Студопедия — ЗАПОЛНИТЕЛИ ОРГАНИЧЕСКИЕ
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

ЗАПОЛНИТЕЛИ ОРГАНИЧЕСКИЕ






 

Органические заполнители применяют для производства тепло­изоляционных, а также теплоизоляционно-конструкционных и кон­струкционных материалов и изделий: арболита, цементного фибро­лита, ксилолита, камышебетона, торфоплит, теплоизоляционных плит из костры льна, древесноволокнистых и древесностружечных плит и др.

В качестве древесных и других органических заполнителей испо­льзуют отходы лесозаготовок (вершины, сучья, пни, корни и др.), лесопиления и деревообработки (горбыли, рейки, щепу, стружки и опилки), одубину (отходы заводов дубильных экстрактов), сечку ка­мыша, сельскохозяйственные отходы (рисовую солому, льняную и конопляную костру, стебли хлопчатника, подсолнечную лузгу), по­бочные продукты целлюлозно-бумажной промышленности и др. Основными являются древесные и сельскохозяйственные отходы.

Сырьевая база для получения древесных заполнителей остается практически неограниченной, поскольку ежегодный объем древес­ных отходов составляет примерно 150 млн.м3, большая часть кото­рых пока рационально не используется. У органических заполните­лей имеется между собой много общего, в частности они имеют близкие химические составы. За последние годы увеличилось внима­ние к полимерным заполнителям.

Древесные заполнители. На качество ИСК, в которых применя­ют древесные заполнители, оказывает влияние порода дерева. Дре­весные заполнители получают главным образом из отходов хвой­ных пород (ели, пихты, сосны и др.) и реже из отходов лиственных пород (осины, березы, бука и др.).

Из древесных заполнителей более перспективными являются от­ходы деревообработки. Их подвергают предварительной подготов­ке с целью освобождения от загрязняющих примесей и получения частиц нужной формы (дробленка, стружки или древесная шерсть) и размеров. Кусковые отходы древесины перерабатывают в два этапа. Первичную переработку производят с помощью рубильных машин, в результате чего получают технологическую щепу в виде ромбо­видных кусков с размерами по длине волокон древесины 10—40 мм. Щепа непригодна для изготовления ИСК, так как является слишком крупной, и изделия с ней имеют большую пористость и низкую прочность. При вторичной переработке на молотковых мельницах (дробилках) и стружечных станках технологическую щепу превра­щают в дробленку и стружку. Кроме специально приготовленной стружки применяют также стружку и опилки от столярного и мебе­льного производства. Древесную шерсть приготовляют из чураков на древесно-шерстяных станках.

Дробленку (дробленую древесину), представляющую собой пла­стинчатые или игольчатые частицы длиной (вдоль волокон древеси­ны) 2—20 мм и толщиной до 5 мм, получают из кусковых отходов (горбылей, реек, обрезков). Предварительно, до употребления, дробленку длительное время (6—12 мес) выдерживают на складах. Состав дробления, % по массе: фракций размером 20—25 мм — не более 5; 10—5 мм — 30—35; 5—2 мм — 55—60; мельче 0,25 мм -не более 5. Ее применяют при изготовлении арболита, т. е. деревобе­тона (с минерализацией) и теплоизоляционных плит (без минерали­зации). Под минерализацией понимается химическая обработка за­полнителя, например хлористым кальцием.

Для древесностружечных плит, плит фибролита (для черного пола, перегородок, облицовки панелей стен и др.), теплоизоляцион­ного материала используют стружку лиственных и хвойных пород.

Размеры лепестков стружек, полученных на стружечных станках: длина 2—20 мм, минимальная толщина 0,1—1 мм.

При изготовлении изделий с применением цемента (например, арболита) стружки минерализуют раствором соли, например CaСl2.

Древесная шерсть, применяемая для изготовления цементного фибролита, состоит из длинных тонких стружек (ленточек) длиной 500 мм, шириной 2—5 мм и толщиной 0,2—0,7 мм. Ее получают строганием специально приготовленных окоренных чураков длиной 0,5 м и диаметром 10—35 см; допускается применять более тонкие чураки диаметром 8—9 см, а также более толстые — диаметром свыше 35 см. С этой целью неделовую древесину — тонкомерный кругляк, дровяное долготье и отходы лесопиления (горбыль, срез­ки) — освобождают от коры и выдерживают в теплое время (весен­не-летний период) в штабелях, распиливают пилой на чурки длиной 0,5 м и затем строганием на древесно-шерстяных станках готовят из чураков древесную шерсть. Ее сушат в конвейерных сушилках до влажности 20—25% и минерализуют.

Опилки в зависимости от характера распиловки разделяют на два основных вида — опилки от поперечной и продольной распи­ловки. При поперечной распиловке древесины на круглопильных станках получаются более мелкие частицы, чем при продольной распиловке, с волокнистым строением. Эти опилки почти полно­стью проходят через сито с диаметром отверстий 2 мм, и основной фракцией в них является 1—2 мм. При продольной распиловке бре­вен на лесопильной раме получают опилки кубовидной формы раз­ных размеров — от крупных частиц (7 мм) до пылевидных. Наибо­льшая часть опилок имеет размеры от 2 до 5 мм. Кубовидная форма частиц обусловливает высокое отношение торцовых поверхностей к боковым, вследствие чего материалы и изделия из опилок обладают повышенными водопоглощением и впитываемостью связующих ве­ществ, так как показатели этих свойств вдоль волокон больше, чем поперек.

Опилки, полученные при распиловке неокоренной древесины, содержат примеси коры, причем с увеличением размеров фракций опилок увеличивается и количество коры в них.

По сравнению с другими древесными заполнителями опилки имеют некоторые преимущества. Вследствие однородного строения частиц они обладают хорошей текучестью, что важно при прессова­нии из них изделий. При увеличении давления прессования и темпе­ратуры текучесть повышается. Пористость опилок (сумма пор час­тиц опилок и пустот между ними) составляет примерно 71—75% по объему, т. е. весьма значительная.

Опилки применяют для изготовления опилкобетона, гипсоопи-лочных блоков, ксилолита и др., причем используют отходы глав­ным образом хвойных пород и значительно меньше — лиственных.

Свойства древесных заполнителей. На качество ИСК большое влияние оказывают свойства древесных заполнителей.

Большое значение имеют средняя плотность древесины и насып­ная плотность древесного заполнителя, которые зависят от многих факторов. Средняя плотность древесины колеблется в широких пре­делах — от 380 до 1100 кг/м3 (в абсолютно сухом состоянии), а на­сыпная, например осиновой дробленки, — 555 кг/м3, березовой — 247,2 кг/м3 (в абсолютно сухом состоянии).

Важным свойством древесного заполнителя является его порис­тость, от которой зависит пористость ИСК. В заполнителе имеются поры внутри частиц и поры (пустоты) между ними. Пористость за­висит от различных факторов — от крупности частиц, степени уплотнения и др. При средней плотности древесины 300, 500 и 700 кг/м3 (в абсолютно сухом состоянии) ее пористость равна соответственно 81, 68 и 55%. Для получения наиболее плотного ИСК необходимо подбирать смесь частиц древесного заполнителя с минималь­ной пористостью.

Большое влияние на качество древесных ИСК оказывает и влаж­ность древесных отходов. Влажность древесины у разных пород дере­ва различна, а для одной и той же породы она зависит от местоположения в стволе, от времени года, суток, от температуры и др. Значительно увлажненные отходы плохо поддаются переработке их в заполнители, например при переработке в стружку сильно увлажнен­ной щепы частицы стружки становятся значительно разволокненны-ми и получается стружка низкого качества. Различия во влажности дерева, его отходов и, следовательно, в древесных заполнителях ока­зывают отрицательное влияние на однородность ИСК.

Древесные заполнители обладают значительным водопоглощением. Вода поглощается оболочками клеток древесины (связанная, или гигроскопическая влага) и капиллярами (свободная, или капил­лярная влага), т. е. полостями клеток, межклеточными пустотами, а также сосудами (у лиственных пород). Количество капиллярной влаги в заполнителе зависит от общего объема капилляров в древе­сине, а водопоглощение — от крупности его частиц: чем они мельче, тем больше водопоглощение, так как увеличивается удельная повер­хность. Наибольшее количество воды заполнитель поглощает в пер­вые полтора часа, например древесная дробленка до 160—190% от абсолютно сухой массы.

Древесный заполнитель обладает также гигроскопичностью, причем при поглощении влаги древесина набухает, что сопровожда­ется давлением разбухания. Набухание происходит при поглощении влаги оболочками клеток, которые при этом увеличиваются в объеме, тогда как поглощение влаги капиллярами древесины набухания не вызывает. При расчете составов ИСК (например, арболита) учи­тывают набухание древесного заполнителя.

При высыхании древесного заполнителя происходит уменьше­ние его объема (усушка). Усушка древесины связана с испарением влаги из клеточных оболочек; при удалении ее из капилляров усуш­ки не происходит. Наибольшая усушка происходит поперек воло­кон (до 12%), а вдоль волокон она незначительна (0,1%). В целом усушка древесного заполнителя в ИСК вызывает дополнительные напряжения и влияет на деформатийные свойства. Вследствие во­локнистого строения древесный заполнитель вызывает некоторую анизотропию прочности ИСК.

Частицы древесного заполнителя обладают упругостью, которая отрицательно влияет на эффект прессования изделий, поэтому за­полнитель длительно увлажняют горячей водой. В результате части­цы древесины размягчаются, становятся менее упругими и легче сжимаются при прессовании.

Содержание хвои в заполнителях должно быть не более 5%, а ко­ры — не более 15% массы абсолютно сухой древесины. Не допускаются заполнители, имеющие гнилостный запах и гнили. Гниль необходимо удалить просевом заполнителей через сито с отверстиями 1,5— 2 мм.

Заполнители из камыша и костры. В разных районах нашей страны имеются большие заросли камыша. Сечку камыша применя­ют в качестве заполнителя при изготовлении арболита.

Ее готовят из зрелых стеблей камыша наиболее благоприятной зимней заготовки. Стебли камыша сначала режут на силососоломо-резке и затем дополнительно измельчают на молотковой дробилке. Частицы полученной сечки имеют длину 7—35 мм, ширину 2—6 мм и толщину 1—2 мм. По техническим требованиям наибольшая круп­ность сечки 5 мм.

Средняя плотность сечки составляет 150—155 кг/м3. Насыпная плотность колеблется в широких пределах — от 60 кг/м3 для фрак­ции 0—1,2 мм до 120 кг/м3 для фракции 5—10 мм, а межзерновая пустотность соответственно от 77 до 88%.

Перед применением сечку подобно некоторым древесным запол­нителям минерализуют.

Костра лубяных культур — конопли и льна — является распро­страненным и дешевым сырьем. Ежегодный выход этой костры на заводах составляет в нашей стране около 1 млн.т.

Конопляную и льняную костру применяют для изготовления ар­болита, причем наиболее широко используют конопляную костру. Льняную костру, кроме того, применяют для изготовления тепло­изоляционных плит.

Конопляная костра — это отход первичной переработки стеблей конопли на пеньку. Она представляет собой мелкие частицы раз дробленной одревесневшей части стебля неправильной формы дли­ной 10—70 мм и в поперечнике 2—2,5 мм.

Насыпная плотность костры 100—120 кг/м3, влажность 17— 22%. Костра имеет большое водопоглощение — через 8 ч оно достигает 450% по массе.

До первичной обработки стебли конопли вымачивают 20—30 су­ток в естественных водоемах или в заполненных водой ямах, или в бас­сейнах с горячей водой на пенькоперерабатывающих заводах. Биохимические процессы происходят с вымыванием из костры во-до-растворимых веществ — Сахаров, органических кислот, минераль­ных солей. Ввиду небольшого диаметра стеблей конопли и большой их пористости экстрактивные вещества удаляются из них быстрее и более полно, чем из древесины. Такая обработка конопли защищает цементный камень от коррозии, поэтому при производстве арболита из конопляной костры ее не замачивают в воде с минерализаторами.

Влажность конопляной костры, применяемой для арболита, дол­жна быть не более 20% по массе, ее хранят в закрытом складе или под навесом.

Льняная костра состоит из узких тонких пластин длиной до 50, шириной до 3 и толщиной до 3 мм. Насыпная плотность ПО— 120 кг/м3, влажность (в отвалах) 15—20%, водопоглощение 220—240%, гигроскопичность до 25%. В ней содержится больше, чем в конопляной костре, вредных для цемента веществ; при приме­нении с цементом ее минерализуют.

Использование древесных и других растительных заполнителей для изготовления различных ИСК дает возможность получать боль­шой экономический эффект; уменьшить загрязненность окружаю­щей среды.

Полимерные заполнители. Основным полимерным заполнителем является пенополистирол в виде высокопористых гранул, получае­мых из бисерного полистирола [ -CH2-CH(C6H5)-] n и путем вспенивания его гранул при нагревании.

Насыпная плотность вспененных гранул составляет 15—20 кг/м3, а межгранульная пустотность — в среднем 40%.

Гранулы пенополистирола применяют для получения легких бе­тонов и новых эффективных теплоизоляционных материалов — пенопластов. Одним из перспективных пенопластов служит фености-ропор ФСП (разработанный ВНИИстром), в качестве связующего в котором применяют фенолоформальдегидный олигомер.








Дата добавления: 2015-09-18; просмотров: 352. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Теория усилителей. Схема Основная масса современных аналоговых и аналого-цифровых электронных устройств выполняется на специализированных микросхемах...

Тема: Изучение фенотипов местных сортов растений Цель: расширить знания о задачах современной селекции. Оборудование:пакетики семян различных сортов томатов...

Тема: Составление цепи питания Цель: расширить знания о биотических факторах среды. Оборудование:гербарные растения...

В эволюции растений и животных. Цель: выявить ароморфозы и идиоадаптации у растений Цель: выявить ароморфозы и идиоадаптации у растений. Оборудование: гербарные растения, чучела хордовых (рыб, земноводных, птиц, пресмыкающихся, млекопитающих), коллекции насекомых, влажные препараты паразитических червей, мох, хвощ, папоротник...

Ученые, внесшие большой вклад в развитие науки биологии Краткая история развития биологии. Чарльз Дарвин (1809 -1882)- основной труд « О происхождении видов путем естественного отбора или Сохранение благоприятствующих пород в борьбе за жизнь»...

Этапы трансляции и их характеристика Трансляция (от лат. translatio — перевод) — процесс синтеза белка из аминокислот на матрице информационной (матричной) РНК (иРНК...

Условия, необходимые для появления жизни История жизни и история Земли неотделимы друг от друга, так как именно в процессах развития нашей планеты как космического тела закладывались определенные физические и химические условия, необходимые для появления и развития жизни...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.01 сек.) русская версия | украинская версия