автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.05, диссертация на тему:Цементностружечные плиты на основе древесины лиственных пород

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ

-МОСКОВСКИЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи ГОЛЬЦЕВА Людмила Вячеславовна

УДК 674.816.2

ЦЕМЕНТНОСТРУЖЕЧНЫЕ ПЛИТЫ НА ОСНОВЕ ДРЕВЕСИНЫ ЛИСТВЕННЫХ ПОРОД

05.21.05 — «Технология и оборудование деревообрабатывающих производств; древесиноведение»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Г

М • с к в а — 199!

Работа выполнена в Московском лесотехническом институте, Всесоюзном научно-производственном объединении «Союзнаучстандартдом», Научно-исследовательском институте бетона и железобетона Госстроя СССР, Центральном научно-исследовательском институте строительных конструкций им. Кучеренко и Всесоюзном научно-исследовательском институте строительных материалов.

Научный руководитель — доктор технических наук,

профессор Щербаков А. С.

Официальные оппоненты — доктор технических наук,

профессор Баженов В. А., кандидат технических наук Савин В. И.

Ведущая организация — Сибирский зональный научно-

исследовательский институт экспериментального проектирования.

Автореферат разослан « С^-» . . 199/ г.

Защита состоится » .'. ^. . . 199/ г.

в . . . час. на заседании специализированного совета Д.053.31.01 при Московском лесотехническом институте.

Отзывы по автореферату В ДВУХ ЭКЗЕМПЛЯРАХ С ЗАВЕРЕННЫМИ ПОДПИСЯМИ просим направлять по адресу: 141001, Мытищи-1, Московская область, Московский лесотехнический институт. Ученому секретарю.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, доцент СЕМЕНОВ Ю. П.

Объем 1 п. л. Зак. 476 Тир. 100

Подп. к печати 22.06.91 г.

Типография Московского лесотехнического института

ОЩАЯ ХАРАКТШСГ.ЖА РАБОТЫ • ■ '

Актуальность теш. В последние .годи в нашей .стране интенсивно строятся предприятия по выпуску древосно-цементных строительных материалов. К неходкому сырью этих материалов, вяяущим и органическим заполнителям, предъявляется вы- • с о кие требования, обусловленные слогкностью йазгасо-хзвягчес-ких процессов, происходящих в древесно-цементных композициях. В условиях производства сложность выполнения этих требований усугубляется возрастающим дефицитом хвойной древесины, портландцемента и химических добавок.

Основным резервом расширения производства древссно-це-ментных материалов (ДЦМ) является использовшшо в качество заполнителя невыдержанной, неокоренлой древесины лиственных пород, замена ласти цемента к химических добавок отходами производства. Поэтому проведение теоретических и экспериментальных исследований в данном направлении является актуальной задачей, решение 'которой позволит расширить сырьевую базу этих материалов, упростить технологию и оздоровить экологическую среду.

В процессе организации массового выпуска-строительных материалов по меное энергоемким технологиям с применением . новых местных источников сырья необходимо решить ряд научных и технических вопросов по опредслеттю'азтзико-механических свойств материалов и повышения их качества и эффективности.

Цель работы' - разработать древесно-цементнно материалы на основе невыдержанной и низкосортной древесины лиственных пород, сократить расход цемента, дефицитных химических добавок.

В соответствии с целью работы сформированы следующие задачи исследований:

- провести экспрркг.енталько-теоретическое исследование взаимодействия органического заполнителя и вяжущего в ДЕЗ."- с помощью современных методов дталко-химичсского анализа;

- разработать и оптимизировать составы ДЦП на основе ИХКВ с помощью методов математического моделирования;

- определить влияние основных технологических парамзт-

ров на ¿[мзяхо-ыеханические свойства ДЦМ;

• - исследовать §изико-кехакические свойства ЦСП; :. - исследовать свойства защитно-декоративных покрытий дчя ЦСП на основе ИХКВ;

- исследовать огнестойкость ЦСП на основе ИХКВ;

. исследовать коррозионную стойкость стали в древесно-цементных композициях на основе ИХКВ;

- изучать возшхность использования отходов промышленности и сельского хозяйства при производстве Ей с целью расширения сырьевой базы строительных материалов и экологической очистки окружающей среда;

- апробировать и внедрить результаты исследований в производственных условиях;

- определить технико-охоно.чические показатели внедрения ИХКВ и отходов промышленности при производстве строительных материалов на основе древесшш лиственных пород.

Решение этих задач выполнялось в соответствии с заданиями целевых комплексных научно-технических программ ЦПНТО Сгройиядустрик, координационного Совета Госстроя СССР и планами КИОКР М.ТГЛ с 1980 по 1991 год. Автор диссертации являлась ведущим исполнителем этих заданий..

Научная новизна заключается в следующем:

- впервые исследовано взаимодействие органического за-•полнителя и извсстково-хлоркальцпевого вянущего, идентифицированы новс 1разовения оксихлорлда кальция, связяваккцю экстрактивные вещества древесины и упрочняюще структуру ДЩ.1;

- теоретически и экспериментально аодтверкдена возмоя-1!ость использования в композиционных материалах на основе известково-хлоркальциевого вяжущего (ИХКВ) и органических заполнителей с высоким содержанием экстрактивных веществ, в

'том числе из древесины лиственных пород;

- на основании разработанных математических моделей предложен метод графического определения зоны оптимальных

• физико-механических свс"ств ЦСП и метод построения номограмм для подбора составов ЦСП и арболита; -

- исследована коррозионная стойкость стали в композициях на "основе ИХКВ;

- изучена возможность использования отходов промнийск-кости и сельского хозяйства при производстве древсено-цементных материалов при одновременном ренегат проблеш охраны окружающей среды;

- результаты работы защищены пятью авторская свидетельств еш.

Практическое значетто работы состоят в то», что на основании теоретических и экспзррлгантачышх исследований раз работа 1ш и оптимизировав составы дрсвсско-мииералькых материалов на основе невцдсрг^шной, неокоренной древесины лиственных пород и известкош-хлоркаяытиевого вяжущего в том число для ЦСП, арбол!!та и (Тнбролита. Рекомендованы получешшо с помощью математических моделей, параметры режимов термообработки ЦСП на основе ИХКВ и свезесрубленной древесины, позволяющие сократить длительность обработки на 2,5 - 3,5 часа и снизить температуру в камере на 20-30 °С по сравнению с принятыми на производстве. • .

Найдена возможность расширения сырьевой базы дровесно-минеральнкх материачов при одновременной очистке окруаекпузП среди. Оптиматьно подобранны!'. состав ДЦМ позволяет элективно заменить традиционные химические добавки и часть портландцемента отходами производств к снизить расход цемента для ЦСП на'200-300 кг/м3, для арболита па 80-120 кг/м3.

Рпализаштя результатов исследований. Апробирование и промышленное внедрение осуществлены на опытно-зксперимокталь-' гшх заводах ЦСП в Костроме и Стерлитамако, в арбатитовых цехах Игрннского ЛИХ, Домодедовского завода строительных материалов и конструкций, Вллюйской 1ЯЕЛК "Якутагропромстроя", на . Загорском экспериментальном заводе £иброцемент!ШХ плит, заводе Голландской ¡[ирми " Ъатг.*" в Раатьте.

Годовой экономический эффект составляет по Костромскому ОЭЗ ЦСП 477 тыс.руб., по Стерлитемакскому ОЭЗ ЦСП 355 тыс,руб. по Игр'.шскому ДПХ 12.700 рублей. •

Результаты исследований вошли в ГОСТ 26016-86 "Плиты це-ментноструяечиыо. Т<штческие условия".

За участие в разработке и внедрении технологии производства ЦСП на основе-древесины лиственных пород и экономически

эффективного вяжущего, обеспечивающей экологическую очистку окружающей среда автор награждена золотой медалью БДНХ СССР.

Апробация работы. Основные материалы исследований были долозени и обсуждены на каучно-технических конференциях ШЛИ, проходимых в 1982-19Э0 гг., на секции "Конструкции из древесины" ЦП НТО Стройиндустрии и секции "Древесные конструк-шш" координационного Совета Госстроя СССР по вопросам рационального производства и применения конструкций из це-ментно-стружечлых плит (г.Москва, IS86 г.), на научно-практической конференции по проблемам использования отходов лесных комплексом (г.Укгород, IS89 г.), на совещании молодых учёных и специалистов (г-.Со&ия, 1989 г.).

По результата'/, исследований опубликовано 20 печатных работ, получено 2 авторских свидетельства на изобретения J; 1428825, ' й I57I023 и 3 положительных решения ВНИИП1Э о выдаче авторских свидетельств по заявкам на изобретения & 4453907, & 4442550, li 4333715.

Структура и об'ье.м работы. Диссертация состоит из вве-. дения, семи глав, заключения^ списка литературы из 168 наименований и 23 приложений, содержит 158 страниц машинописного токста, 64 рисунка и 51 таблицу".

СОДЕЕШШЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность теш диссертации, излагается цель исследований к основные научные полоке-юаг, которые выносятся на защиту.

В первом разделе дан обзор состояния изучаемой проблемы, представлен анализ зарубежного и отечественного опыта производства древесно-це.ментных материалов, приведена общая характеристика £изико-мехаккческих свойств ДСП и технологических факторов, влияюо;их на качество ДСП и других древесно-цементных материалов. Отмечено, что для ДСП па основе листвен-пород и КХКВ в этом направлении проведены отдельные работы в МЛ1И, ЦНИИСКо им.В.А.Кучеренко, Б!Ш0 "Союзнаучстандартдом] рднако системные глубокие исследования вплоть до настоящего времени отсутствуют.

На основе анализа литературных источников о физико-химических процессах в древесио-цементних композициях установлена противоречивость и многообразие гипотоз и теоретических представлений о них.

На основе базы теоретических п экспериментальных предпосылок исследователей, работавши: со специалышш вида».« вяжущих - белнтотяамового, белитоалпминатного цементов, маг-незнатгъчого вяяудего и т.п. выбрано направление для болеэ глубоких проработок, предложенных ЕИКДроз, по использовании хлоркалышевого воздушного вяжущего при производстве арболита и ЦСП.

Представленные из литературных источников данные о коррозионной активности арболита послужили базой сравнения и основой для разработки методах определения коррозионной активности ЦСП на основе древесшш листвентос пород и ИХКВ,

Анализ состояния проблем! определил направление научного поиска, цель и задачи исследований» изложенные в общей характеристике работы'.

Второй раздел посвящен исследованию взаимодействия органического заполнителя и вянущего в дреЕесночлшеральных композициях. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена гипотеза о наличии ионно-обменной решает при вза-кмЬдсЕствш! составляющих !ШВ с компонентами древесины путем ■ "сгавания" углеводов попами кальция.

Установлено, что водозкетрактивные вещества древесины осины, содоряэдяо различные сахара, вступают в реакцию образования сахзратов кальция.

Путем изучения влияния водоэкстракт:тных веществ древе-синн (ЭВД) на характеристики процесса гидратации скорость твердения и прочность ПХКВ определено, что для 1ШШ это влия-ппо менее существенно, чем для цемента. Методом электронной, кик роскоши; подтвер^деи» гипотеза об образовании в системе "1ШШ - древесина" оксихлорида кальция и н&пичяе механической связи ПХКЗЗ и древесины.

В результате рентгенографических исследований идентифицированы составы композиционных материалов в зависимости от состояния и последовательности подачи компонентов. , '

-Г 8

Результатами исследований подтверждена возможность использования в композиционных материалах заполнителей с высо-нш содержанием ЭВД, в том числе и из лиственной древесины.

В третьем разделе приводится разработка метода подбора оптй/.алыюго состава ЦСП на основе древесины лиственных пород к 1ЕКВ.

. При исследовании использовали метода математического

моделирования. Поскольку все изучаемые зависимости лосят нелинейный характер, модели строили в виде полиномов не ниже 2-й степени

Сначала с помощью уни£ор.1-ротатабельного плана 2-го порядка на 5 уровнях варькровали 3 (фактора: Xj - содержание в смеси цемента; Xg - время перемешивания cr.ecu; Х3 - время

ввдерхлзачия смеси до прессования. Сумма компонентов ИХКВ -770 кгД".3, содержание Сахаров -

Ллатаз регрессионного уравнежтя

^ 9//г > ¿¿Ъ * М//^/

+ * /г ?гХг *з ^зX;

выявил оптимальные значения исследуемых параметров Хд-=550 г;

= 3,7 1мк; Х3 = 13,8 мин.

Для исследования влияния состава вякуцзго на выходные характеристики ЦСП предварительно определяли влияние ЭВД на 11ХКВ, Эксперименты реализовали в соответствии с планом 2-го порядка Бд, варьировали 3 фактора:

- расход извести (20-165-2•Ю) г;

- содержание ЭВД (0-0,5-1) г;

Хд - расход хлорида кальция (30-55-80) г.

3 результате обработки экспериментальных данных была получена математическая модель, адекватно аппроксимирующая результаты експериментов и описывающая воздействие ЭЗД на прочность ИХКВ при различном соотношении компонентов

Поскольку прочность при сжатии затвердевшего вяжущего ■ недостаточно полно характеризует поведение композиционного материала, на последующем этапе в качестве- выходных характеристик моделей приняты следующие показатели ЦСП:

У'х - плотность ЦСП (1100-1400 кг/м3);

Ур - прочность яря изгибе (не менее 12 Ша);

Уд - еодопоглоцснпо за 24 часа (не более 2%);

У^ - разбухание за 24 часа (не более 16$).

Варьировали факторы:

Xj - расход извести в вяяущеи (90-й40 кг/м3);

Xg - расход хлорида кальция в вяжущем (30-80 кг/м3);

Х3 - содержание ЭВД в струг^ке осины (0,31-0,5?/*);

Х^ - влажность древесины (5-=-100^).

Прп обработке результатов использовали программу шагового регрессионного анализа, основанного на методе последовательного включения в г.юдоль наиболее информативных членов в модели в порядке убывания их значимости. Процедура, включения заканчивалась, еели любой из но воиедших в модель её членов описывал нэ более 0,3 /3 общей вариация выходной характерлсти-ки.

На основании найденных математических модолей построены графики изменения выходных характеристик от варьируемых переменных в виде изолиний на двухмерных сечениях Xj - Х^ четырехмерной области исследования при йикспровании двух пеоенешшх Хд'и Х4 рпс.1. .

Ка этих графиках штриховкой отмочены области недопустимых, с точки зрения соответствия ГОСТ 268I6-8G, значений выходных характеристик. Совмещешюм на одной общей диаграмме полученных граоикоз находятся области оптимальных составов Ц0Ц в зависимости от количества ЗВД и врличшш исходной вла~ности.

На следую;^:.! этапе был разработан ускоренный метод подбора оптимального состава ДЦМ для производства ЦСП и арболита на основе лиственной древесины и ИХКВ.

В результате обработки экспериментальных данных на ЭШ БЭШ-6 1СШЦ МГУ получены математические модели, представляющие зависимости прочности материала от состава вяжущего при различных концентрациях Сахаров в заполнителе и адекватно опи-

сывакщие экспериментальные данные. Графическая интерпретация моделей представлена для ЦСП на рпс.2 и арболита на рпс.З.

Полученные модели позволяют построить номограмми для подбора составов композиционных смесей для ЦСП рис.4 и арболита рис.5 с учетом содержания Сахаров в заполнителе при минимальном содержании хлорида кальция в вяцущем. На номограммах выделены линии, которые являются геометрическим местом точек составов, обеспечивающих получение требуемых прочностей А.. Расчет компонентов этих составов осуществляется по мо-

Вэд этой модели был получен из банка содержащего -70 рарпан-тов моделей на основании данных номограммы арболита,

В результате теоретических исследований разработан способ корректирования состава древесно-минеральной смеси с использованием ИХКВ, защищенный авторским свидетельством.

Экспериментально определено, что прочность ДЩ/. зависит не только от абсолгатшзе значений сахароз в древес.ше, но й от условий её хранения, влияющих на состояние углеводов и их состав. .

При исследовании влиния параметров термообработки на свойства ЦСП из древесины лиственных пород изучен процесс ра-• зогрсва сырьевой смеси на основе ИХКВ, построены математические модели установлены оптимальные рехчмц термообработки. На-рис.6 представлена графическая; интерпретация полученных моделей в виде проекции линии равных значений (б^р - прочность ЦСП на изгиб и л Й/'- водспоглощение) на двумерную штос-кость - У,2* Из рис.6 видно, что предел прочности при изгибе ЦСП имеет область максимального значения при температуре обработки 50...60 °С, времени обработки 4,5...5,5 ч. Область минимального значения водопоглощокия получена при температуре 45...55 °С и длительности обработки 4...5,5 ч.

Практически в заводских условиях, подтверждена возможность использования смеси низкосортной древесины лиственных пород (осина 60%, берёза 30$, липа, тополь 5%) для получения ЦСП-2При этом в экспериментальных работах изучено влияние

дели

где

X* 4 (fhêecM/j) PAO ------------

и

m

(ß/iotnuocmt, )

SO SS 80X2 (CaCe¿>)

M.

(Аромост

)

50 ss ео хг

105 Í 90

50 SS SO X2

Ï5 jG5

(Bobottos-лощение) У90

}'î\ H'O

m

90

■Win — ич,.

с.

30 ,5$ 80X2 X5*0t3{

M

(Paiàijxai't-te)

50 €о X2

РпсД. Определенно области оитигачышх составов вягдаёгб.

о

<11 т

П

К §

К

о

•5°

ЛГ 30 45 СО 75

Расход хлорида кальция, кг/м3

Ркс.2. Влияние соотношения компонентов вякуцого на прочность ЦСП при содержании Сахаров 0,71 % • '

-- - изолинии прочности, Ша

времени выдержки плит в естественных условиях до прохождения каморы акклиматизации на физико-механические свойства .полученного материала.установлено, что штаты, дрошсдаете кощгицнонпро-вание после расформовга каркаса без предварительной выдержки, по прочностным свойствам превосходят ЦСП-2. Данный ротам позволяет сокрь.лть транслорт!ше трудозатраты. сроки еыдсд;скй до реализации продукции и высвободить складские площади. Экспериментально проверена возможность использования неокоренной древесины в производстве ЦСП на основе дровоепш лпегсшнтшх пород и ИХКВ. Показатели водопогло'.цоагл п разбухак;и за ?Л ч (?,) с увеличением количества коры в заполнителе до 20% су^осгвепно не изменяются, Содержание в заполнителе коры до В* позволяет получить ЦСП-г на основе МКВ, соответствующих ГОСТ 25810-86.

В четвертом разделе приведены результаты исследований физико-механичоскнх свойств ЦСП. Исследования проводили в соответствии с ГОСТ 26816-86 и рекомендациями ЩШСК им.Кучеренко^ Результаты исследований приведет в таблице I.

20 .30 НО 50.0 ю }о 20 40. 50 о Расход хлорида кальция, кг/м3

20 30 чо 50

Рнс.З. Злзошие соотношения когаонеятсв вянущего на прочность арболита при содержании Сахаров ' а - 0,162; б - 0,322; в - 0,71£

--изолиния прочности, Ша

Г4 . —

■Й.

к

0

ф, й со N

1

О

сз Рч

т

Расход СсС^,, кг/ц •

Рис.4. Номограмма подбора состава вяжущего для ДСП в заьлсш,:остп от содеркания Сахаров

— - — - гранила максимально возкожоЛ прочности;

• —:--прочность ДСП на '.гогдб при ишваальяом

% , ' .расходе хлорада кальция.

. • покозюшк своДояв пмзлг шиты большого возраст?.,

что с&чззло с продолжением тзердсния цементного камня. При азучовкп влдянкя рлаиюстп па кездиачоокнс свсйстза ЦСЯ выявлено, "что .ыоаболее интенсивно водоиоглощепие шит, как и дро-весдаы, происходит в первые сутки увлажнения, а долее оно постепенно стабилизируется.

Дря длительном (до 30 суток) • выдергавши образцов в воде водопоглощение ЦОД ко превшаает 30...35^. После выдерзмва-яул- в воде в течение ?Л ч разбухание ДСП по толпише не преаы-

ь о а> (Ч со

«

о X

о

&

Рн

67

Расход СаСЬ>, кг/м;

з

Рлс.5,. Иомограша подбора состава вязкого в ■ зависимости от содержания Сахаров:

-----граница максимально возможной прочности;

-- прочность арболита при скатли при минимальном расходе хлористого кальция;

--содорнапзе сахароз в стружке.

н о ю с; о о,« ■о & о о

а

ф м

а о. а

Температура, С

Рис.6. Зависимость показателей прочности (а) и

лодопоглощешм (б) ЦСП от режимов . - термообработки

Таблица I

Сравнительные дашше по испытания;.! серийных и опытно-прошшлошшх партий ЦСП на основе извпстково-хлоркаль-цневого вянущего и древесины осига!

Наименование показателя

¡Един !изм.

I

i

, '.Нормативное! Результаты киттагшй ¡значение по! т „ ! 9 „ Г7Г~Г7ГТГ

tTYV"? OP.RTA I -1-Я I iL.ej3H;лая

I партия; партах | ЦСП

Толпртна ш 16±0,8 13,7- 18.1- 15,7-

17,7 19,7 16,6

Плотность ■ кг/ы3 1100-1400 1180 1272 1288

Влшкность % 10±2 6 - -

Водопоглощепне 16 16,7

за 24 ч, не более % ■ 14 18

Разбухание за 2 1,6 0,6

24 ч, ке. более % I.I

Прочность при -

изгибе^пласти Ша 9,0 10,6 11,2 14,2

7 суток в воде - - 5,8 8,8

Модуль упругости •'■■. при изгибе], пласти Ша 3000 3050 5210 6К0

7 суток, в воде 3360 3540

Прочность при 0,4 0,91 1,15

расгженшшшюти Ша —

Прочность при 5,8 • 6,2 •

раст;с.'хнии||пластн Ша - —

7 суток в воде - . 3.1 2,8

Снижение прочности

при изгибе после .

тклпературио-

влааноотннх

воздействий 4,5 20,4

20 циклов % — -

шает 2%, что в 10 раз меньше того же показателя для ДСП, а при длительном (до 30 суток) увлажнении соответственно увеличивается всего на Зр. Б результате выдеркпвакия в воде при 2Qi2 °С в точение 24'ч, происходит резкое снижение прочности ДСП, которое не зависит от видов напряженного состояния.

Оценка прочности ДСП по методу ускоренного старения при циклических температурно-влпаяоетцнх воздействиях па плиты показала, что после 20 циклов снижение прочности не превышает 30$, а разбухание по толщине - 5%. Метод ускоренного ста-рсния имитирует клшлатическио воздейств:ш, что позволяет косвенно судить о повышенной по сравнению с другими древесными плитами атмосферостойсости ЦСП.

Приводятся результаты исследований отделки ЦСП. Исследования- показали, что в поведении и состоянии анализируемых затдитно-декоратнвннх покрытий на поверхности плит с ИХКВ и плит традиционной рецептуры существенных отличий не обнару-кено, что позволяет использовать для заняты ЦСП с ИХКВ от воздействия эксплуатационных (Такторов составы, рекомендуемые для ЦСП традиционной рецептуры. Проведенная оценка покрытий по защитным (растреск'.нзание, отслаивание, пузыри) и декоративным (изменение цвета, блеска, грязеудер-сание) свойствам после завершения 20 циклов увлажнения - высушивания и ускоренных климатических испытаний в камере " с///эon " показало, что состояние как пентафтаяевого, так и водно,дисперсного покрытия на поверхности плит с 1ШШ и плит традиционной рецептуры мо:::ет быть охарактеризовано как "хорошее".

Исследованы показатели огнестойкости ЦСП: предельный / кислородны"; ипдсг.с, кр- глчсскнй тепловой поток распространения пламени, скорость распространения пламени по поверхности. Отличие в численных значениях показателей огнестойкости ЦСП традиционной рецептуры и ЦСП на основе ИХКВ несущественно. Из результатов испытаний следует, что ЦСП обоих видов относятся к группе трудногорючих материалов.

Иссдодсзелия доказывают возможность применения при производстве НОЯ лиственного древесного сырья, в том числе неоко-регной невыдержанной осины, что позволяет значительно расги-txi'b сырьевую базу плит и улучшить их эффективность.

В пятом разделе приведет результаты эксперимонтально-тэоретичоских исследований коррозионной стойкости стали в древесно-цементных композициях на основе невыдержанной древесины лиственных пород'и ИХКВ.''Из.литературных источников известно, что конструщисшо-теплоизоляционные лепете бетоны обладает потешенными защитными свойствами по отношешш к арматуре. Это объясняется главным образом их высокой проницаемостью, .недостаточной щелочностью жидкой сТазы цементного каккя, а также интенсивным связыванием гадроксида кальция активными компонентами бетона в процессе его твердения и присутствмя в кидкой сыеси хлор- или сульфат-йодов, Наличие в составе смеси ДСП до 55 кг/м3 хлорида кальция позволяет сделать ир'дполо-.ке'птя о сникеотш коррозионной стойкости ста-лл в такого рода материалах.

Исследования этого направления проводились рП-метричес-ш.1, электрохимическим, гравитоиетрлческим методами, а таксе натурными наблюдениями. .

3 процессе этих .исследований установлен характер изменения рН суспензий, приготовлешшх на основе цемента и ИХКВ различных составов .при затворении их водой, водным, экстрактом, щелочным экстраютом и раствором сахарозы,-

Насыщенный раствор гадроксида кальция вследствии своей скльнощелочной реакции оказывает на поверхность стали (арматуры) пассивирующее воздействие, благодаря анодному тор-до;:-:е-ныо коррозионного процесса. Прл этом определено, что композиции на основе ИХКВ в лрисутси^ш древесного заполнители во времени (30 мин, 24 ч, 43 ч) сохраняют значения показателя, рг! примерно постоянным, тогда как' добавление древесных частиц в цементное вянущее,либо цементное хжугдоо с добавлением хлорида кальция сникает показатель рН на 0,3...0,45,

Выявлено, что при различных соотношениях компонентов древесно-г.мнералышх смесей на основе ИХКВ критическое значение рН = 11,8. рН-5>11,3 обеспечивает коррозионную пассивность 1сак технологпческого оборудованная, тале к стальной арматуры в изделиях из ДЦМ.

Ускоренными и длительными электрохимическими испнтапклш установлено, что оцинкованные стержни в древесно-цемснтннх

композициях имеют меньшую стойкость, чем стальные.

Гравитометрпческим и визуальным способами определен затухающий характер нора-кения коррозией стали в древесно-мине-ральннх составах, явлшэирисся оптимальным для ЦСП на основе ПХКВ. Наиболее интенсивная потеря массы сталышх стершей наблюдается в период с 6 до 9 месяцев.

В случае храпения образцов в условиях атмосферных воздействий з течение 18 месяцев наблюдается увеличение площади коррозионных поражений, имеющих характер налёта ржавчины и потемнения поверхности (метизы фирмы Штрайф коррозии практически но подвергались). Причем, поведение метизов в образцах традиционно"! рецептуры и на основе ИХКВ аналогично. Натурными испытаниями подтверждена возможность использования ЦСП па основе !ШВ в строительных конструкциях с податливыми связями для внутреннего и наружного назначения.

С'есто!'' паз,дол посвящен исследованию возможности расЕиро-ния сырьевой базы древесно-миноральных материалов при одновременной экологической очистке окружающей среды. Представлены результаты экспериментально-промышленного освоения сырьевых смесей на основе отходов производств и сельского хозяйства.

Оптимально подобранный состав материалов позволяет с наибольшим оогсктом заменить традвдпошше химические добавки и снизить расход портландцемента при производство арболита на 80...120 кг/и3 и ЦСП на 200...300 кг/м3. Составы сырьевых сносен замшены авторскими свидетельствами.

Использование регллендовашшх отходов позволяет снизить требование к органическим заполнителям композиционных материалов, исключить олорачли окорки и .ругательной выдертаи древесины.

Вовлечение исследованных отходов в производство строи-телвшне материалов позволяет успешно решать проблемы, связанные с недостатком сырья, оздоровить экологическую обстановку в ряде промышленных районов, расширить географию выпуска дре-веоно-шнеральннх композитов.

В седьмом разделе приведены результаты работ по освоению производства древесно-минеральных композиционных материалов на ос::ове древесины лиственных пород и экономически гыгодных вя-

гущих. Приводится оценка и расчет технико-экономической эффективности внедрения результатов исследований на оиытно-эк-сперименташшх заводах ДСП. Годовой экономический эс&ект составляет по Костромскому 033 ДСП 477 тыс.рублей, по Стерлита-макскому ОЭЗ ДСП 355 тыс.рублей.

ЗАШНЕНИЕ

В итоге выполнения работы получены следующие натхболее существенные результаты:

1. С помощью современных методов физико-химического анализа исследовано взаимодействие органического заполнителя и вякущего в древесно-цементкых материалах, Установлено, что в системе !ГлКВ - древесина имеет место механическая связь, улучшающая адгезионную прочность материала. Новообразования оксихлорвда кальция связывают экстрактивные вещества древесины и упрочняют структуру композиционного материала.

2. Теоретически и экспериментально подтверадена возможность использования в композиционных материалах на основе ИХКВ заполнителей с вЦсоким содержанием ЭБД, невыдержанной, неокорошюй древесины лиственных пород. Содержание в заполнителе корн до В% сохршгаст возможность получения ДСП-2.

3. На основании полученных математических моделей предложены метод графического определения аош оптимальных физико-механических свойств ДСП с учетом содержания ЭБД и влажности структуры и метод построения номограмм, позволяющих сократить и упростить процесс подбора состава вянущего для арболита и ДСП с минимальным, содержанием хлорида кальция в вяжущем. Раг работал способ корректирования состава древесио-шнеральной смеси с использованием ИХКВ, защищенный авторским свндетолъст воы. Использование ИХКВ позволяет экономить до 30$ цемента;

4. Экспериментально определено, что прочность ДЦМ зависит не только от абсолютных значений Сахаров в древесине, но и от условий хранения древесины, влияющих на состояние углеводов.

5. Полученные с помощью математических моделей параметры режимов термообработки ДСП на осиово ИХКВ и свежесрубленной древесины осины позволяют сократить даитатаность обработки на

2,5...3,5 часа и снизить температуру в камере на 20...30 °С по сравнению с принятыми на производстве.

6. Установлена возможность изготовления ЦСП на основе ИХКВ из низкосортной древесины смеси лиственных пород.

Такие плиты, прошедшие кондиционировшшо после расфор-мовки каркаса без предварительной выдержи, по прочностным свойствам превосходят ДСП-2.

Данный рехмм позволяет сократить транспортные трудозатраты, сроки выдершси до реализации продукции и высвободить складские площади.

7. Определен коыплокс прочностных, дейормативных и физических свойств ЦСП на основе ПХКЗ и древесины лиственных пород. Исследованы показатели понарной безопасности. Материал соответствует требованиям ГОСТ 26816-36 "Плиты цементно-стру-кечные. Технические условия". Рекомендованы защитно-декоративные покрытия для дашшх плит, аналогичные традиционным.

8. В результате рН-члетрдческого, электрохимического, гравитометрцческого и натурного методов наблюдений выявлено, что древесно-микералъная смесь на основе 1ШСВ в присутствии ЭВД обеспечит коррозионную пассивность оборудования па уровне традиционных смесей. Поражение стали коррозией в древесно-минораяышх композициях на основе ИХКВ тлеют затухающий характер.

Подтверждена возможность использования ЦСП на основе 11ХКЗ в конструкциях с податливыми связями для внутреннего и наружного назначения.

9. Найдена возмо?шость расширения сырьевой базы древес-но-минерашшх материалов при одновременной экологической ' очистке окружающей среда. Оптимально подобранный состав ДЦМ позволяет эо&октивно заменить традиционные химические добавки и часть портландцемента отходами производств, что позволяет снизить расход цемента при производстве арболита на 80...120 кг/м3 и ЦСП на 200...300 кг/м3.

Составы сырьевых смесей защищены авторскими свидетельствами.

Получены плиты на основе ИХКВ и рисовой соломы, по прочностным показателям соответствующие ЦСП-2.

10Апробация и промышленное внедрение результатов иссл« дований проводилось на опытно-экспериментальных заводах ЦСП j Костроме и Стерлитамаке, в арболятовых цехах Игргшского ЛПХ,! Домодедовского завода строительных материалов и конструкций,-Вилгайской Г.ШГ.ТК "Якутагропромстроя", на Загорском экспериментальном заводе фибро-цементных плит, заводе Голландской фирмы " Эй тех " в Раальте,

Разработанные цемснтко-стружечные шшты на основе невыдержанной неокорениой древесины лиственных пород и экономически эффективного вянущего экспонировались в 1990, 1991 годах на ВДНХ СССР и отмечены золотой медалью.

Годовой экономический эффект составляет по Костромскому ОЭЗ ЦСП 477 тыс.рублей, по Стерлитамакскому ОЭЗ ЦСП 355 тыс. рублей, по Игринскому ЛПХ 12700 рублей.

Результаты работы вошли в ГОСТ 26816-86 "Плиты цемеитно-струкочные. Технические условия".

Основные результаты работы представлены в следующих статьях:

1. Бухаркин В.И;, Гольцева Л.В. Об основных свойствах цоыентно-стружечных плит // Иаучн.тр./ Ыоск.лесотехн.ин-т, -1982. -Вып.143. -C.I0Ö-II2.

2. Чепелев Р.Н., Кучерявый В .И., Скупов В.А.,'Гольцева JI.B. Основные требования по охране труда при формировании древесно-цоментных.строительных материалов // Научн.тр./ • Моск.лесотехп.пп-т. -1984. -Вып.159.- -С.143-149.

3. Подчуфаров B.C., Скрлпкин Б.К., Гольцева Л.В. и др.

О мотодико оценки пригодности заполнителя для производства -

арболита // Научн.тр./ Моск.лесотехн.пн-т. -Выя.164.

-С.18-26. ;

4. Разумовский В.Г., Бухаркин В.ТЛ., Каменская H.A., • Гольцева Л.В. Факторы взаимодействия древесины с минеразыш-' ми вяжущими веществами при производстве цементно-струдочных \ шшт //Научн.тр./Моск.лосотехн.кн-т. -1984. -Вып.164. -C.II5-I22. *

5. Гольцева Л.В. Экспресс - метод определения влажности древесной струкки при производство цементно-стружечных плит// Межвузовский сборник "Технология древесных плит и пластиков"/ Свердловск. -1984. -С.139-142.

6. Разумовский В.Г., Бухаркин В.И., Каменская H.A., Гольцсва JT.B. Взаимодействие древесины с вянущими веществами в производстве цементно-струкечннх плит // Научно-технический реферативный сборник. Плиты и фанера/ КШИЭИлеспром. -М. -1985. -Вып.З. -С.13.

7. Гольцева Л.З., Фортенко М.С. Оптимизация состава и технологического рехшла ЦСП на основе известково-хлоркальцие-вого вя:;<уцого//Научн.тр./Моск.лесотехн.шг-т. -1985, -Вып. 171. -C.I58-I6I.

8. Гольцева Л.В. О возмо::шости изготовления ЦСП из све-кесрубленной неокоренной дровееины осшш // Научи.тр./ Моск. лосотехн.ин-т. -1986. -Вып.179. -G.133-137.

9. Гольцева Л.З., Акодус В.Я., Горшов В.В. Огшт изготовления ЦСП из низкосортной древесины и дров // Научн.тр./ Моск.лесотехн.нн-т. -1986.. -Вып. 180, -G.II0-II3.

10. Гольцева Л.В., Акодус В;Я., Фрейдин A.C., Шамарина Л.М. Огшт изготовления цементно-струпечпых плит на основе извёстково-хлоркальцнов'ого вяжущего и невыдержанного, нооко-решгого древесного сырья // Плиты и фанера. Экспресс-инсорма-тщя. Отечественный производственный опыт/ ШЕДМЭИлеспром. -М. -1986. -Вып.12; -С.23-26.

11. Мельникова Л.В., Гольцева Л.В., Вавилов А.Ю. Оптимп-затдш параметров термообработки цоментно-струяечных шшт на основе извсстково-хлоркальцпевого вяжущего //Йаучн.тр./ Моск., лесотехн.пн-т. -IS87. -Вып.192. -С.79-83.

12. ПодчусТсров B.C., Гольцева Л.З., Мельникова Л.В., Васильева II.1I. Исследование влияния коры на снзин.о-механичес:::;е показатели цементно-с'Л ,¿очных плит при применении известкови-хлоркальциового вя?.у,:;ого //Паучл.тр./ шоск.лесотехн.кн-т. -1937. -3i.4i.I93. -С.93-28.

13. Гольцева .7.3., Кучерявый З.П., Липей O.A. Коррозионная стойкость стали в древесно-цементшх композициях /ЛГаучн. тр./ Мсск.лесотехн.ин-т. -1380. -Зып.204. -С.37-12.

14. Гольцева Л.В., Гриб А.Е., Мышелова Г.Н. ЦСП на основе известково-хлоркальциевого вяжущего, зис физико-мехашпес-гле показатели и возможности защиты //Йаучн.тр./ Моск.лесо-техн.ин-т. -1933. -Зып.204. -0.143-149.

_ 24 ■ __ .

' . ''

15.,Гольцева Л.В., Кучерявый В.И., Бутерин B.W. Строи- , тельные материала на основе соломы и пзвестково-хлоркальцие- ' вого вянущего // Научн.тр./ Моск.лесотехн.ин-т. -1988. -Вып. 204. -С.124-129.

16. Гольцева Л.В. Использовать низкосортной древесины ; и отходов в производстве цемеитно-стружечннх плит.//Сборшцс | аннотаций докладов научно-практической конференции по проблемам использования отходов лесных комплексов/ Ужгород. -1989. • -0.8,

17. Щербаков A.C., Подчу$оров B.C., Гольцева Л.В. Расширение сырьевой базы и области применения древссно-минеральных материалов //Научн.тр. / ~J;I., -София. -1989. -С.79-83.

18. Гольцева Л.В,, Чемлёва Т.Л. и др. Оптимизация состава вяжущего при производстве цементно-стружечиых плит // Межвузовский сборник "Технология древесных плит и пластиков" / Свердловск. -1989. -С.127-138.

19. Щербаков A.C., Подчу£аров B.C., Запруднов В.И., Гольцева Л.В., Подчу§ароз C.B. Дровесно-цементгше материалы, с применением отходов //Лн£ормашгошшй сборник. Лесная и деревообрабатывающая промышленность/ В1Е<1ШЭ11леспром. -Î.Î. -I9S0. -Вып. 6. -С.47-48. _ '

20. Килова Т.Н., Гольцова Л.В. Исследование взаимодействия водоэкстрактивннх веществ осины с оиюьп кальция //лаучн. тр./ Моск.лесотехн.ин-т. -1900. -Выи.230. -C.I07-IIT.

21. Щербаков A.C., Гольцева Л.В; и др. A.C. 1428825 СССР, !ЖИ3 Е 04 В 2/26 Трехслойная стеновая панель. (СССР). -I9C8. -Бил. )% 37. •

22. Гольцева Л.В., Чемлёва Т.А., Щербаков A.C., Кучерявый B.1Ï. A.C. 1571023 СССР, С 04 В 18/24. Способ корректирования состава дрспсспо-минеральной смеси (СССР). -1920. -Вш.22,

23. Гольцева Л.З. и др. Сырьевая смесь для изготовления древесно-минератьных материалов. Заявка К 4463Э07 (положительное решение от 22.02.90 г.).

24. Гольцева Л.В. л др. Сырьевая смесь для изготовления ДСП. Заявка Л 4442550 (положительное решение от 26.05.89 г.).

25. Щербаков A.C., Гольцева Л.В. и др. Арболитовая смось Заявка J5 4733715 (положительное решение от 08.06.90 г.).