УДК 674.8

ДРЕВЕСНЫЕ КОМПОЗИТЫ ИЗ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ

 

WOOD COMPOSITES FROM WOOD WASTE

 

Лукаш А.А., Шелепень М.

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

 

Рассматриваются вопросы использования древесных композитов, созданных из древесных отходов.

Examines the use of wood composites, created from wood waste.

 

Ключевые слова: древесина, отходы, переработка, композиты

Key words: wood, waste, recycling, composites

 

Cтратегия развития лесного комплекса Российской Федерации на период до 2020 года нацеливает на развитие мощностей по глубокой механической, химической и энергетической переработке древесины [2].

Получение экологически безопасных  строительных материалов на основе ресурсосберегающих технологий по переработке древесных отходов обеспечит: улучшение  условий проживания; развитие мощностей по глубокой механической, химической и энергетической переработке древесины; снижение себестоимости строительных материалов;  улучшение экологии за счет снижения земельных площадей под  техногенные отходы;  снижение  издержек на производство продукции и на утилизацию древесных отходов.

При выборе строительного материала для строительства жилого дома, в котором будет жить человек, необходимо заранее прогнозировать какое воздействие на организм человека может оказать, тот или иной строительный материал, чтобы обеспечить благоприятные  условия проживания [3].

Применяемые в жилищном строительстве материалы должны быть экологически безопасными, обеспечивать комфортные условия проживания и иметь низкую стоимость. В наибольшей степени этим требованиям  отвечают  композиционные материалы и изделия из древесины. мелкие древесные отходы являются заполнителем. Вещество, формирующее связи является вяжущим. Экологически чистым вяжущим является гипс.

Сделанные из него изделия  (гипсоопилочные блоки, гипсоволокнистые и гипсостружечные плиты) не обладают значительной прочностью.

Гипс не содержит вредных веществ и является негорючим материалом, поэтому перегородки из гипсовых плит отвечают требованиям экологической и противопожарной безопасности. Древесина обладает низкой теплопроводностью. Композиционные материалы из древесных отходов с гипсом будет   трудносгораемым экологически чистым материалом с низкой теплопроводностью. Свойства этих материалов во многом определяются связь древесных частиц с гипсом.

Гипсостружечные плиты  (ГСП)  используются для отделки различных помещений: спален, гостиных, кабинетов, детских комнат.

Плотность гипсостружечных плит составляет порядка 1250 кг/м³, прочность при изгибе – 7-8 МПа, отпускная влажность - 2±0.5% к массе сухого вещества. Теплопроводность ГСП колеблется в пределах 0.209-0.247 Вт/м°С. При погружении в воду гипсостружечная плита за 2 часа разбухает не более чем на 2% от собственного объема. Производство гипсостружечных плит осуществляется полусухим методом: смешанную влажную массу древесных стружек и гипсового вяжущего располагают на стальных листах, после чего прессуют и высушивают. ГСП состоит из гипса (83%), древесной стружки (15%), воды (2%).

Наиболее целесообразно использовать древесные отходы для производства пазогребневых плит. Пазогребневые плиты - это гипсовые плиты с пазами и гребнями по периметру, для надежного соединения между собой. Размеры, как правило, стандартные: 667/500мм., соответственно длина/высота, а ширина может быть 80 или 100 мм.  Эти плиты должны отвечать требованиям ГОСТ 6428-83 Плиты гипсовые для перегородок. Технические условия.

Эти  строительные изделия изготавливаются на основе гипсовых вяжущих материалов, преимущественно строительного гипса.  Достоинствами плит являются: пожаробезопасность; простота установки; невысокая стоимость; отсутствие необходимости дополнительного оштукатуривания выстроенной с их помощью поверхности. К недостаткам следует отнести малую водостойкостью и  сравнительно низкую прочность. Поэтому плиты в основном применяются в ненесущих или мало- нагруженных конструкциях, защищенных при эксплуатации от увлажнения.

Использование древесных отходов при производстве пазогребневых гипсовых плит (ПГП) будет способствовать снижению себестоимости  и повышения теплоизоляционных свойств. Однако введение в состав ПГП мелких древесных частиц  будет способствовать снижению прочности, что потребует добавок, повышающих прочность. Поэтому целью исследований является разработка состава и установление технических характеристик  гипсодревесного композита.

Применение древесного заполнителя при производстве пазогребневых гипсодревесных плит приведет к некоторому снижению прочности при сжатии. Поэтому необходимо ввести упрочняющую добавку. Самой дешевой добавкой  является карбамидоформальдегидный клей. Этот клей хорошо совмещается с гипсом. поэтому для установления влияния упрочняющей добавки на прочности гипсодревесных плит проведено исследование. Постоянные факторы проведения эксперимента: расход хвойного древесного заполнителя – 220 кг/м3; марка гипса – Г-4;  расход гипса – 500 кг/м3; марка клея КФ120-65. Переменный фактор - расход клея,   кг/м3: 0; 60; 120; 180.

Результаты исследований проиллюстрированы на рисунках 1-3.

Рисунок 1– Зависимость прочности при сжатии от расхода клея

 

Как видно из рисунка 1 прочность с увеличением количества клея увеличивается. Учитывая, что для теплоизоляционных композиционных материалов прочность должна быть не менее 1 МПа, определяем расход клея - 100 кг/м3

Рисунок 2– Зависимость плотности от расхода клея

 

Как видно из рисунка 2 с увеличением расхода клея плотность увеличивается. Зависимость коэффициента теплопроводности от расхода клея определена с учетом [4] .

Рисунок 3– Зависимость коэффициента теплопроводности от расхода клея

 

Как видно из рисунка 3.3 коэффициент теплопроводности увеличивается с возрастанием расхода клея.

Заключение

 

В результате проведенных исследований установлено следующее.

1. Изготовление экологически безопасных древесных композитов для малоэтажного домостроения из древесных отходов  экономически целесообразно  –  повышается полезный выход продукции, снижаются издержки на утилизацию отходов, что снижает себестоимость продукции.

2.  Состав для получения гипсодревесных плит для перегородок: расход хвойного древесного заполнителя – 220 кг/м3; марка гипса – Г-4;  расход гипса – 500 кг/м3; марка клея КФ120-65. расход клея - 100   кг/м3 .

3. Основные технические характеристики гипсодревесных плит для перегородок:  плотность – 680 кг/м3; коэффициент∙теплопроводности – 0,135 ВТ/(м∙К).

 

Список использованных источников

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

2. Стратегия развития лесного комплекса Российской Федерации на период до 2020 года, утверждена Приказом Минпромторга России и Минсельхоза России от 31 октября 2008 г. № 248/482. [Электронный ресурс]: oфициальный сайт Минпромторга России. Режим доступа:  http://www.minpromtorg.gov.ru/.- 09.08.2012. Загл. с экрана.

3. Лукаш, А.А. Повышение экологической безопасности композиционных строительных материалов из древесины /А.А. Лукаш, Н.П. Лукутцова //Вестник БГТУ   им. В.Г.Шухова, 2016.  №8. С. 37-41.

4. Дом из арболитовых блоков недостатки, достоинства характеристики https://www.allremont59.ru/building-haus/steny/stenyi-i-peregorodki/arbolitovyie-bloki-proizvodstvo-harakteristiki-materiala.html.