«Древесная пыль – универсальный наполнитель современных строительных материалов»

Древесная пыль являться достойным наполнителем строительных смесей и материалов. Применение данного компонента позволят удешевить конечный продукт, улучшая его потребительские свойства и уменьшая объемы образующихся отходов лесопильного и деревообрабатывающего производства. В данной научной исследовательской работе рассмотрена возможность получения композиционного материала на основе портландцемента, с добавлением древесной пыли, прошедшей термическую модификацию.

Цель работы - обоснование и разработка процессов формирования древеснокомпозиционных материалов на основе цементного связующего. Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1. Обосновать выбор видов компонентов смеси (связующего и наполнителя); 2. Обосновать и разработать рецептуру смеси с использованием связующего, при применении термической модификации древесных частиц; 3. Разработать математическую модель, которая позволяет прогнозировать предел прочности композита на сжатие в зависимости о рецептуры и режима обработки древесного наполнителя.

Главным вектором развития лесной отрасли является максимальное использование древесного сырья, а в первую очередь, отходов переработки. Комплексная переработка древесного сырья, позволит улучшить и экологическую ситуацию, возникающую вследствии накопления больших объемов отходов на производственных площадях. Рейки, горбыли, кусковые отходы, после дополнительной обработки становятся сырьем для целлюлознобумажной промышленности и производства плит. Актуальной представляется проблема разработки безотходной и малозатратной технологии, на основе малоиспользуемых отходах производства -  переработки опилок и древесной пыли, которые в свою очередь могут стать универсальным наполнителем при производстве строительных материалов.

Предметом исследования в данной научно-исследовательской работы является процесс формирования композиционных материалов на основе древесной пыли и портландцемента. Объектом исследования являются материалы с древесным наполнителем и используемые в них связующие. В процессе исследования были использованы: теория вероятностей и математической статистики, математическое моделирование, натурные эксперименты. Теоретической основой исследования явились закономерности протеканиия процессов отвердевания древесноцементной смеси. Эмпирической базой исследований является натурный эксперимент при изучении различных образцов из древесноцементного материала, а также установление их прочностных свойств с учетом разработанной рецептуры для сырьевой смеси из портландцемента и древесной пыли, прошедшей дополнительную термическую модификацию. 

В научно-исследовательской работе представлен анализ состояния утилизации древесной пыли. Показано одно из возможных решений этой проблемы путем разработки технологии получения древеснокомпозиционных строительных материалов на основе древесноцементной смеси, с применением древесной пыли, дополнительно прошедшей термическую обработку.

На начальном этапе выполнения научной работы экспериментально установлено, что создание композиционных материалов на основе древесноцементной смеси блокируется отрицательным воздействием на процесс кристаллизации цемента гемицеллюлозой, крахмалом и экстрактивными веществами, находящимися в древесном сырье. Нейтрализовать негативное воздействие указанных веществ было решено с помощью проведение дополнительной термической модификации используемых частиц.

Научная новизна результатов полученных исследований:

1. Решена технологическая задача утилизации древесных отходов (пыли), образующихся в результате лесо- и деревопереработки предприятиях за счет производства композиционного материала;

2. Экспериментально обоснована и разработана рецептура смеси с использованием термической модификации древесных частиц;

3. Разработана методика расчета состава композиционного материала, позволяющая получать материал с заданными физико-механическими свойствами.

Практическая значимость полученных результатов заключается в возможности применения предложенной безотходной, малозатратной и экологически безопасной технологии получения композиционного материала на основе древесной пыли и цемента.

1. Хасаншин, Р.Р. Исследование изменения химического состава древесины, подвергнутой термомодифицированию, с помощью ИК-спектрометра / Р.Р. Хасаншин [и др.] // Вестник Казан. технол. ун-та. – 2010. – №9. – С. 198-203.
2. Разумов, Е.Ю. Термомодифицирование древесины в среде топочных газов / Е.Ю. Разумов, Р.Р. Хасаншин, Р.Р. Сафин, Н.А. Оладышкина // Вестник Московского гос. ун-та леса «Лесной вестник». – 2010. – №4(73). – С. 542-546.
3. Сафин, Р.Р. Энергосберегающая установка для сушки и термической обработки древесины / Р.Р. Сафин, Е.Ю. Разумов, Н.А. Оладышкина // Вестник Казан. технол. ун-та. – 2010. - №9. – С.542-546.
4. Наназашвили И.Х. Исследование адгезии в структуре конгломерата «древесина-цементный камень» / И.Х. Наназашвили // Совершенствование заводской технологии железобетонных изделий на предприятиях сельстройиндустрии. М., 1979.

Wood dust to be a worthy filler mixtures and building materials. The use of this component will reduce the cost of the final product, improving its consumer properties and reducing the waste arisings sawmill and woodworking industry. In this research work the possibility of obtaining composite material based on Portland cement, with the addition of wood dust held thermal modification.