Применение механохимически модифицированной древесины в строительстве.

      Комментарии к записи Применение механохимически модифицированной древесины в строительстве. отключены

В связи с начинающимся бумом малоэтажного домостроения идет деятельный поиск материалов, использование которых позволяет строить дом дешево и технологично при достижении высоких эксплуатационных особенностей. Таковой материал существует и уже используется в строительных работах, ему присвоен ГОСТ24329-80 и именуется он механохимически модифицированной древесиной.

Это древесина, пропитанная раствором модификатора (в основном — карбамид), высушенная под переменным давлением и термообработанная с целью закрепления и приобретения заданных особенностей.

Из-за чего древесина? Вследствие того что в закрытом помещении древесинаобновляет до 30% воздуха в день, а природные особенности этого материала разрешают в сухую погоду отдавать накопленную влагу, в сырую — впитывать в себя ее излишки.

Древесные дома отличаются высоким уровнем и особым микроклиматом комфортности кроме того без применения дополнительных средств кондиционирования.

Довольно плотности прочностные особенности древесины сравнимы со особенностями металлов, а теплоизоляционные особенности вне конкуренции с другими видами стройматериалов.

Из-за чего карбамид?

Раствор карбамида в воде из-за малой величины молекул карбамида способен попадать в полости клеток древесного вещества и пропитывать полностью древесную заготовку любой толщины.Карбамид под действием давления и температуры вступает в реакцию с этими составляющими древесного вещества как лигнин и гемицеллюлозы и, не нарушая макроструктуры древесины, изменяет химическое строение этих составляющих с образованием веществ, аналогичных карбамидным смолам, используемых в производстве современных плитных материалов.

Именно поэтому древесина делается более прочной и жёсткой, не поддается действию микроорганизмов (плесень, грибки) и химических реагентов, а добавки, совместимые с модификатором, смогут сделать ее всецело либо частично гидрофобной и негорючей.

На определенной стадии техпроцесса модифицированная древесина делается пластичной и может легко деформироваться под действием давления и температуры. Карбамид экологичен, поскольку по действию на животных и человека — химически нейтрален а также используется как кормовая добавка для крупного скота .

Применение механохимически модифицированной древесины в строительстве.

Рис 1. Установка механохимической модификации древесины.

Технологический процесс механохимического модифицирования древесины несложен:

  • сквозная пропитка заготовки водным раствором модификатора,
  • сушка
  • и термическая обработка.

В случае если нужна повышенная прочность, либо твердость механохимически модифицированной древесины (МХМД), либо придание изделию заданной формы либо профиля, то проводится термопрессование, гнутье либо термопрокат высушенной древесины.

В следствии МХМД задаются необходимые для потребителя дизайнерские, прочностные и эксплуатационные особенности, представленные в таблице.

Порода исходной древесины незначительно воздействует на конечные особенности модифицированной древесины и исходя из этого экономически выгодно использовать для модифицирования недорогую неделовую древесину.

Возможно применено стандартно производимое индустрией оборудование: обогреваемые ванны либо автоклавы для пропитки, конвективные либо вакуумные сушильные камеры, камеры термической обработки с температурой до 200оС.

Для прессования – это гидравлические пресса с обогреваемыми плитами, гибочное оборудование для гнутья, термопрокатные установки со намерено изготовленными профилированными валками.

Опробованы, пока в умело-промышленном масштабе, особые установки для механохимического модифицирования древесины, каковые разрешают проводить все стадии модифицирования без перезагрузки заготовок, уплотнять заготовки на протяжении сушки а также придавать им заданный профиль на стадии сушки – к примеру шип и паз для строительного бруса. Использование таких установок весьма существенно уменьшает расходы и время модифицирования на переработку древесины.

Свойства (при влажности 12%) Дуб Сосна Осина МХМД непрессо-ванной осины МХМД прессо-ванной осины
Цвет светлобурый жел-тый белый От желтого до корич-невого До тёмного
Текстура выра-жена слабо не выражена Ярко выражена Ярко выраже-на
Плотность 690 505 495 700 1200
Влагопоглощение за 30сут. При влажности воздуха 92% , % 24,5 19,5 19,0 14,6 14,9
Предел прочности при: сжатии на протяжении волокон; статическом изгибе, Мпа 57,1
103,0 		50,4
82,0 		44,7
77,4 		100,0
123,0 		150,0
250,0
Твердость поперек волокон, Мпа 52,0 26,0 18,5 73,0 100,0
Биостойкость:утрата массы от действия плесени за 45сут,% 27 27 27 4,0 3,5
Огнестойкость: утрата массы при горении, % 18,3 36,2 19,6 5,0 3,3
Модуль упругости при изгибе, Гпа 10,2 11,8 9,2 20,1 24,7
Ударная вязкость, кДж/м2 76,3 41,3 45,0 54,0 110,0

Использование изделий из механохимически модифицированной древесины в строительной индустрии возможно такими разнообразным и практически повсеместным, что затруднительно кроме того ответить на вопрос: где МХМД использовать неэффективно? Но начнем «танцевать от печки». Сделать МХМД негорючей реально, более того образцы таковой древесины имеется, а вдруг их уплотнить до 1500-2000 кг/м3 , то изтаких «древесных кирпичей» возможно сложить печь либо камин. Были бы желающие…

Потом – фундамент.

Потому, что МХМД весьма прочна, не поддается гниению, действию микроорганизмови химических реагентов, и негорюча — то изготовление из неестолбчатого либо ленточного фундамента напрашивается само собой. В качестве опалубки для заливки фундаментов либо стен модифицированная древесина используется с 80-х годов а также введена в СНИПы.

Благодаря ее прочности,термо- и химической стойкости, ее возможно использовать как материал форм для изготовления бетона и других строительных смесей.

Оцилиндрованное брус и бревно из МХМД,изготавленные в умело-промышленном варианте установки модифицирования древесины, отличаются тем, что в них не требуется протачивать чашеобразный продольный профиль на бревне либо паз и шип на брусе – это возможно выпрессовать в установке в ходе сушки. Так бревно ели диаметром 200мм, длиной 2,5м в свежесрубленном состоянии с влажностью 85%, плотностью 450кг/куб.м., со всеми свойственными данной породе недочётами (выпадные сучки, малая био-огне-влагостойкость) через 77 часов обработки в установке имело следующие особенности:

  • влажность 8%;
  • плотность 630кг/куб.м.;
  • огнестойкость повышена на 50%, а при применении особых добавок к модифицирующему раствору бревно по большому счету не поддерживает горение;
  • влагостойкость повышена на 30% (больше — при применении спецдобавок к модификатору);
  • МД действию биовредителей (плесень, грибки, жучки и т.д.) не подвержена;
  • выпадные сучки впрессованы и вплавлены;
  • на бревне смогут быть выпрессованы гребень и паз для сочленения при сборке сруба (опробованы — глубиной 15мм и шириной до 25мм);
  • текстура древесины ярко выражена, цвет возможно изменять от золотистого до темно-коричневого по всей толщине.

Рис.2 Оцилиндрованные бревна из МХМД сосны, ели и берёзы, потом бревна
с отформованным чашеобразным профилем, брус из дуба и бревно с отформованным пазом и шипом.

направляться подчернуть, что дом из для того чтобы бревна либо бруса выглядит прекрасно, он не испытывает недостаток во внешней и внутреннейотделке, конечно дополнительных профилактических мероприятиях. Усадки дома по окончании сборки не происходит, потому, что бревно либо брус высушены при модификации до 10-12%.

бревно и Брус «не ведет», прочность зависит от степени уплотнения древесины, исходя из этого ненужно изготавливать из МХМД клееный брус, сократив себестоимость. Из бруса возможно изготавливать балки, арки, фермы и т. д., другими словами это очень перспективный материал для каркасного домостроения.

Для каркасного домостроения возможно изготавливать кроме этого стеновые панели способом термокомпрессионного формования. Для этого из металла, к примеру сталь 3,изготавливается контурная пресс-форма требуемого размера, в которую «в распор» выкладывается пакетспециально изготовленных реек из МХМД однообразной толщины.

Особая подготовка пакета реек содержится в том, что мехобработкой (выборкой и сверлением паза) в пакета создается совокупность пустотелых каналов, образующих в щита решетку, которая перед прессованием заполняется вспенивающимся составом. Состав является смесьюопилок МХМД и карбамидной смолы с порофором, котораяотверждается придостижениитемпературы прессования.

На пакет заготовок для того чтобы помещается прокладочный железный лист либо, в случае если требуется взять рельефную поверхность, – трафарет. Сверху выкладывается термокомпрессионныйвкладыш, складывающийся из сегментов особого материала с громадным коэффициентом термического расширения.

При нагревании вкладыш возрастает в количестве намного больше, чем железный ограничивающий контур и тем самым формирует нужное для уплотнения щита из МХМД давление (до 30 МПа). Форма замыкается с натягом пуансоном, в котором, как и в матрице, находятся нагреватели. При нагреве происходит образование и прессование щита внутренней подкрепляющей решетки, которая при эксплуатации стенового щита либо панели не допускает изменения и коробления заданных размеров.

Рис. 3 Дверное полотно из МХМДберезы.

Подобным образом возможно изготовить паркетные щиты, декоративные панели, дверное полотно любых размеров за один цикл прессования.

Паркет, изготовленный из механохимически модифицированной древесины, отличается повышенной твердостью и износостойкостью, стабильностью размеров. На паркетный щит возможно нанести плоское декоративное изображение подобное интарсии, а также изображение с голографическим эффектом.

Наносимое на щит изменение и изображение цвета МХМД при прессовании скрадывает несоответствие в текстуре соседних реек при комплекте щита.

Из МХМД возможно изготавливать дверные и оконные блоки, погонажные изделия, элементы отделочного декора. Так как до термообработки модифицированная древесина прекрасно изгибается, гнутьем возможно изготавливать арочные элементы окон либо дверных проемов, гнутые поручни для лестниц и другие конструктивные и декоративные строительные элементы.

Введением особых добавок в модификатор возможно взять водостойкую МХМД, из которой возможно изготавливать мебель и садовые беседки, доски и плитки для садовых дорожек, а прессованием – черепицу для покрытия крыш. Долговечность этих изделий не уступает аналогам из полимерных материалов, а природный дизайн древесины не испытывает недостаток в защитных и декоративных покрытиях.

Производство изделий из механохимически модифицированной древесины возможно внедрено на любом деревообрабатывающем предприятии, для этого требуется только дооснастить его особым оборудованием для модифицирования древесины. Базисным типом оборудования есть автоклав, перепрофилировав что возможно силами запасных работ предприятия изготовить установку для модифицирования.

Это новая оборудование и инновационная технология до тех пор пока серийно не выпускается кроме того за границей. Но, если судить по стремительному освоению разработки термодревесины и достаточно широкому спектру предлагаемого оборудования,разработка МХМД в ближайщее время займет хорошее место в деревообрабатывающей индустрии, а изделия из МХМД – в строительной индустрии.

Кухарев В.А. Vk58@yandex.ru

Рандомные показатели записей:

Древесина и ее свойства, влажность и усушка


Подборка наиболее релевантных статей: