Получение эффективного строительного материала с использованием местного сырья

наблюдение, анкетный опрос населения жилых районов.

2. Представленная методика имеет сопоставительный характер: полученные в ходе изучения данные по сибирским городам (Ноябрьск, Нижневартовск, Кемерово, Новосибирск) сопоставимы с результатами по городам европейской части России (Москва).

3. Результаты, полученные в ходе обработки и систематизации анкет, позволили прийти к пониманию того, что города с расчлененной структурой нуждаются в специальном градостроительном регулировании. Необходимо устранить факторы торможения процессов интеграции и стимулировать взаимодействие между всеми городскими элементами. Соответственно необходима разработка стратегии совершенствования городской структуры с выделением этапов развития и перехода города от расчлененности к функционально-пространственной целостности и последовательности

градостроительных мероприятий для каждого этапа. Переход к компактной структуре связан с поиском путей пространственного объединения старогородских и новых частей и районов между собой.

4. Представленные материалы имеют важное значение для отечественной урбанистики. В политике освоения площадок и застройки вместо подхода с «чистого листа» выбор однозначно должен быть сделан в пользу принципа постепенного объединения и развития уже существующих. Приоритетом при этом становится наполняющая застройка, а также трансформация существующих заброшенных участков и их повторное использование. Первоначальная структура кварталов и улиц должна быть восстановлена. Упор следует делать на увеличение плотности уже урбанизированных территорий.

Статья поступила 12.03.2015 г.

Библиографический список

1. Социологические исследования проблем города и жилища (1970-1980 гг.). Новосибирск: Наука, 1986. 176 с.

2. Коган Л.Б. Социально-культурные функции и пространственная среда. М.: Стройиздат. 1982, 176 с.

3. Левченко Е.Л. Особенности функционально-пространственного развития периферийных районов крупнейшего города с расчлененной структурой: дис. ... канд. архитектуры: 18.00.04. М., 1989. 179 с.

4. Клевакин А.Н. Сибирский город в эпоху перемен. Новосибирск: Наука, 2008. 116 с.

5. Клевакин А.Н. Функционирование учреждений культуры в различных типах пространственной среды // Вестник ИрГТУ. 2013. № 4 (75). С. 86-90.

6. Клевакин А.Н. Реконструкция городской среды (теория -методология - практика). Новосибирск: Изд-во НГАСУ, 2013. 124 с.

УДК 691.002.68.004.12

ПОЛУЧЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОГО СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕСТНОГО СЫРЬЯ

1 9

© Е.А. Левченко1, В.А. Воробчук2

Иркутский национальный исследовательский технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.

В России существует крайне серьезная проблема по накоплению, хранению и утилизации отходов деревообработки. Крупные отходы используются для получения таких строительных материалов, как ДВП, ДСП, вагонка, теплоизоляционные материалы, арболит. Мелкие же требуют особых производственных условий для дальнейшего их применения. В статье представлен эксперимент по получению эффективного строительного материала на основе магнезиальных вяжущих и древесной щепы с применением традиционной технологии изготовления стенового камня.

Ключевые слова: деревобетон; арболит; отходы; магнезиальный известняк; бетон.

EFFECTIVE BUILDING MATERIAL PRODUCTION WITH THE USE OF LOCAL RAW MATERIALS E.A. Levchenko, V.A. Vorobchuk

Irkutsk National Research Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.

The problem of accumulation, storage and disposal of waste wood is an unpleasantly pressing one in Russia. Large-size waste wood is used in the production of fiberboards, wood chipboards, siding, insulation materials, arbolit. Small-size waste wood requires special technological conditions for its further application. The article describes an experiment on the production of effective building material on the base of magnesian binders and wood chips using the traditional technology of masonry block production.

Keywords: concrete timber; arbolit; divergences; magnesian limestone; concrete.

1 Левченко Евгений Александрович, кандидат технических наук, доцент кафедры автомобильных дорог, тел.: 89149126175. Levchenko Evgeny, Candidate of technical sciences, Associate Professor of the Department of Automobile Roads, tel.: 89149126175.

2Воробчук Василий Анатольевич, аспирант, тел.: 89086610202, e-mail: vorobchuk.2013@yandex.ru Vorobchuk Vasily, Postgraduate, tel.: 89086610202, e-mail: vorobchuk.2013@yandex.ru

Проблема защиты окружающей среды - одна из важнейших задач современности. Выбросы промышленных предприятий, энергетических систем и транспорта в атмосферу, водоемы и недра на современном этапе развития науки и техники достигли таких размеров, что в ряде районов, особенно в крупных промышленных центрах, уровни загрязнений в несколько раз превышают допустимые санитарные нормы.

Экологические исследования, проведенные в последние десятилетия во многих странах мира, показали, что всё возрастающее разрушительное воздействие антропогенных факторов на окружающую среду привело ее на грань кризиса. Среди различных составляющих экологического кризиса (истощение сырьевых ресурсов, нехватка чистой пресной воды, возможные климатические катастрофы) наиболее угрожающий характер приняла проблема загрязнения незаменимых природных ресурсов - воздуха, воды и почвы - отходами промышленности и транспорта.

Проблема охраны окружающей среды является комплексной и имеет глобальный характер. Дальнейшее развитие человечества невозможно без учета социальных, экологических, технических, экономических, правовых и международных аспектов данного вопроса применительно не только к конкретному производственному циклу, но и в масштабах регионов, стран и всего мира.

Продолжающиеся загрязнения природной среды твердыми, жидкими и газообразными отходами производства и потребления, вызывающими деградацию окружающей среды, в последнее время остаются острейшей экологической проблемой, имеющей приоритетное социальное и экономическое значение.

Имея более 20 тыс. предприятий с довольно развитыми и разнообразными технологиями производства, промышленность Российской Федерации играет заметную роль как в загрязнении биосферы, так и в решении природоохранных задач. Серьезную проблему представляет специфика многих отраслей промышленности, в связи с чем требуются индивидуальные подходы к решению экологических вопросов.

Хотя в последние годы продолжается спад производств механической обработки древесины, это не вызвало снижения объемов отходов, образующихся на промышленных предприятиях и соответственно поступающих в воздух, водные объекты и почву, и адекватного уменьшения техногенной нагрузки на окружающую среду. В частности, миллиарды тонн твердых, пастообразных, жидких, газообразных отходов ежегодно загрязняют биосферу, нанося тем самым непоправимый урон как живой, так и неживой природе. В глобальных масштабах изменяются круговорот воды и газовый баланс в атмосфере.

Несмотря на давность и большое количество исследований в области экологически чистого производства, проблема утилизации и переработки промышленных отходов остается актуальной до сих пор. Поэтому появилась экономически, технологически и экологически обоснованная необходимость в разработке и внедрении более новых, прогрессивных и безопас-

ных методов решения вопроса, касающегося охраны биосферы от ее загрязнения отходами производства и потребления. Для выбора наиболее рационального пути решения проблемы необходим предварительный учет и оценка отходов.

Хотелось бы остановится на вопросе накопления, хранения и утилизации отходов деревообработки, общее количество которых составляет на данный момент около 700 млн т.

Отходы, образующиеся в результате переработки сырья на лесопильнях и деревообрабатывающих предприятиях, можно подразделить на следующие основные группы:

- горбыль и хвосты горбылей и подгорбыльных досок;

- кусковые обрезки (продольные и поперечные), получаемые при изготовлении древесной продукции (торцовые срезы бревен и досок);

- отходы производства шпона (фанерные и плиточные), клееной фанеры, древесноволокнистых и древесностружечных плит;

- все виды стружек, получаемых при обработке заготовок и деталей на станках в-деревообрабатыва-ющих производствах;

- древесная пыль и все виды мелких опилок;

- куски коры, получаемые в результате окорки круглого леса в лесопильном, фанерном и целлюлозно-бумажном производствах.

Все перечисленные выше отходы также можно классифицировать следующим образом:

а) деловые (крупнодревесные) отходы, которые по своим размерам еще пригодны для механической переработки в полезную продукцию (ДВП, ДСП, вагонка, теплоизоляционные материалы) с использованием основного деревообрабатывающего заводского оборудования;

б) неделовые отходы (мелочь), которые для дальнейшего использования требуют создания особых условий производства и усовершенствования его технологии.

Однако из этих отходов могут быть получены эффективные стеновые материалы, при изготовлении которых используется традиционное технологическое оборудование. Фактически такие стеновые материалы могут быть произведены на предприятии с использованием традиционной технологии для получения стенового камня: бетонных блоков, бетонных камней - в котором неделовая древесина будет являться заполнителем.

В качестве вяжущего вещества при производстве вышеупомянутых материалов лучше всего применять магнезиальные вяжущие - каустический доломит, каустический магнезит, что устранит недостатки, существующие при изготовлении стеновых изделий из арболита, который, как известно, производится на основе портландцемента. Наполнителем для бетона служит специальная древесная щепа, фракционный размер которой отслеживается. Кроме того, для получения арболита необходимо щепу - органический наполнитель - обогащать нейтрализаторами органи-

ческих сахаров. Выделяющиеся при замачивании древесины в воде сахара пагубно влияют на прочность готового арболита. Поскольку распространенными ингибиторами являются сульфат алюминия и хлористый кальций, то встает вопрос о сохранности стальной арматуры при эксплуатации такого бетона во влажных условиях.

Вышеуказанные условия требуют усовершенствования технологии производства стеновых изделий. Это касается сортировки щепы, утилизации некондиционной щепы или ее части, дополнительного оборудования для сортировки. Также необходимо составлять растворы из ингибиторов, обеспечивающих нормальное или ускоренное твердение портландцемент-ного теста.

В лабораторных условиях авторами проведены эксперименты по получению стеновых изделий на основе магнезиальных вяжущих и древесного заполнителя разного гранулометрического состава и формы. В качестве магнезиального вяжущего использовался известняк, обожженный до температуры 700 С. Также разработан технологический регламент производства, схема которого приведена на рис. 1.

Для целей эксперимента были использованы отсевы от дробления горных пород, состоящих из кальцита и магнезита, где магнезита более 40%. Эти отсевы подвергали термической обработке в муфельной печи с температурой до 700 С. Полученный продукт

измельчали в жерновой мельнице до полного прохода через сито 0,02.

Древесный запас с наибольшей крупностью 8 мм смешивался в различных пропорциях с полученным порошком доломита. Затем готовился затворитель из водопроводной воды с добавлением серной кислоты и доломита. Из приготовленной таким образом смеси формовались стандартные образцы для определения физико-механических свойств деревобетона.

После выдерживания деревобетона в течение 7 суток в естественных условиях установлены его механические и физические свойства.

В результате экспериментального подбора состава деревобетонных камней определены марки деревобетона, характеристики которых приведены в табл. 1.

На основе анализа свойств полученных бетонов и зависимости влияния исходных характеристик от их составляющих разработаны требования к компонентам деревобетона.

Как видно из табл. 2, при получении деревобетонов по предлагаемой методике исключаются жесткие требования к свойствам сырья и применению минерализаторов.

К большому недостатку этих бетонов можно отнести высокое водопоглощение. Для его устранения следует вводить в бетонную смесь гидрофобизирую-щие жидкости.

Рис. 1. Технологическая схема производства изделий из деревобетона

Таблица 1

Физико-механические характеристики деревобетона_

Показатель ГОСТ по оценке свойства Марка деревобетона

М-25 М-35 М-50

Прочность при сжатии, МПа 10180-90 2,5 3,5 5,0

Средняя плотность в сухом состоянии, кг/м3 12730.1-78 900-1000 1000 1100-1200

Водопоглощение, % 127303-78 30-40 25-35 16-20

Морозостойкость, цикл 7025-91 35-50 50 50

Коэффициент размягчения - 0,65-0,75 0,75-0,8 0,8

Коэффициент теплопроводности, Вт/(моС) 7076-99 0,15-0,17 0,17-0,18 0,17-0,18

Призменная прочность, МПа 24452-80 2,0-23 2,6-3,5 4,5-5,0

Модуль упругости при сжатии, МПа 24452-80 1205-1950 1300-1950 3000-4000

Коэффициент Пуассона 24452-90 0,137-0,235 0,14-0,235 0,2-0,24

Водопоглощение при капиллярном всасывании, % - 25-35 20-25 17-20

Таблица 2

Характеристика исходного сырья и материалов для изготовления деревобетона

Наименование сырья ГОСТ Показатель, учитываемый перед применением в производстве Показатели пожароопасности и токсичности Примечание

Древесная дробленка 19222-84 Влажность, фракционный состав Огнеопасна, нетоксична Допускается невыдержанная древесина неограниченного породного состава, включая лиственницу

Опилки -

Стружка древесная -

Каустический доломит 310.1-76 310.3-76 310.4-81 10178-85 Активность, сроки схватывания Несгораем, нетоксичен Допускается использование различных затворителей

Смесь золошлаковая 25592-91* Крупность, содержание примесей (п.п.п.) Насыпная плотность должна быть не более 1300 кг/м3

Вода 23732-79 - -

Гидрофобные добавки ГКЖ-10, ГКЖ-11 ТУ 6-02-696-76 Плотность Расчет ведется на сухое вещество

Добавка ГКЖ-94, 94М 10834-76 Содержание активного водорода -

Итак, в данной работе показано, что гранулометрический состав древесного заполнителя и зерен не существенно влияет на свойства бетона. Следовательно, не следует стремиться применять заполнитель специальной формы и дискретного гранулометрического состава, как это имеет место при производ-

Библиограф

1. ГОСТ 125-79**. Вяжущие гипсовые. Технические условия // Библиотека ГОСТов и нормативных документов [Электронный ресурс]. URL: http://libgost.ru/gost (03 дек. 2014).

2. ГОСТ 19222-84. Арболит и изделия из него. Общие технические условия // Библиотека ГОСТов и нормативных документов [Электронный ресурс]. URL: http://libgost.ru/gost (22 дек. 2014).

3. ГОСТ 23732-79. Вода для бетонов и растворов. Технические условия // Библиотека ГОСТов и нормативных документов [Электронный ресурс]. URL: http://libgost.ru/gost (20 нояб.

стве арболита. Есть возможность отказаться от дорогостоящего и энергоемкого портландцемента, в какой-то мере дефицитного в строительный сезон. В качестве конструктивного материала такой бетон целесообразно применять во влажных условиях.

Статья поступила 16.04.2015 г.

ский список

2014).

4. ГОСТ 25592-91*. Смеси золошлаковые тепловых электростанций для бетонов. Технические условия // Библиотека ГОСТов и нормативных документов [Электронный ресурс]. URL: http://libgost.ru/gost (11 дек. 2014).

5. Левченко Е.А., Воробчук В.А., Пешков А.В. Использование фторгипса для получения минерального вяжущего // Вестник ИрГТУ. 2014. № 6 (89). С. 123-125.

6. Наназашвили И.Х. Строительные материалы из древесно-цементной композиции. Л.: Стройиздат, 1990. 415 с.