Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Теоретические предпосылки получения теплоизоляционных штучных изделий на основе древесных опилок и мелких стружек и минерально-полимерных связующих 9
1.1 Характеристики отходов древесины как сырья для производства строительных изделий 9
1.2 Строительные материалы из древесных отходов на минеральных и органических связующих 19
1.2.1 Строительные материалы из древесных отходов на минеральных связующих 20
1.2.2 Строительные материалы из древесных отходов на органических связующих 28
1.3 Анализ проблемы и постановка задач исследования 33
1.4 Объект и предмет исследований 35
Глава 2 Исследование сырьевых материалов для получения теплоизоляционных материалов на основе отходов деревообработки и минерально-полимерного связующего 37
2.1 Методологическая схема проведения исследований 37
2.2 Методики определения свойств сырьевых материалов 37
2.3 Исследоваїше свойств древесных опилок и мелких стружек... 42
2.4 Исследования связующих веществ и корректирующих добавок 43
Выводы по второй главе 47
Глава 3 Разработка технологических способов и параметров производства теплоизоляционных материалов различной структуры на основе древесных отходов 48
3.1 Определение адгезионной прочности древесного заполнителя и связующих 48
3.2 Теплоизоляционный прессованный материал 54
3.3 Гранулированные материалы на основе древесных опилок... 63
3.3.1 Получение гранулированного материала по одноступенной схеме 64
3.3.2 Получение гранулированного материала по двухступенной схеме 68
3.4 Получение теплоизоляционных материалов с применением гранулированных заполнителей на основе отходов деревообработки 71
3.4.1 Получение теплоизоляционных материалов с применением гранулированных заполнителей, изготовленных по одноступенной схеме 71
3.4.2 Получение теплоизоляционных материалов с применением гранулированных заполнителей, изготовленных по двухступенной схеме 73
Выводы по третьей главе 78
Глава 4 Технологические рекомендации по производству штучных теплоизоляционных изделий различной структуры с использованием отходов деревообработки 81
4.1 Технология производства штучных теплоизоляционных изделий на основе отходов деревообработки на минеральном и минерально-полимерном связующем 81
4.1.1 Технология производства штучных прессованных теплоизоляционных изделий 81
4.1.2 Технология производства штучных теплоизоляционных гранулированных материалов из отходов деревообработки и изделий на их основе 83
4.2 Технико-экономическая оценка получения штучных прессованных теплоизоляционных изделий из отходов деревообработки 87
Основные выводы 89
Список использованных источников 91
Приложения 101
- Характеристики отходов древесины как сырья для производства строительных изделий
- Методики определения свойств сырьевых материалов
- Определение адгезионной прочности древесного заполнителя и связующих
- Технология производства штучных теплоизоляционных гранулированных материалов из отходов деревообработки и изделий на их основе
Введение к работе
Актуальность темы. Потребность в теплоизоляционных материалах возросла в связи с введением новых требований к термическому сопротивлению ограждающих конструкций зданий. Увеличение объемов строительных работ по возведению новых зданий, реконструкции и ремонту существующего жилого фонда гарантирует в ближайшем будущем стабильный и долговременный спрос на теплоизоляционные материалы. В России к 2010г. объем потребления теплоизоляционных материалов в строительстве должен составить 25-30 млн. м3 в год. Проектные мощности выпуска теплоизоляционных материалов в на-стоящее время составляют 17-18 млн. м в год [1].
Производство теплоизоляционных материалов из отходов деревообрабатывающих производств позволит не только увеличить выпуск теплоизоляционных материалов и изделий, но и частично решить еще одну проблему - утилизацию древесных отходов.
Проблема переработки вторичного сырья сейчас приобрела важный характер. В странах СНГ на 1991 г. ежегодно образовывалось около 200 млн. м3 отходов деревообработки древесины [2, 3]. Несмотря на снижение производства деревоперерабатывающих предприятий в настоящее время количество отходов от деревообработки остается большим.
Увеличение объема производства и расширение номенклатуры теплоизоляционных материалов и изделий, утилизация отходов деревоперерабатывающих предприятии является актуальной задачей, решение которой частично можно осуществить путем организации производства теплоизоляционных изделий на основе древесных отходов.
Работа выполнялась по плану НИР НГАСУ на 2004-2005 гг. государственный регистр 01.2.00 409782 «Закономерности формирования наноструктур композиционных материалов».
Научная новизна:
1. В системе древесный заполнитель (опилки, мелкие стружки) -связующее максимальная прочность сцепления (0,3 - 0,7 МПа) связующего с
частицами заполнителя обеспечиваегся в случае использования в качестве связующего клея ПВА или бутадиен-стирольного латекса СКС-65ГП. При использовании в качестве связующего цемента или акрилового клея адгезия к древесному заполнителю мала (прочность при отрыве 0,01 МПа). Несколько выше она при использовании жидкого натриевого стекла (0,03 МПа);
При использовании композиционного связующего, содержащего бута-диен-стирольный латекс и жидкое натриевое стекло, повышенная плотность материала на основе древесных отходов наблюдается при содержании латекса, равном 67 % мае. Прочность при сжатии при 10%-ной линейной деформации образцов составляет 0,4 - 0,45 МПа при содержании латекса 50 - 67 % мае;
Использование композиционного связующего жидкое натриевое стекло - бутадиен-стирольный латекс СКС-65ГП позволяет получать на основе древесных отходов (опилки, мелкие стружки) теплоизоляционный материал. Оптимальный состав материала, % мае: сухие опилки и мелкие стружки фракции <5 мм - 24-26, фракции <2,5 мм -12-13; натриевое жидкое стекло - 31-33; синтетический латекс СКС-65ГП -15 - 16; вода -14 - 15. Оптимальное давление прессования 0,02 МПа, температура твердения - 70С;
При использовании комплексного вяжущего жидкое стекло - латекс на основе отходов деревообработки может быть получен гранулированный теплоизоляционный материал (одноступенная технология). Для повышения водостойкости гранул целесообразно покрывать их поверхность портландцементом, в состав которого могут быть добавлены зольные микросферы (двухсту-пенная технология). Гранулированные материалы, получаемые по одноступен-ной схеме, имеют насыпную плотность 280-290 кг/м3, плотность в зерне 510-530 кг/м3, водопоглощение по объему за 1 час 45-50 %, прочность при сжатии гранулы 28-30 Н. Гранулированные материалы, получаемые по двухступен-ной схеме, имеют насыпную плотность 440-455 кг/м3, плотность в зерне 530-550 кг/м3, водопоглощение по объему за 1 час 45-50 %, прочность при сжатии гранулы 19-20 Н. На основе таких гранул могут быть получены эффективные теплоизоляционные материалы.
7 Практическая значимость работы:
Предложено комплексное связующее, включающее жидкое натриевое стекло и бутадиен-стирольный латекс. Его использование обеспечивает получение теплоизоляционных изделий и гранулированных материалов на основе отходов деревообработки (опилок, древесных стружек);
Определены оптимальные составы и технология производства гранулированных материалов и теплоизоляционных изделий на основе отходов деревообработки и комплексного связующего;
3. Получены теплоизоляционные материалы из отходов деревообработки с
использованием комплексного связующего, имеющие плотность 310-330
кг/м3, предел прочности при изгибе 0,50-0,52 МПа, теплопроводность 0,076
Вт/(м-С).
Автор защищает:
состав комплексного связующего, включающего жидкое натриевое стекло и бутадиен-стирольный латекс;
составы, параметры формования и твердения прессованных и гранулированных теплоизоляционных материалов;
зависимость свойств гранулированных материалов от состава гранулируемой смеси и технологии получения;
технологии получения штучных теплоизоляционных изделий из прессованных и гранулированных теплоизоляционных материалов.
Апробация работы. Результаты исследований докладывались и обсуждались на ежегодных научно-технических конференциях в НГАСУ (Сибстрин) (2005-2006 гг.), на VI Всероссийской научно-практической конференции «Техника и технология производства теплоизоляционных материалов из минерального сырья» (г.Белокуриха Алтайского края, 2006 г.), на XIII Международном семинаре Азиатско-тихоокеанской академии материалов (АТАМ) «Строительные и отделочные материалы. Стандарты XXI века» (Новосибирск, 2006 г.).
Публикации. Содержание диссертационной работы опубликовано в 6 научных статьях, в том числе в журнале с внешним рецензированием «Известия вузов. Строительство».
Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, основных выводов, списка литературы, включающего 102 наименования, 6 приложений, и содержит 122 страницы текста, 23 таблицы и 29 рисунков.
Характеристики отходов древесины как сырья для производства строительных изделий
Общие вопросы применения древесных отходов в качестве сырья для строительных материалов. Древесина является одним из распространенных строительных материалов. В строительстве на производство пиломатериалов расходуется лишь около 25% древесины, получаемой с лесосеки. Большая часть отходов деревообработки остается не использованной [4]. В современных строительных технологиях эти отходы являются сырьем для производства строительных материалов, таких как древесностружечные и древесноволокнистые плиты, фибролит, ксилолит, опилкобетон и т.д.
Использование отходов деревообрабатывающего производства в качестве сырья для производства строительных материалов позволяет решить актуальные проблемы - целенаправленную утилизацию отходов деревоперерабаты-вающих предприятий. Необходимо учитывать, что отходы деревообработки остаются постоянным существенным ресурсом сырья с использованием его в строительной отрасли. Комплексное использование древесного сырья решает экологическую проблему - проблему защиты окружающей среды от загрязнения отходами деревопереработки. При создании материала на основе отходов деревообработки необходимо учитывать физико-механические свойства древесного заполнителя, состав химических веществ, строения древесины. Это обусловлено взаимосвязью между химическими компонентами древесины, то есть компонентами ультраструктуры и высокоупорядоченными системами, из которых состоят стенки (оболочки) клеток; последние и образуют древесную ткань. Отходы древесины, используемые в качестве заполнителя для строительных материалов, обладают свойствами: малая средняя плотность, хорошая смачиваемость, легкость в обработке.
Древесный заполнитель обладает и свойствами, отрицательно сказывающимися на процессах структурообразования строительного материала, это значительные объемные и влажностные деформации, резко выраженная анизотропия, высокая водопроницаемость, низкая адгезия к цементному камню, значительная упругость при уплотнении смеси.
Наличие в древесном заполнителе гемицеллюлозы (полисахаридов), способной в щелочной среде гидролизоваться и переходить в водорастворимые сахара, которые являются «цементными ядами», которые отрицательно сказываются на адгезии к цементному камню. Необходимо найти такое связующее вещество, которое бы компенсировало отрицательные свойства древесного заполнителя.
Особенности химического взаимодействия древесных отходов со связующими веществами. Основными макромолекулярными компонентами клеточной стенки древесины являются: целлюлоза, полиозы (гемицеллюлозы), лигнин и низкомолекулярные компоненты (экстрактивные и минеральные вещества).
Целлюлоза - главный компонент древесины. Это линейный полимер (полисахарид) с высокомолекулярной массой, построенный из P-D-глюкозы. Благодаря своим химическим и физическим свойствам, а таюке надмолекулярной структуре она выполняет функцию основного структурного компонента клеточных стенок древесины. Целлюлоза - химически стойкое вещество, она не растворяется в воде и в большинстве органических растворителей. При действии на целлюлозу щелочей одновременно с химической реакцией протекают физико-химические процессы: набухание, растворение низкомолекулярных фракций и структурные превращения. При действии кислот происходит гидролиз целлюлозы с разрушением цепей макромолекул. Целлюлоза легко поддается модификации [5,6]. Гемицеллюлозы тесно связаны с целлюлозой в клеточной стенке и представляют собой группу полисахаридов. Основными звеньями гемицеллюлозы являются пять нейтральных Сахаров: глюкоза, манноза, галактоза, ксилоза и арабиноза. Молекулярные цепи гемицеллюлозы намного короче цепей целлюлозы, они часто разветвлены, в них находятся заместители. Древесина лиственных пород содержит больше гемицеллюлозы, чем древесина хвойных, и состав полиоз у нее различен. Ксилоза и арабиноза имеют малую степень полимеризации (от 200 до 150 и менее), что объясняет их повышенную растворимость в разбавленных щелочах и легкую гидролизуемость. Среди гемицеллюлоз имеется часть полисахаридов, устойчивых к действию кислот и щелочей. Эти полисахариды с относительно большими молекулярными весами присутствуют в целлюлозе, выделенной из древесины. Весь углеводородный комплекс древесины (без лигнина) носит название холоцеллюлоза [5,6].
Лигнин - ароматический полимер, молекулы которого построены из фе-нилпропановых единиц. В древесине хвойных пород содержится больше лигнина, чем в лиственных, между которыми имеются некоторые структурные различия. Строение лигнина, находящегося в составе древесины (и коры), до сих пор до конца не изучено. Причина в том, что в процессе выделения из древесины лигнина, природный лигнин претерпевает необратимые превращения. Лигнин, выделенный разными способами, отличается по строению и свойствам. В отличие от целлюлозы лигнин имеет ароматическую природу, содержит двойные связи: метоксильные ОСН3-группы, карбонильные СО-группы и прочие. Лигнин менее химически стоек, чем целлюлоза. Природный лигнин окисляется, взаимодействует с хлором, растворяется при нагревании в щелочах, водных растворах сернистой кислоты и её кислых солей [5, 6].
Низкомолекулярные вещества можно разделить на органические и неорганические. Органические вещества называют экстрактивными веществами. Это вещества, которые могут быть извлечены водой и органическими растворителями. Неорганическую часть древесины можно выделить в виде золы. Экстрактивными веществами являются ароматические (фенольные) соединения, терпены, алифатические кислоты, спирты, неорганические вещества и прочие компоненты [5,6].
Наиболее важное значение из ароматических соединений имеют танниды (дубильные вещества), которые подразделяются на гидролизуемые (танины) и конденсированные (флобатанниды). Танниды представляют собой аморфные полимерные вещества. Из других фенольных веществ следует назвать стильбе-ны, лигнаны, флавоноиды и их производные. Простые соединения, образующиеся при метаболизме лигнина, также принадлежат к этой группе.
Терпены - широко распространенная группа природных веществ. Это жидкие вещества с повышенной химической активностью. Они быстро изменяются под действием температуры, кислорода воздуха, кислот и других химических реагентов. Терпены составляют основу технического продукта - скипидара. Кроме жидкой, легкоподвижной и летучей части жидкости содержит смоляную часть, представляющую собой трудноразделимую смесь абиетиновой и других смоляных кислот. При сплавлении смоляные кислоты дают другой технический продукт - канифоль.
Методики определения свойств сырьевых материалов
Прочность композиционного строительного материала формируется из следующих основных показателей: прочности заполнителя, прочности связующего вещества, адгезионной прочности между связующим веществом и заполнителем. Количественно оценить адгезионную или когезионную прочность довольно сложно, так как нет единой методики определения сцепления (адгезионной прочности) [54,55].
В лабораторной практике проведено значительное количество исследований определения адгезии различными методами. Основными методами определения адгезионной прочности являются прочность при сжатии, сдвиг и отрыв [56].
Интерес представляет метод определения адгезии и когезии в бетонах на пористых заполнителях, разработанная В.А. Безбородовым [57]. Сущность метода заключается в «замоноличивании» в одной из граней куба, размером 100x100x100мм гранул керамзита на половину диметра гранулы пористого заполнителя. После затвердения образцов к грануле с помощью эпоксидного клея приклеивают полусферическую обойму. Образец с помощью П-образных скоб и приспособлением крепится к нижней подвижной части разрывной машины РМП - 500. Полусферическая обойма через переходную муфту соединяется с верхней неподвижной частью разрывной машины. Прочность на отрыв определяется как отношение разрушающей нагрузки к площади отрыва внутри гранул или в зоне контакта гранулы и цементного камня [57]. Данный метод применим для определения когезионной и адгезионной прочности. Дальнейшее развитие метода по определению когезионной прочности получил в методике В.Ф. Завадского (определение прочности при растяжении гранул керамзита) [58].
Для определения адгезионной прочности древесины к минеральному связующему веществу общей теории нет. В работах И.Х. Наназашвили приведены методики определения адгезионной прочности М.А. Киения, В.П. Петрова, И.М. Пушкина путем выдергивания деревянного бруска из бетона, В.И. Бухар-кина, Е.Г. Евсеевого, Л.М. Шмидта [4, 8] путем отрыва пластин из древесины, увлаженных или пропитанных различными растворами экстрактивного вещества и сахарозы. Величина сцепления колеблется в пределах от 0 до 0,35 МПа -для образца, затвердевшего в течение одних суток, от 0 до 1,25 МПа - для образца, затвердевшего в течение 28 суток. В результате было установлено, что сцепление древесины с цементным раствором и бетоном зависит от водоце-ментного отношения смеси, условий хранения конструкций, влажности, шероховатости и формы деревянных стержней (брусков). Е.Г. Евсеевым и Л.М. Шмидтом показано существенное влияние водорастворимых Сахаров, содержащихся в древесине, на её сцепление с цементным камнем. Результаты данных исследований не сопоставимы, так как использовались различные методики, применялась древесина разных пород, с различной плотностью и влажностью, шероховатостью. Использовались образцы неодинаковых размеров, в опытах использовался цемент с различной маркой и активностью. При выдергивании деревянных стержней кроме сил адгезии влияли силы трения. И.Х. Наназашвили предложил методику, учитывающую направление волокон, шероховатость поверхности, толщину прослойки цементного камня, содержание ранней древесины в контактной зоне, условия изготовления и хранения образцов. Образцы из склеенных деревянных пластин и цементных призм с деревянными пластинами в середине испытываются на растяжение (отрыв) и изгиб [4].
Определить адгезию отдельной древесной частицы довольно сложно. В качестве метода определения адгезионной и когезионной прочности был взят метод Безбородова В.А. с разницей в том, что производился отрыв поверхностного слоя образца на основе древесного заполнителя и связующего вещества (рис. 3.1), а не отдельной частицы. Прочность древесного заполнителя и прочность связующего вещества гораздо выше адгезионной прочности между заполнителем и связующим веществом. Поэтому при приложении нагрузки разрушение образца будет проходить по контактной зоне «древесный заполнитель - связующее вещество» [54].
Для образцов при определении адгезионной прочности в качестве заполнителя использовалась смесь древесных опилок и мелких стружек фракции 5мм с влажностью 35%. В качестве связующих веществ использовались минеральные вяжущие и неорганические связующие. В качестве минеральных вяжущих использовались портландцемент марки 400 и жидкое натриевое стекло, так как наиболее известны и имеют низкую стоимость. В качестве полимерных связующих использовались клей строительный акриловый универсальный «Ливна 10», клей ПВА строительный «Ливна», бутадиен-стирольный латекс СКС-65ГП. Клей ПВА и акриловый клей характеризуются небольшим сроком высыхания, а латекс обладает хорошей водостойкостью.
Были заформованы образцы размером 70,7x70,7x40 мм, твердевшие в течение 24 часов при температуре 20С и 48 часов при температуре 60С. Испытания проводились в возрасте 7 суток. На каждый образец материала с помощью эпоксидной смолы с отвердителем приклеивались специальные захваты для разрывной машины РМП - 500 (рис. 3.1). Сам образец фиксировался в зажимах разрывной машины, а разрушающее усилие прикладывалось к захвату разрывной машины. Происходило вырывание поверхностного слоя образца вместе с захватом разрывной машины.
Определение адгезионной прочности древесного заполнителя и связующих
Вместо сухих опилок и мелких стружек можно использовать опилки и мелкие стружки с отвалов с влажностью 30-35%. Данная величина соответствует точке насыщения волокон, что позволяет достигнуть наибольшей прочности и отказаться от подсушки сырья [73]. В лабораторных условиях образцы прессованного материала с небольшой нагрузкой при прессовании изготавливались следующим образом. Фракции опилок и мелких стружек дозировались и перемешивались вручную в течение 2 мин. Затем добавляли воду и перемешивали вручную в течение 3 мин. Дозировали латекс СКС-65ГП и натриевое жидкое стекло, добавляли латекс в жидкое стекло и перемешивали миксером со скоростью 800 об/мин в течение 1мин до образования однородной массы. Затем приготовленное связующее вещество порциями вливали в увлажненные опилки и мелкие стружки, перемешивали миксером со скоростью 400 об/мин в течение 3 мин до образования однородной массы.
Формовочная смесь укладывалась в три слоя. Каждый слой прессовался под давлением 0,02 МПа. При давлении 0,03 МПа плотность и прочность изделий повышается (табл. 3.5).
На данный состав композиционной смеси была подана заявка на патент как на сырьевую смесь для композиционного материала, а также разработан проект технологического регламента и проведены опытно-промышленные испытания (см. Приложение 3, 5,6).
Образцы-кубики размером 70,7x70,7x70,7 мм твердели в формах в течение 4-6 ч при нормальных условиях. Затем формы с образцами помещались в сушильный шкаф, где сушка осуществлялась при температуре 70С в течение 26-30ч.
Материал данного состава характеризуется средней плотностью 310-330 кг/м3, прочностью при сжатии при 10%-ной линейной деформации 0,28-0,32 МПа, пределом прочности при изгибе 0,50-0,52 МПа, водопоглощением по объему за 24 часа 34-38%. Теплопроводность изделий составляет 0,073-0,076 Вт/(м-С). Коэффициент водостойкости 0,7 [74, 75].
Изучение взаимодействия древесного заполнителя и минерально-полимерного связующего на основе ИК-спектроскопии. Для изучения процессов взаимодействия древесного заполнителя и связующего проведены исследования с помощью ИК-спектроскопии. ИК-спектры были получены на оборудовании Института неорганической химии СО РАН для древесного заполнителя и минерально-полимерного связующего вещества (рис. 3.6). Анализируя ИК- спектр, установлено, что 3500-3200 см"1 - валентное колебание гидроксильных групп О-Н, 1630-1600 см 1 - деформационное колебание Н-ОН [76]. При анализе ИК-спектров древесного заполнителя и минерально-полимерного связующего можно отметить, что химическое взаимодействие практически отсутствует, а отмечаются только поверхностные явления на границе древесных частиц и минерально-полимерного связующего. В качестве утеплителя для трехслойных панелей можно использовать гранулированный теплоизоляционный материал из отходов древесины на минерально-полимерном связующем. Такой материал можно получить с использованием одноступенной схемы грануляции. Материалы из отходов древесины на минерально-полимерном связующем не являются водостойкими, так как коэффициент водостойкости прессованного материала равен 0,7. Для увеличения водостойкости для гранулированных материалов можно применить двухступенную схему грануляции, то есть на первой стадии получение сердечника из опилок и минерально-полимерного связующего, затем на второй стадии окатывание сердечника в цементе с корректирующими добавками. Грануляцию смеси древесных опилок и мелких стружек проводили на тарельчатом грануляторе кафедры СМиСТ с диаметром тарели 500 мм и скоростью вращения 15 мин 1 с различным углом наклона тарели (25-50). По одноступенной технологии изготавливались гранулы на основе древесных опилок и смешанного связующего вещества, в состав которого входят натриевое жидкое стекло и латекс. Для грануляции использовались древесные опилки фракции 1,25 мм, так как процент данной фракции в сырьевых отходах деревообработки достаточно велик (п. 2.3). Кроме того при уменьшении размера фракции древесных опилок увеличивается расход связующего вещества [73]. Для одноступенной схемы грануляции в качестве связующего вещества используется минерально-полимерное связующее на основе натриевого жидкого стекла и синтетического латекса СКС-65ГП. Факторами варьирования в эксперименте были пропорции компонентов в связующем веществе и угол наклона тарели гранулятора. Для эксперимента были предложены следующие пропорции компонентов в связующем веществе, по массе: на одном латексе; латекс:жидкое стекло=1:1; латекс:жидкое стекло І . При увеличении содержания жидкого стекла увеличивается плотность гранул и сігажаются адгезионные свойства связующего вещества к древесному заполнителю. Угол наклона варьировался от 25 до 50 с шагом в 5. По результатам эксперимента было установлено, что с увеличением угла наклона тарели для гранул фракций 10-20 мм уменьшается время грануляции (рис. 3.7). При замене части латекса жидким стеклом также уменьшается время гранулирования и увеличивается содержание гранул диаметром 20 мм (табл. 3.6, рис. 3.8, 3.9).
Технология производства штучных теплоизоляционных гранулированных материалов из отходов деревообработки и изделий на их основе
Предложена методика определения адгезионной прочности сцепления вяжущих веществ с древесным заполнителем, рекомендуемая для подбора оптимального связующего вещества. Сущность методики заключается в отрыве поверхностного слоя образца на основе древесного заполнителя и связующего вещества.
Определены оптимальные связующие вещества для древесных опилок и мелких стружек - натриевое жидкое стекло и бутадиен-стирольный латекс СКС-65ГП. Установлен оптимальный состав прессованного материала, а также определены оптимальная температура сушки и физико-механические свойства материала. Оптимальный состав, мас.%: сухие опилки и мелкие стружки фракции 5 мм - 24-26; сухие опилки и мелкие стружки фракции 2,5 мм - 12-13; натриевое жидкое стекло-31-33; синтетический латекс СКС-65ГП-15-16; вода-14-15. Температура сушки - 70 С. Материал характеризуется средней плотно-стыо 310-330 кг/м , прочностью при сжатии при 10%-ной линейной деформации 0,28-0,32 МПа, пределом прочности при изгибе 0,50-0,52 МПа, водопогло-щением по объему за 24 часа 34-38%. Теплопроводность составляет 0,073-0,076 Вт/(м-С). Коэффициент водостойкости 0,7. 4. Влажность опилок для производства прессованного материала не должна превышать 30-35%, оптимальная температура твердения 70 С, оптимальное давление прессования 0,02 МПа. 5. Предложено несколько вариантов гранулирования материалов с использованием отходов деревообработки. При использовании минерально-полимерного связующего, в состав которого входят натриевое жидкое стекло и бутадиен-стирольный латекс, применяется одноступенная технология грануляции. Для повышения водостойкости гранулированного материала использовали цементную оболочку вокруг гранул. При использовании портландцемента необходимо применять двухступенную схему грануляции и вводить корректи 79 рующие добавки, то есть получать сердечник из опилок и минерально-полимерного связующего, затем производить окатывание сердечника в цементе с корректирующими добавками. 6. Установлен оптимальный состав для гранулированных материалов по одноступеннои схеме, мас.%: сухие древесные опилки фракции 1,25 мм - 20-25; натриевое жидкое стекло - 25-30; синтетический латекс СКС-65ГП - 25-30; вода - 20-25. Оптимальный состав для гранулированных материалов по двухступеннои схеме, мас.%: сухие древесные опилки фракции 1,25 - 22,0-22,3; натриевое жидкое стекло - 22,0-22,3; синтетический латекс СКС-65ГП - 11,0-11,2; портландцемент ПІД 400-Д20 - 14,7-14,9; зольные микросферы - 7,3-7,5; вода-22,0-22,3. 7. Гранулированные материалы по одноступеннои схеме характеризуют-ся: насыпной плотностью 280-290 кг/м", средней плотностью в зерне 510-530 кг/м3, водопоглощением по массе за 1 час 66-70%, водопоглощением по объему за 1 час 45-50%, прочностью гранулы при сжатии 28-30 Н. Гранулированные материалы по двухступеннои схеме характеризуются: насыпной плотностью 440-455 кг/м3, средней плотностью в зерне 530-550 кг/м3, водопоглощением по массе за 1 час 72-78%, водопоглощением по объему за 1 час 45-50%, прочностью гранулы при сжатии 19-20 Н. 8. Оптимальный угол наклона тарели гранулятора для получения гранулированных материалов составляет 50 при времени гранулирования 4 мин -для одностадийной схемы и 10 мин - для двухстадийной схемы. 9. Предложено несколько составов для получения теплоизоляционных материалов на основе гранулированных материалов. Оптимальный состав для получения теплоизоляционных материалов на основе гранул по одноступеннои схеме, мас.%: гранулированный материал на основе древесных опилок фракций 5-Ю, 10-20мм - 49-51; натриевое жидкое стекло - 21-23; синтетический латекс СКС-65ГП - 10-11; вода - 16-17. Оптимальный состав для получения теплоизоляционных материалов на основе гранул по двухступеннои схеме, мас.%: - гранулированный материал на основе древесных опилок фракций 5-Ю, 10-20мм - 37-39; цемент - 37-39; вода - 24-25. Материал оптимального состава на основе гранул по одноступенной схеме характеризуется: средней плотностью 355-360 кг/м3, прочностью при сжатии при 10%-ной линейной деформации 0,20-0,25 МПа, пределом прочности при изгибе 0,32-0,36 МПа, водопоглощением по объему за 24 часа 21-25%. Материал оптимального состава на основе гранул по двухступенной схеме характеризуется: средней плотностью 727-734 кг/м3, прочностью при сжатии при 10%-ной линейной деформации 0,38-0,44 МПа, пределом прочности при изгибе 0,52-0,60 МПа, водопоглощением по объему за 24 часа 27-32%. Технология изготовления штучных теплоизоляционных прессованных изделий по основным операциям совпадает с технологией производства композиционных древесных материалов. Основные технологические операции производства прессованных изделий следующие: подготовка древесного заполнителя, промежуточное накопление объема компонентов материала, дозирование компонентов, смешивание компонентов, получение композиционной смеси, формование и уплотнение композиционной смеси, сушка изделий, хранение готовых изделий. Технологическая схема производства теплоизоляционных прессованных изделий приведена на рисунке 4.1.
Подготовка древесного заполнителя заключается в его сортировке. Отходы деревообработки (опилки и стружки) поступают в вибрационный сепаратор, где они сортируются по фракциям. Древесные частицы, соответствующие размерам 2,5 и 5 мм, поступают в бункера для запаса и хранения. Затем древесные опилки и мелкие стружки отправляются в весовые дозаторы и далее в сушилку для сушки до влажности не более 30-35%. После сушки фракции древесного заполнителя поступают в смеситель №2 непрерывного действия с лопастным валом.
