Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Строительные материалы на основе переработанной древесины. Учебное пособие
.pdf
За длину (ширину) контролируемой плиты принимают среднеариф-
71
метическое значение результатов измерений длины (ширины) соответственно, округленное до 1 мм.
Прямолинейность кромок (отдельно для длины и ширины плиты) характеризуется большим из измеренных отклонений, деленным на длину
соответствующей кромки, в мм/м.
Прямоугольность кромок характеризуется наибольшим измеренным
значением отклонения стороны поверочного угольника от кромки плиты,
деленным на длину кромки плиты (мм/м) и округленным до 0,5 мм/м.
Определение влажности
Влажность определяют на образцах произвольной формы и размеров, массой не менее 20 г, имеющих площадь не менее 25 см .
Образцы взвешивают непосредственно после отбора. Взвешенные
образцы высушивают в сушильном шкафу при температуре (103±2) °С до
постоянной массы.
Массу образца считают постоянной, если разность между двумя последовательными взвешиваниями, проведенными через 6 ч высушивания,
не превышает 0,1% массы испытуемого образца.
Допускается измельчать образец. Измельченный образец взвешивают и высушивают в бюксе.
При этом массу образца считают постоянной, если разность между
двумя последовательными взвешиваниями, проведенными через 0,5 ч высушивания, не превышает 0,1% массы испытуемого образца.
Перед каждым последующим взвешиванием образцы охлаждают в
эксикаторе до температуры, равной температуре воздуха в помещении.
Определение плотности
Плотность, разбухание в воде по толщине, водопоглощение определяют на образцах, имеющих форму прямоугольного параллелепипеда
толщиной, равной толщине плиты, и размером 50x50 мм.
Проводят измерение размеров образца. Длину (ширину) образца измеряют в соответствии в двух местах параллельно кромкам между двумя
точками согласно рисунку 5.5.
Рисунок 5.5. Измерение размеров образцов
За длину (ширину) образца принимают среднее арифметическое зна-
72
чение результатов двух параллельных измерений.
Толщину каждого образца измеряют с точностью 0,01 мм в точке
пересечения его диагоналей на пласти образца. Образец взвешивают с погрешностью не более 0,1%.
Плотность образца в кг/м3 вычисляют по формуле 5.25:
(5.25)
где m ‒ масса образца, кг;
l, b, h ‒ соответственно длина, ширина и толщина образца, м.
Определение водопоглощения, влажности
и разбухания в воде по толщине
Образцы погружают в сосуд с дистиллированной водой с рН 7±1
при температуре (20±1) °С, при этом они должны располагаться в вертикальном положении, не должны соприкасаться друг с другом, а также с
дном и боковыми стенками сосуда.
Образцы должны удерживаться на (25±5) мм ниже уровня поверхности
воды.
Время выдержки образцов в воде устанавливают в стандартах на
конкретные виды продукции.
После выдержки образцы извлекают из воды.
При определении разбухания по толщине осушают поверхность образцов от капель воды фильтровальной бумагой.
При определении водопоглощения образцы размером (100х100) мм
помещают каждый отдельно в горизонтальном положении между листами
фильтровальной бумаги и складывают в стопы.
Образцы размером (25х25) мм укладывают между листами фильтровальной бумаги рядами в пределах площади плиты (груза).
На уложенные образцы кладут груз, выдерживают в таком положении 30 с, затем груз снимают и удаляют фильтровальную бумагу.
Образцы вторично взвешивают и измеряют толщину не позднее чем
через 10 мин после извлечения их из воды.
Влажность образца в процентах вычисляют по формуле 5.26:
(5.26)
где m0 ‒ масса образца, высушенного до постоянной массы, г;
m1 ‒ масса образца до высушивания, г.
Результат округляют с точностью до первого десятичного знака.
Водопоглощение образца в процентах вычисляют по формуле 5.27:
(5.27)
где m 1 ‒ масса образца до погружения в воду, г;
73
m2 ‒ масса образца после погружения в воду, г.
Разбухание в воде по толщине образца в процентах вычисляют по
формуле 5.28:
(5.28)
где t1 ‒ толщина образца до погружения в воду, мм;
t2 ‒ толщина образца после извлечения из воды, мм.
Определение предела прочности и модуля упругости при изгибе
Для определения предела прочности древесно стружечных плит используется машина испытательная с погрешностью измерения нагрузки не
более 1% или другие машины испытательные, обеспечивающие требуемую погрешность измерения.
Испытательное устройство, состоящее из двух параллельных горизонтальных опор с цилиндрической поверхностью, которые можно перемещать в горизонтальной плоскости, и ножа с цилиндрической поверхностью, расположенного параллельно опорам на равном расстоянии от них и
перемещающегося в вертикальной плоскости относительно опор при движении нагружающего элемента испытательной машины.
Длина опор и ножа должна быть равной ширине образца или превышать ее. Радиусы цилиндрической части опор и ножа должны быть
равны соответственно:
- для плит толщиной, равной или меньше 6 мм ‒ (5,0±0,2) мм и
(5,0±0,2) мм;
- для плит толщиной более 6 мм ‒ (7,5±0,2) мм и (15,0±0,2) мм.
Образцы должны иметь форму прямоугольного параллелепипеда
толщиной, равной толщине плиты.
Ширина образца должна быть равна 50 мм, а длина ‒ 20-кратной
толщине плюс 50 мм при длине от 150 до 1050 мм.
Из каждой испытуемой плиты одну половину образцов вырезают
вдоль, а другую половину ‒ поперек плиты.
Расстояние между центрами опор устанавливают равным 20-кратной
толщине образца, но не менее 100 мм и не более 1000 мм.
Если при определении предела прочности при изгибе будет иметь
место сильный прогиб образца (более 0,05) без его разрушения, то расстояние между опорами должно быть сокращено.
Образец укладывают на опоры испытательного устройства по отметкам так, чтобы продольная ось образца была перпендикулярна осям
опор, а поперечная ось находилась в одной вертикальной плоскости с
осью ножа согласно Рисунка 5.6.
74
Рисунок 5.6. Схема испытания образцов
В пределах группы образцов с одинаковой ориентацией одну половину испытывают, укладывая на опоры испытательного устройства лицевой пластью вверх, а другую половину - лицевой пластью вниз. При определении предела прочности при изгибе производят нагружение образца с
постоянной скоростью до разрушения и регистрируют максимальную
нагрузку с точностью до 1%. Время от начала нагружения до разрушения
образца должно составлять (60±30) с.
При определении модуля упругости при изгибе нагружение образца
проводят со скоростью перемещения ножа 1-2 мм/мин и снимают не менее 8 показаний прогиба образца через равные интервалы приращения
разрушающей нагрузки в диапазоне от 10% до 40%.
Прогиб измеряют в плоскости действия нагрузки с точностью до
0,01 мм, при этом на чувствительный элемент измерительного прибора не
должно сказываться местное смятие образца.
По полученным значениям приращений нагрузки и прогиба строят
прямолинейный график, усредняя разброс отдельных значений от линейного закона.
Допускается определять угловой коэффициент прямой аналитически
(без построения графика) - сглаживанием разброса точек прямой по методу наименьших квадратов.
Предел прочности при изгибе образца в МПа вычисляют по формуле 5.29:
(5.29)
где F ‒ сила нагружения, действующая на образец в момент разрушения,
l ‒ расстояние между опорами испытательного устройства, мм;
b ‒ ширина образца, мм;
h ‒ толщина образца, мм.
Результат округляют с точностью до первого десятичного знака.
Модуль упругости при изгибе образца ( ) вычисляют в МПа по
формуле 5.30:
(5.30)
где l ‒ расстояние между опорами испытательного устройства, мм;
b ‒ ширина образца, мм;
75
h ‒ толщина образца, мм;
‒ фиксированное (2-3 интервала) приращение нагрузки, Н;
‒ приращение прогиба, соответствующее фиксированному прира-
щению нагрузки, определяемому по графику с точностью до 0,1 мм.
Определения твердости
Для определения твердости применяют машину испытательную с
пределом измерения нагрузки 5000 Н и с погрешностью измерения - не более 1%; приспособление к испытательной машине (рисунок 3), суммарная
масса конуса с шариком, пуансона и пластины должна быть 0,75-1,25 кг;
шарик из закаленной стали с полированной поверхностью диаметром 10 мм,
индикатор многооборотный.
Твердость определяют на образцах размером 50х50x S мм
где S ‒ толщина образца, равная толщине плиты.
Рисунок 5.7. Схема испытания
1 - пластина; 2 - пуансон; 3 - корпус; 4 - индикатор; 5 - шарик; 6 – образец
Твердость древесностружечных плит определяют на пласти каждого
отобранного образца в точке пересечения диагоналей.
При испытании многопустотных древесностружечных плит экструзионного прессования шарик не должен располагаться над пустотами.
Образец помещают в приспособлении, конус с шариком ставят на
образец так, чтобы шарик попал в отмеченное место, и плавно опускают
пуансон с пластиной, после чего стрелку индикатора поворотом шкалы
устанавливают на нуль.
Приспособление с образцом устанавливают в испытательную машину и производят нагружение со скоростью 2 мм/мин до достижения шариком глубины вдавливания, равной 2,0±0,05 мм. В этот момент измеряют
нагрузку с погрешностью не более 10 Н.
Твердость в Н/мм вычисляют с точностью до 0,01 Н/мм по фор-
76
муле 5.31:
(5.31)
где P ‒ нагрузка при вдавливании шарика в образец на глубину 2 мм, Н;
h ‒ глубина вдавливания шарика, мм;
d ‒ диаметр шарика, мм.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
77
В исследованиях российских и зарубежных ученых большое внимание уделяется производству строительных материалов на основе отходов
деревообрабатывающей промышленности. Поэтому изучение возможных
путей получения композиционных материалов с использованием отходов
деревообработки и разработка эффективной технологии его приготовления, является актуальной задачей.
Анализ информации показал, что в Тюменской области значительно
развита деревообрабатывающая промышленность, но и объем отходов
имеет довольно ощутимый размер. Объем отходов деревообработки составляет сотни тысяч м3. Из отходов деревообработки только около 10%
используется в технологических целях. В определенных условиях древесина может загнивать, повреждаться насекомыми, возгорать.
Характеристика и объемы древесных отходов, образующихся в
процессе лесозаготовок, зависят от состава лесонасаждения, техники и
технологии лесозаготовительного производства. Основными видами лесосечных отходов и тонкомерной древесины при рубках главного пользования являются:
- сучья и вершинки, образующиеся после очистки деревьев сучко-
резными машинами;
- сучья, вершинная часть хлыстов от обработки габаритов пакета де-
ревьев при вывозке древесины по дорогам общего пользования;
- кусковые отходы стволовой древесины, образующиеся в процессе
выполнения валки, трелевки деревьев и погрузки хлыстов.
Наибольшее количество лесосечных отходов образуется при технологическом процессе лесозаготовок с обрезкой сучьев и обработке габаритов пакета деревьев на лесосеке. Малоотходным технологическим процессом лесозаготовок является организация работ с вывозкой деревьев
без обработки габаритов пакета деревьев на лесовозном транспорте. Отходы в этом случае составляют 5-7 % общего объема заготавливаемой
древесины. При разработке древостоев машинным способом, особенно
многоярусных, на лесосеке и на погрузочных площадках образуются кусковые отходы стволовой древесины в виде сломанных вершин, тонкомерных хлыстов. Объем такой древесины достигает 5-7 % общего запаса отводимой в рубку древесины.
Обобщающий термин «отходы древесины» охватывает лиственные и
хвойные круглые лесоматериалы, в том числе хлысты, которые по своим качественным показателям или размерной характеристике не соответствуют
требованиям стандартов или технических условий на деловую древесину, но
могут использоваться для получения деловых сортиментов путем дополнительной обработки или переработки, например, на короткомерные пиломатериалы, черновые заготовки, технологическую щепу и другую продукцию.
При определении направления использования отходов деревообра-
78
ботки, выборе технологии и оборудования для ее переработки важно
знать не только ее пораженность пороками, но и размерную характеристику, а также структуру распределения сырья по размерам. Объемный
выход низкокачественной древесины зависит преимущественно от товарности и породного состава насаждений. По обобщенным данным лесозаготовительных предприятий, средний выход низкокачественной древесины составляет 27%.
Для повышения эффективности комплексного использования отходов древесины необходима не только ее подсортировка по породам, степени пораженности гнилью, но и специальная подготовка. Так, для выработки технологической щепы необходимо придать сырью определенные
размеры и удалить кору и гниль.
Как показывает опыт переработки древесины на технологическую
щепу, деструктивная гниль из-за ее особенностей при прохождении через
рубительную машину измельчается на мелкие частицы, которые почти
полностью (до 80-95 %) отсортировываются и удаляются вместе с отсевом. Коррозионная гниль, обладая вязкостью, хорошо перерабатывается
в рубительных машинах, получаемые при этом частицы щепы сохраняют
форму и размеры нормальной щепы, отличаясь лишь по цвету.
Концентрация отходов древесины на нижних складах лесозаготовительных предприятий непосредственно связана с объемом вывозки
древесины. При организации производств по переработке древесного
сырья следует учитывать реальные объемы, которые могут быть высвобождены для этой цели. Значительные объемы отходов деревообработки
тяготеют к береговым нижним складам и вывозятся не полностью из-за
трудностей организации ее переработки.
Древесина достаточно прочный материал, один из основных недостатков которой – изменчивость свойств, связанная с ее растительным
происхождением. В состав древесины в естественном состоянии входят
субстанции древесного вещества и многочисленные пустоты, капилляры
в виде полостей клеток и сосудов. Эти полости весьма малы по своим
размерам и многочисленны, их удельная внутренняя поверхность составляет 32 м2/г. Вся система полостей и сосудов древесного заполнителя сообщается между собой определенными путями. Стенки клеточных
полостей и сосудов эластичны и при поглощении влаги деформируются
(увеличиваются в размерах) благодаря высокой степени анизотропности.
Древесина как анизотропный материал обладает специфическими
физическими и механическими свойствами, которые следует учитывать
при использовании древесных пород в различных конструкциях зданий и
сооружений.
К отрицательным свойствам древесины относятся сорбционная влажность и водопоглощение. Сорбционная влажность зависит от температуры
и относительной упругости пара в воздухе, не зависит от породы древесины.
От начальной влажности древесных частиц зависит их пропитывае-
79
мость полимерными связующими, изменяется концентрация и вязкость
клеевого слоя. При нагреве клей стремится проникнуть вглубь древесных
частиц, уменьшая тем самым толщину клеевой пленки.
Древесина – гигроскопичный материал, что может привести к изменению линейных размеров, повышению массы и снижению прочности. Он
легко отдает влагу в окружающую среду, что приводит к усушке. Из-за неравномерного удаления влаги возникают напряжения, которые приводят к
растрескиванию материала. В определенных условиях древесина может загнивать, повреждаться насекомыми, возгорать.
По очередности получения древесные отходы делятся на:
1) отходы лесозаготовительной промышленности – образуются на делянках при заготовке леса и на нижних складах (к ним относятся вершины,
ветви, тонкомер, сучья, откомелевки, дровяная древесина, опилки, кора);
2) отходы лесопильного производства – образуются при переработке
деловой древесины (к ним относятся горбыли, рейки, срезки, опилки, кора);
3) отходы деревообрабатывающей промышленности – образуются
при изготовлении строительных конструкций, изделий и деталей, а также
столярных изделий и мебели, имеют место отходы в виде отдельных кусков
цельной древесины, а также «мягкие» отходы – станочная стружка и опилки (горбыль, рейки, отрезки, срезка, обрезки шпона, стружки, опилки)
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
80
1. Наназашвили И. Х. Строительные материалы из древесно-цементной
композиции / И. Х. Наназашвили. – 2-е изд., перераб. и доп. – Ленинград :
Стройиздат, 1990. – 415 с. – Текст: непосредственный.
2. Наназашвили И. Х. Ресурсосбережение в строительстве: Справочное пособие/ И. Х. Наназашвили, В. И. Наназашвили. – Москва : АСВ,
2012. – 488 с. – Текст : непосредственный.
3. Бобович Б. Б. Переработка отходов производства и потребления /
Б. Б. Бобович, В. В. Девяткин. – Москва : Интермет инжиниринг, 2000. –
496 с. – Текст : непосредственный.
4. Болдырев А. С. Использование отходов в промышленности строительных материалов / А. С. Болдырев, А. Н. Люсов, Ю. А. Алехин. –
Москва : Знание, 1984. – 64 с. – Текст : непосредственный.
5. Маннанова Г. В. Техника и технология утилизации твердых отходов /
Г. В. Маннанова. – Москва : Знание, 2007. – 24 с. – Текст : непосредственный.
6. Лунев Г. Г. Оценка экономического эффекта переработки конструкционных вторичных строительных ресурсов на предприятиях / Г. Г. Лунев.
– Москва : Научтехлитиздат, 2015. – 7 с. – Текст : непосредственный.
7. Крючкова И. В. Анализ нормативно-правовой базы по регулированию рынка вторичного сырья для строительства / И. В. Крючкова. – Воронеж : Изд-во ВГАСУ, 2006. – 5 с. – Текст : непосредственный.
8. Ткачева Ю. Ю. Обоснование мероприятий по переработке отходов
строительной деятельности и управление в области обращения с отходами /
Ю. Ю. Ткачева, В. Е. Довбыш. – Казань : Казанский издательский дом,
2010. – 4 с. – Текст : непосредственный.
9. Миронов Н. А. Снижение стоимости строительства дорог за счет
использования промышленных отходов / Н. А. Миронов, О. Ф. Кузнецов,
Е. С. Вагнер. – Москва : НОУВПО Московский технологический институт,
2014. – 8 с. – Текст : непосредственный.
10. Бурчик В. В. Отходы строительного производства – обращение,
управление / В. В. Бурчик, С. Е. Гамылин, В. А. Широков. – Текст : непосредственный // Актуальные проблемы архитектуры и строительства. –
Благовещенск, 2014. – С. 133-140.
11. Соломатов В. И. Строительные материалы на основе техногенных
отходов (структурообразование и свойства) / В. И. Соломатов, В. Т. Ерофеев, А. Д. Богатов. – Текст : непосредственный // Современные проблемы
строительного материаловедения : материалы седьмых академических
чтений РАСН. – Белгород, 2001. – С. 519-523.
12. Баженов Ю. М. Применение промышленных отходов в производстве
строительных материалов / Ю. М. Баженов, П. Ф. Шубенкин, Л. И. Дворкин.
– Москва : Стройиздат, 1986. – 215 с. – Текст : непосредственный.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]