древесина, к которой относятся отходы лесопиления и деревообработки, а также отходы лубяных растений – солома, тростник, костра. Местные материалы на основе опилок и волокнистых отходов. Из побочных продуктов деревообработки и переработки сельскохозяйственных культур в видекостры льна,конопли,рисовой соломы, лузги и т. д., можно получить ряд материалов, используя в качестве связующего такие синтетические полимеры, как мочевино- и фенолформальдегидные смолы.

В строительстве, особенно сельском, имеется положительный опыт производства таких материалов, как древесно-опилочные плиты, ортенкс, риплит и др.

Древесно-опилочные плиты изготавливают из смеси опилок, полимера, гидрофобизатора и антисептика. Они могут быть одно- и многослойными, сплошными и ячеистыми. Средняя плотность сплошных древесно-опилочных плит составляет 800 кг/м3, а ячеистых – 500, предел прочности достигает20 МПа.Водопоглощение таких плитза 24 ч.– около 10 %, линейное разбухание по толщине – 12 мм, длине и ширине – 0,5 %. Толщинадревесно-опилочных плитдолжнабыть неменьше19–24 мм.

Плиты применяют для полов и отделки. Отделочные древесноопилочные плиты имеют с одной стороны ячеистую поверхность, с другой – гладкую.

Тырсолит – листовой материал толщиной 1,5–8 мм. При его изготовлении синтетические полимеры вводят в количестве 4–8 % массы сухих опилок. Отделывается полимерной пленкой или бумагой, пропитанной полимером. Технологический процесс производства включает сепарирование древесного сырья, его сушку, смешивание опилок с клеем, формованиековра,прессование,выдержкуиобрезкуматериалапоформату.

Паркелит – материал в виде плиток толщиной 18 мм и размерами 300x300, 333x333 и 400x400 мм. При изготовлении паркелита массу из древесных опилок и стружек смешивают со связующим и прессуют при давлении 8 МПа и температуре 140–160 °С.

Отпрессованные плитки после выдержки шлифуют, обрабатывают, выбирая пазы, и облицовывают строганым шпоном. В основание паркелитовых плиток для предотвращения короблений закладывают армирующие рейки в направлении волокон древесины облицовочного слоя.

64

Королитовые плиты получают при использовании как неорганических, так и органических вяжущих. В качестве заполнителей применяют измельченную кору деревьев хвойных и лиственных пород. Роль органического вяжущего могут выполнять не только термореактивные полимеры, но и концентраты лигносульфонатов. При применении органических вяжущих в массу дополнительно к добавкам гидрофобизаторов вводят антипирен в виде насыщенного водного раствора сульфата аммония. Королитовые плиты получают при использовании как неорганических, так и органических вяжущих. В качестве заполнителей применяют измельченную кору деревьев хвойных и лиственных пород.

Роль органического вяжущего могут выполнять не только термореактивные полимеры, но и концентраты лигносульфонатов. При применении органических вяжущих в массу дополнительно к добавкам гидрофобизаторов вводят антипирен в виде насыщенного водного раствора сульфата аммония.

Материалы из древесных отходов без применения вяжущих

Строительные материалы на основе некоторых отходов древесины могут изготавливаться без применения специальных вяжущих или с небольшой их добавкой.

В таких материалах частицы древесины связываются в результате сближения и переплетения волокон, их когезии и физико-химических связей, возникающих при пьезотермической обработке пресс-массы.

Древесноволокнистые плиты – материал, формуемый из волокнистой массы с последующей тепловой обработкой.

Около 90 % всех древесноволокнистых плит изготавливают из древесины, исходным сырьем служат неделовая древесина, а также отходы лесопильного и деревообрабатывающего производств. Плиты можно также получать из волокон лубяных растений или из другого волокнистого сырья, обладающего достаточной прочностью и гибкостью.

Порядок выполнения работы

1.Привести классификацию отходов переработки древесины.

2.Древесные отходы, применяемые как сырья для производства строительных материалов.

3.Вяжущие для производства материалов из отходов переработки древесины.

4.Свойства материалов произведенных на основе отходов переработки древесины.

65

Таблица 19

Варианты заданий

1Арболит. ДВП (древесноволокнистые плиты).

2Фибролит. ЦСП (цементно-стружечные плиты)

3Ксилолит. ДСП (древесно-слоистые пластики)

4ДСП (древесно-стружечные плиты). Тырсолит

5Паркелит. ДВП (древесноволокнистые плиты)

Контрольные вопросы

1.Классификация древесных отходов.

2.Арболит. Свойства, характеристики, преимущества и недостатки.

3.Фибролит. Свойства, характеристики, преимущества и недостатки.

4.ЦСП. Свойства, характеристики, преимущества и недостатки.

5.Ксилолит. Свойства, характеристики, преимущества и недостатки.

6.Древесно-слоистые пластики. Свойства, характеристики, преимущества и недостатки.

7.Древесно-опилочные плиты. Свойства, характеристики, преимущества и недостатки.

66

ЛИТЕРАТУРА

1.Баженов П.И. Комплексное использование минерального сырья при производстве строительных материалов. – Л.–М., 1983.

2.ГОСТ 17.4.4.02-2017. Межгосударственный стандарт. Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа.

3.Ахматов М.А. Легкие бетоны и железобетонные конструкции на заполнителях из каменных отходов и рыхлых пористых пород. – Наль-

чик: КБГСХА, 2010. –165 с.

4.Гальперин А.М., Фёрстер В., Шеф Х.-Ю. Техногенные массивы

иохрана природных ресурсов: Учебное пособие для вузов: в 2-х т. – М.: Изд. Московского государственного горного университета, 2006.

5.Малинина Л.А., Волков Ю.С., Рекитар Я.А. Экологические и технологические аспекты развития строительства и производства строительных материаловв мире // БИНТИ. – № 5.– М., 2001.

6.Костин В.В. Опыт использования отходов ТЭС в производстве строительных материалов. – Новосибирск, 2001.

7.Мельникова Л.В. Технология композиционных материалов из древесины: учебник. – М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2007. – 235 с.

8.Шитова И.Ю. Использование отходов деревообработки в промышленности: учебное пособие. – Пенза: ПГУАС, 2009. –140 с.

9.Гомонай М.В. Технология переработки древесины: учебное пособие. – М.: ГОУ ВПО МГУЛ, 2008.– 231 с.

67

УЧЕБНОЕ ИЗДАНИЕ

Ципинов Ауес Сефович Хежев Толя Амирович.

Кажаров Алим Русланович и др.

МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ ТЕХНОГЕННОГО И ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ

Учебное пособие

Рекомендовано редакционно-издательским советом КБГУ в качестве учебного пособия для обучающихся

по направлению подготовки 08.03.01 Строительство

Нальчик, «Каб-Балк. Ун-т», 2023.

Редактор Л.М. Хакулова

Компьютерная верстка Н.И. Золотаревой

Корректор Л.А. Скачкова

В печать 27.06. 2023. Формат 60х84 1/16. 3,95 усл.п.л. 4,0 уч.-изд.л. Тираж 50 экз.

Кабардино-Балкарский государственный университет. 360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского, 173.

Печать трафаретная. Бумага офсетная. Заказ № 499.

Производственно-техническое управление Полиграфический участок

3600004, г. Нальчик ул. Чернышевского, 173.

68