Разработка полистиролбетона на основе фторангидритового вяжущего

дипломная работа

1.4.1 Льняная костра, как эффективный органический армирующий и теплоизолирующий компонент полистиролбетона

В последние годы наметился рост производства и переработки льна, как в России, так и во всем мире. Это обусловлено, прежде всего, повышенным интересом к производству и потреблению льняных тканей и одежды, которые обладают повышенными экологическими и эксплуатационными качествами.

По литературным данным [119] и данным Костромского научно - исследовательского института льняной промышленности в последние годы в России посевные площади льна-долгунца составляют примерно 110 тыс. га, при этом валовой сбор льна в переводе на волокно составляет 56 тыс. т. При переработки тресты на льноперерабатывающих заводах образуется порядка 110 тыс. т. костры ежегодно. Основная доля производства и переработки льна (около 70%) приходится на Центральный и Западно-Сибирский районы.

Костра льна является эффективным материалом для переработки в материалы различного назначения, что обусловлено особенностями ее физико-химического строения и дешевизной. Стебли льна при выделении волокна в процессах мятья и трепания разрушаются, а отпадающие одревеснелые части образуют костру. Костра льна - это оболочка растения, которая выполняет защитные функции растения от агрессивных сред и механических воздействий, благодаря своей структуре, влагу впитывает до 12%. Она состоит из волокон длиной до 50мм, шириной до 3 и толщиной до 0,3мм.

Костра льна содержит целлюлозу (77,4%), гемицеллюлозу (16,2%), водорастворимые вещества (3,4%), смолы (19%), жиры и воск. Ее насыпная объемная масса - 110 кг/м3, средняя влажность (в отвалах) - 15.20%, гигроскопичность - 24,8%, водопоглощение - 220.240% (по массе), температура возгорания - 210…2200С, теплопроводность (в сухом состоянии) - 0,04…0,037Вт/ (м*0С).

На льнозаводах до извлечения лубяных волокон стебли льна подвергают длительной гидротермальной обработке, которая предполагает вымачивание в естественных или искусственных условиях и затем сушку. Вымачивание позволяет значительно снизить содержание в льняной костре экстративных и легкогидрализуемых веществ, снижающих эффективность применения минерального связующего.

Возможны различные направления эффективного использования костры льна:

1. Льняная костра по химическому строению сходна с древесиной, она содержит много стойких химических соединений - лигнин, целлюлозу, высокополимерные пентозаны [120,121], поэтому может склеиваться с применением клеев на основе традиционных смол, применяемых в деревообработке. Частицы костры образуют фракцию, пригодную для использования в плитном производстве без дополнительной обработки. Начальная влажность костры, поступающей с льноперерабатывающих заводов, составляет от 12% до 30%, что позволяет снизить затраты на сушку в сравнении с производством древесностружечных плит. На основе костры возможно изготовление конструкционных строительных и мебельных плит плотностью от 600 кг/м3 и теплоизоляционных плит плотностью порядка 300 кг/м3. Данная технология разработана и освоена в Чехии, Польше, России [119, 122]. Недостатками данной технологии является необходимость отделения из костры пылевидной фракции и волокна с целью снижения расхода связующего и повышения физико-механических свойств плит.

2. Костра может использоваться в комбинированных древесностружечных плитах. При этом основу прочности плите будет придавать внутренний слой из древесной стружки, желательно плоской резаной, а наружные слои на основе костры льна будут создавать мелкоструктурную поверхность. При этом сокращаются затраты на поверхностную обработку плит (шлифование) и уменьшается количество образующихся отходов.

3. С 1985г. начали производиться тепло-звукоизоляционные плиты малой плотности и с малым содержанием связующего - плиты сухого формования (МDF). Они состоят из разволокненных частиц костры с добавлением до 8 % смолы и 1 % парафина. Выпуск таких плит освоен в Тайланде, Великобритании и Канаде [119]. При производстве плит MDF костра не требует предварительной очистки, измельчения и сортировки. Эта технология очень проста. Она заключается в разволокнении увлажненной костры на дефибрилляторе и приготовлении однородной кострово-клеевой массы. После структурной гомогенизации смеси идет легкое формование плит нужной конфигурации. Плиты обладают высокой структурной однородностью, мелкоструктурной поверхностью и необходимой формой.

4. Костра может быть использована для изготовления плит без вяжущего. Данное производство включает процессы замачивания костры для ее разволокнения и формования, затем ведется обезвоживание плит пневмоотсосами или валковыми прессами. Завершает процесс сушка плит. Полученные данным методом плиты имеют малую плотность (250-420 кг/м3), обладают высокими звуко - и теплоизоляционными свойствами, могут быть использованы в строительстве.

5. Эффективным направлением возможно использование костры льна в производстве композиционной фанеры, наружные слои которой состоят из взаимно перпендикулярных слоев лущеного шпона, а внутренним заполнением является клеевая композиция на основе костры льна. Основу прочности данному материалу придают слои шпона, при этом их расход на единицу продукции существенно снижается. Чем больше толщина композиционной фанеры и меньше толщина шпона в наружных слоях, тем меньше себестоимость материала. При изготовлении композиционной фанеры необходимо создание комплекса оборудования, на котором по конвейерной технологии будет происходить формирование пактов и их горячее прессование за один цикл [123].

6. В льняной костре содержится до 64% целлюлозы [120,121], тогда как в древесине лиственных пород ее содержится до 47 %, в хвойных породах - до 58 % [124]. Содержание легкогидролизуемой части (пентозанов) в костре меньше, чем в древесине, поэтому применение костры в производстве плит с минеральными вяжущими, например с цементом, вполне оправдано. При этом воздействие так называемых "цементных ядов" на процесс структурообразования материала существенно снижается, а физико-механические показатели продукции возрастают.

Следует отметить, что наибольший эффект от переработки костры достигается при производстве конструкционных материалов на ее основе, которые могут использоваться в строительстве и мебельной промышленности для создания конструкционных элементов.

Делись добром ;)