К вопросу об утилизации мелких древесных отходов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

К вопросу об утилизации мелких древесных отходов

Из литературных источников и из промышленной практики известно, что в различных видах деревообработки образуется большое количество мелких древесных отходов, которые практически не находят применения и складируются в отвалы. Такое складирование мелких древесных отходов приводит к засорению больших земельных участков, ухудшает экологическую обстановку.

Количество отходов зависит от породы, сортности, размеров и влажности раскраиваемых пиломатериалов, характера готового изделия и составляет от 20 до 85% объема пиломатериалов. На разных предприятиях при выпуске однородной продукции количество отходов неодинаково. Это зависит как от используемых пиломатериалов, так и от технологии производства. Влажность отходов определяется влажностью обрабатываемой древесины. В зависимости от влажности отходы могут быть сухие (до 15%), полусухие (16… 30%), влажные (31% и более). Влажность отходов имеет большое значение для дальнейшего их использования, а также для учета.

По использованию мелких древесных отходов (опил, станочная стружка, дробленка и т.д.) предпринимались попытки получения плитных материалов: пьезотермопластики, лигноуглеводные древесные пластики, арболит, фибролит, опилкобетон. Однако для получения указанных материалов требуется размольное, сушильное, формирующее, транспортное оборудование. К тому же все эти материалы имеют высокую плотность и требуют использования цементов высоких марок.

Целью данных исследований являлось изучить возможность получения древесно-минерального композиционного материала из смеси мелких древесных отходов и щелочных силикатов.

Для приготовления древесно - минеральной композиции использовали древесные отходы (опил, станочная стружка) и жидкое стекло, с добавками инициатора твердения. В качестве инициатора использовался технический гексафторсиликат натрия.

Рисунок 1. Теплоизоляционный материал в виде блоков и с использованием заполнения стенового пространства

древесина композиционный силикат

Предлагаемый теплоизоляционный материал (Рис. 1.) можно изготовить, используя любые мелкие древесные отходы (отходы лесопиления, станочная стружка) и щелочные силикаты. Смешивая указанные компоненты, получают текучую массу, которой можно заполнить межкирпичную кладку, любые пустоты в межкомнатных перегородках и других подобных конструкциях.

Влажность древесных частиц может быть 2 -180%. Ограничений по количеству коры и гнили нет.

Сравнительная характеристика композиционного теплоизоляционного материала

Результаты исследований по получению теплоизоляционного материала представлены на графиках (Рис. 2 - 5).

На рисунке 2 представлена зависимость предела прочности при сжатии от количества вводимого в жидкое стекло гексафторсиликата натрия после суточной и трех суточной выдержки при температуре 18-20°С. Полученные данные говорят о том, что предел прочности при сжатии увеличивается до 1,75 и 2,5 кг/см² В связи с этим можно рекомендовать добавлять в жидкое стекло гексафторсиликат натрия в количестве 10%.

Рисунок 2. Влияние количества инициатора твердения на предел прочности при сжатии

При изготовлении композиционного материала важное значение имеет определение соотношения древесного заполнителя и жидкого стекла чтобы получить достаточную прочность материала при сжатии.

Из рисунка 3 можно заметить, что у_сж напрямую зависит от количества жидкого стекла добавляемого в древесный заполнитель. Рассматриваемые соотношения (от 1:0,5 до 1:4) позволяют сделать вывод о том, что соотношение древесины к щелочному силикату 1:3 позволяют получить прочность материала при сжатии на уровне 9,8 кг/см².

Рисунок 3. Предел прочности при сжатии образцов полученного материала

На рисунке 4. представлена кривая обезвоживания жидкого стекла с добавкой гексафторсиликата натрия. Ясно видно, что влага удаляется из образца при температуре до 200°С. Сам образец представляет из себя сильнопористую, полупрозрачную массу, с коэффициентом рефракции 1,44 у стекла =1,477. в результате удаления влаги наблюдаются усадочные явления и вспучивание образца. При нагревании выше 200°С до 500°С не наблюдается изменений в микроструктуре образца.

На рисунке 5 представлены кривые влагопоглощения древесины сосны и композиционного материала. Опытные образцы изготавливались в соотношении 1:3 (древесно-щелочной силикат), но древесные частицы брались разной исходной влажности (2%; 8%; 80%; 240%) Видно, что влагопоглощение композиционного материала несколько хуже, чем сосны. Это можно объяснить тем, что композиционный материал состоит из, развернутой поверхности. Материал является открыто пористым. Повышение влагопоглощения у композиционного материала можно объяснить и тем, что по-видимому произошло неполное твердение геля кремнезема, который наверное не утратил способность поглощать влагу из воздуха.

Рисунок 4. Обезвоживание затвердевшего жидкого стекла с добавкой мелких древесных частиц с большой кремнефтористого натрия при нагреве

Рисунок 5. Влагопоглощение испытуемых образцов материала

Выводы

Экспериментальные данные позволяют утверждать, что имеется возможность получить теплоизоляционный материал с использованием щелочных силикатов при соотношении древесины и щелочного силиката 1:3. В тоже время появляется возможность утилизировать мелкие древесные отходы в широком влажностном диапазоне и исключить образование свалок, нарушающих экологический баланс любой местности.

Добавление к щелочным силикатам гексафторсиликата натрия в кол-ве 10%, создает условия для более полного выделения геля кремнезема, который по мере обезвоживания цементирует древесный заполнитель.

Предел прочности при сжатии приближается к значению показателя для такого материала, как фибролит. Полученный композиционный материал транспортабелен и у него достаточная технологическая прочность, при сравнительно небольшой плотности (250-300 кг/м³).

Предлагаемый композиционный материал биостоек, экологически чистый, менее возгораемый, чем массивная древесина.

Предлагаемый теплоизоляционный материал (теплопроводность 0,087) можно использовать в домостроении для теплоизоляции межкомнатных перегородок.

С точки зрения изготовления данного материала, то его изготовление не требует сложного технологического оборудования.

Библиографический список

древесина композиционный силикат

1. Бухаркин В.И., Свиридов С.Г., Умняков П.Н. Использование древесных отходов для производства арболита. - М.: 1975. - 192 с.

2. Вьюнков С.Н. Технология древесных плит с использованием связующего на основе жидкого стекла. - М.: 1999. - 151 с.

3. Коробов В.В. Комлексное использование низкокачественной древесины и отходов. - М.: 1973. - 241 с.

Размещено на Allbest.ru