Курсовая работа на тему ПЛИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ СТРОИТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ ИЗ РАСТИТЕЛЬНЫХ ОТХОДОВ

Содержание


Введение 3
1.1. Влияние вида сырья на физико-механические свойства плитных материалов строительного назначения 4
1.2. Влияние количества собственного лигнина на физико-механические свойства плитных материалов строительного назначения, изготовленных из одного вида сырья 7
1.3. Влияние количества собственного лигнина на физико-механические свойства плитных материалов строительного назначения, изготовленных из гидролизованной пресс-массы 13
ВЫВОДЫ 16
2 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 17
2.1. Технологическая схема производства плитных материалов строительного назначения из растительных отходов 17
2.2. Расчет экономической эффективности производства плитных материалов строительного назначения 19
2.3. Определение величины предотвращенного экологического ущерба 20
ВЫВОД 23
Список литературы 24
Приложение 1 25


Введение

К настоящему моменту уже имеется довольно большой опыт по получению плитных материалов из растительных отходов (древесные опилки, кора, солома злаковых, костра, лузга, отдубина) без использования связующего компонента.
Широкое применение, в том числе и в строительстве, нашли плитные материалы, получившие название "Древесностружечные плиты" (ГОСТ-10632-89), изготовленные в основном из древесного сырья со связующим компонентом, в качестве которого используются синтетические смолы. Применяемые смолы выделяют пары токсичных веществ не только при производстве изделий, но и при их эксплуатации, что резко снижает область их применения.
В связи с этим особую значимость приобретает использование растительного сырья для изготовления из него плитных строительных материалов без добавления связующего за счет использования клеящих веществ, образующихся в растительной ткани при определенных параметрах технологического процесса их получения.
Целью настоящей работы является получение плитных материалов строительного назначения с высокими физико-механическими свойствами из отходов растительного происхождения, а также разработка технологии их изготовления. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие основные задачи:
- установить основные закономерности формирования структуры и свойств плитного материала строительного назначения;
- разработать технологический процесс, включающий в себя гидротермическую обработку сырья, при котором образовывалось бы максимальное количество веществ, обладающих связующей способностью, что в конечном итоге улучшало бы физико-механические и эксплутационные свойства предлагаемого материала.

1.1. Влияние вида сырья на физико-механические свойства плитных материалов строительного назначения

Собственные природные лигнины являются сополимерами, поэтому при воздействии теплоты и давления они вступают в химическое взаимодействие как между собой, так и с другими химическими компонентами растительной ткани. В результате происходят процессы поликонденсации.
Исследования по установлению влияния количества собственного лигнина (далее лигнин) на физико-механические свойства изделий проводили на образцах, изготовленных из четырех видов сырья - сосны, березы, соломы и костры. Для того чтобы предотвратить влияние таких технологических факторов как влажность и фракционный состав на свойства готовых изделий все пресс-композиции состояли из частиц фракции 0,5:1 мм и имели влажность 10:11 %. Исходная пресс-масса не подвергалась гидротермической обработке.
Согласно полиструктурной теории композиционных строительных материалов параметром, по которому производится оптимизация составов, может быть тот из физико-механических показателей, который наиболее всесторонне характеризует исследуемый материал. Обычно таким показателем является прочность [1, 2, 3, 4]. Но анализ решаемых задач показывает, что нужно рассмотреть комплекс характеристик. В процессе исследований определяли плотность, предел прочности при статическом изгибе, водопоглощение за 24 ч и разбухание за 24 ч по толщине плитных материалов строительного назначения.
На рис. 1:4 представлены зависимости физико-механических свойств плитных материалов строительного назначения от вида сырья.



Рис. 1. Зависимость плотности образцов от вида сырья

Из рис. 1 видно, что наибольшей плотностью обладают изделия, полученные из березы, затем сосна, костра и солома. Это связано с тем, что древесина березы в естественном состоянии обладает большей плотностью, чем древесина хвойных пород. Что касается соломы, то ее низкую объемную массу можно объяснить тем, что стебли злаковых культур в естественном состоянии характеризуются более низкой плотностью, чем костра.



Рис. 2. Зависимость предела прочности при статическом изгибе образцов от вида сырья

Рис. 2 показывает, что наибольшей прочностью при статическом изгибе обладают изделия, полученные из пресс-массы, содержащей только костру, далее береза, сосна и солома. Предполагается, что высокая прочность изделий из костры обусловлена оптимальным соотношением химических компонентов растительной ткани, в том числе лигнина. В случае с березой ее высокая механическая прочность определена высоким содержанием пентозанов, количество которых составило 29,6 %, способных при воздействии теплоты и давления образовывать клеящие вещества, которые и повышают прочностные показатели [5].



Рис. 3. Зависимость водопоглощения образцов за 24 ч от вида сырья



Рис. 4. Зависимость разбухания образцов за 24 ч от вида сырья

Анализируя рис. 3 и 4 можно отметить, что наибольшим водопоглощением и разбуханием характеризуются изделия, изготовленные только из березовой пресс-массы. Предполагаем, что это связано с недостатком лигнина в исходном сырье (его содержание составило 20,4 %), что и приводит к ухудшению свойств. Солома, кроме главных компонентов (целлюлозы, гемицеллюлозы и лигнина) имеет в своем составе воск, обладающий гидрофобным свойством, что и определяет свойства изделий из нее. Хотя содержание воска весьма мало (по данным А. Таллока и Р. Уиника [6], оно