УДК 674.8:504.064.47

 ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ЗА СЧЕТ  ПРОИЗВОДСТВА ЭКОЛОГИЧЕСКИ БЕЗОПАСНОСТНЫХ ВИДОВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ  ИЗ ДРЕВЕСИНЫ 

 

IMPROVING THE EFFICIENCY OF THE ORGANIZATION THROUGH THE PRODUCTION OF ENVIRONMENTALLY SAFETY KINDS OF BUILDING MATERIALS MADE WOOD

 

Лукаш А.А., Матрос В.А., Шитикова А.С., Черенкова М.С.

(Брянский государственный инженерно-технологический университет, г. Брянск, РФ)

Lukash A.A., Matros V.A., Shitikova A.S., Cherenkova M.S.

(Bryansk state engineering-technological university, Bryansk,  Russia)

 

Рассмотрены вопросы  повышения эффективности организации при получении и эксплуатации строительных материалов и изделий из древесины.

Examines the issues of improving the organization is effectiveness in obtaining and exploitation of construction materials and wood products

 

Ключевые слова: строительство, арболит, прочность, древесина,  формальдегид

Key words: building, arbolit, toughness, wood,  formaldehyde

 

Одним из способов повышения конкурентоспособности предприятия является выпуск экологически безопасных видов продукции. Строительная отрасль одна из динамически развивающихся отраслей нашей страны. Производство недорогой, экологически безопасной продукции из возобновляемых источников сырья позволит увеличить объем выпускаемой продукции, улучшить финансовые показатели предприятия и тем самым повысить эффективность деятельности организации.

Одним из наиболее перспективных сегментов использования древесины  России является малоэтажное домостроение. Применяемые в жилищном строительстве материалы должны быть экологически безопасными, обеспечивать комфортные условия проживания и иметь низкую стоимость. В наибольшей степени этим требованиям  отвечают  строительные материалы и изделия из древесины.

При склеивании древесных материалов обычно в промышленных условиях  применяются карбамидоформальдегидные и фенолоформальдегидные клеи. Эти клеи обладают хорошей адгезией к древесине, дают прочные клеевые соединения. Водостойкость клеевых соединений на основе карбамидоформальдегидных клеевсредняя. Недостатком этих клеев является содержание в них  токсичных веществсвободного формальдегида и свободного фенола, поэтому клееные слоистые материалы, изготовленные с применением фенолоформальдегидных клеев, не используются внутри помещений. Свободный формальдегид, содержащийся в клее, выделяется как при склеивании, так и в процессе эксплуатации.

Снизить выделение свободного формальдегида возможно путем использования природных клеев, полимерных тонкодисперсных порошков, поглощающих формальдегид в процессе склеивания, отмечается в исследованиях  [2].

Другим способом уменьшения выделений свободного формальдегида является частичная замена синтетических клеев нетоксичными веществами, обладающими хорошей адгезией к древесине, например, добавлять экстракт из коры дуба в карбамидоформальдегидные  клеи  для снижения их токсичности без уменьшения прочности склеивания [4].

Способствует уменьшению выделений формальдегида в производстве древесностружечных плит применение метил глюкозид и лигносульфонатов. В работе предлагается уменьшить  выделения токсичных веществ путем снижения температуры склеивания и замены в фенолоформальдегидных клеях фенола на карданол – мономер растительного происхождения. При склеивании шпона при температуре ниже 100°С не возникает избыточного парогазового давления, способствующего интенсивному выделению формальдегида из пакета.  А применение в качестве отвердителя группы веществ (резорцин, параформ, комбинированный отвердитель) обеспечивает сокращение продолжительности отверждения[3].

Повышение экологической безопасности  клееных строительных материалов также тесно связано  с ужесточением  контроля  за содержанием токсичных веществ. В настоящее время на деревообрабатывающих предприятиях производится периодический выборочный контроль содержания  свободного формальдегида в древесных материалах. Но содержание в древесном материале токсичных веществ не является постоянным т.к. в процессе производства состав компонентов может изменяться. Поэтому необходимо совершенствовать способы  контроля содержания токсичных веществ в строительных материалах, изготовленных с применением клеевых материалов.   

Существующие методы определения содержания токсичных веществ можно разделить на две группы: лабораторные методы и камерные методы. Лабораторные методы имеют определенные недостатки. Чистота используемого для экстракции толуола может оказать существенное влияние на результаты исследования. При экстракции древесных материалов кипящим толуолом из древесного материала  в раствор переходит не только формальдегид, но и другие вещества способные реагировать с йодом, что ведет к завышению численных значений результатов исследований.

Лишен этих недостатков  камерный метод, основанный  на определении количества формаль­дегида непосредственно из исследуемых образцов за определенный промежуток времени. Испытание крупноразмерных образцов производится в специальных испы­тательных камерах, где создаются определенные климати­ческие условия, а образцы выдерживаются в газовом пространстве постоянного объема. После определен­ного промежутка времени в замкнутом объеме устанавливается кон­центрация формальдегида.  Таким образом, для определения содержания свободного формальдегида  лабораторным или  камерным методами  требуются длительное время и  применение специального лабораторного оборудования, которое имеется не на всех предприятиях. 

Более простым в техническом отношении является газоаналитический метод определения содержания свободного формальдегида. Данный метод основан на идентификации веществ, выделяющихся при нагреве образца до 1000С в течение 5 мин. Газоаналитический метод был использован при определении содержания свободного формальдегида в новом композиционном строительном материале – клееном арболите. При получении клееного арболита применялась низкотоксичная карбамидоформальдегидная смола КФ 120-65 с содержанием свободного формальдегида  до 0,13%. Для обоснования возможности использования этого арболита в жилищном строительстве проведено исследование содержания в нем токсичных веществ. Для этого применялся хромато-масс-спектрометрический метод с использованием газового хроматографа модели «6850 Network GC System» с высокоэффективной капиллярной колонкой НР-5MS (30 м × 0,25 мм)  и  квадрупольным масс-селективным детектором «5975C VL MSD» фирмы «Agilent Technologies» (США), с ионизацией электронным ударом (70эВ). Хроматограмма паровоздушной смеси древесных частиц с клеем проводилась после нагревания до 100°С в течение пяти минут. Результаты исследования представлены на рисунках 1 и 2. Хроматограмма паровоздушной смеси клееного арболита после его изготовления показала наличие микропримеси формальдегида (рисунок 1).

 

Рисунок 1 - Хроматограмма паровоздушной смеси клееного арболита после его изготовления

Рисунок 2 - Хроматограмма паровоздушной смеси клееного арболита после выдержки в течение 12 дней

 

После выдержки клееного арболита в течение 12 дней в составе паровоздушной смеси отсутствуют ранее обнаруженные микропримеси формальдегида (рисунок 2).

Таким образом, на основе поведенных исследований  можно сделать следующие выводы:

1. Производство недорогой, экологически безопасной продукции из возобновляемых источников сырья позволит увеличить объем выпускаемой продукции, улучшить финансовые показатели предприятия и тем самым повысить эффективность деятельности организации.

2. Для снижения токсичности клееных древесных материалов, изготовленных с применением синтетических связующих и обеспечения безопасных и комфортных условий проживания необходимо:

- применять природные клеи, полимерные тонкодисперсные порошки, поглощающих формальдегид в процессе склеивания;

- использовать новые связующие с низким классом эмиссии формальдегида;

 - производить частичную замену синтетических связующих на связующие растительного происхождения;

- применять для контроля содержания свободного формальдегида более простой в техническом отношении газоаналитический метод, не требующий длительного времени и  специального лабораторного оборудования.   

3. Для обеспечения возможности получения арболита из древесины мягких лиственных пород необходимо использовать в качестве вяжущего карбамидоформальдегидный клей.

4. После выдержки в течение 12 дней клееный арболит можно использовать в жилищном строительстве, т.к. в составе паровоздушной смеси отсутствуют микропримеси формальдегида.

 

Список использованных источников

1. Лесовик, В.С. Геоника (геомиметика). Примеры реализации в строительном материаловедении [Текст]/ В.С. Лесовик.- Белгород: Изд-во БГТУ, 2014. – 196 c.

2. Варанкина, Г.С. Формирование низкотоксичных композиционных материалов с использованием «пектола»// Современные проблемы переработки древесины. Международная научно-практическая конференция [Текст]/ Г.С. Варанкина, Б.В. Ермолаев, Гусаков Д.С. - СПб.: СПбГЛТУ, 2014.- 37 с.

3. Залипаев, А.А. Технология низкотемпературного склеивания хвойного шпона [Текст]/ А.А. Залипаев.- СПб, 2004.- 136 c.

4. Лавлинская, О.В. Разработка клеевых композиций для производства фанеры пониженной токсичности [Текст]/ О.В. Лавинская.- Воронеж, 2004.-16 с.

5. Трошин, Д.П. Новые связующие для производства фанеры с низким классом эмиссии формальдегида. Использование смол и клеев [Текст]/ Д.П. Трошин. – СПб, 2008.- 78с.