Исследование свойств модифицированных цементно- стружечных плит

1.

Тема: Исследование свойств модифицированных
цементно-стружечных плит
Работал: Студент группы: ЛТ9-41М Новиков В.М.
Научный руководитель: Доцент, к.т.н. Пасько Ю.В.

2.

Целью работы является изучение технологии изготовления цементностружечных плит и оценка перспективы развития отрасли
Задачи данной работы
I.
Изучение технологии изготовления цементно-стружечных плит
II.
Изучение свойств цементных плит
III. Оценка перспективы развития отрасли
IV. Поиски вариантов модернизации продукции

3.

Цементно-стружечные (ЦСП) плиты - листовой компазиционный
материал, в котором в качестве матрицы выступает цементная
смесь, а древесина в качестве армирующего элемента.
Технологическое регулирование пли осуществляется
по ГОСТ 26816-2016 " ПЛИТЫ ЦЕМЕНТНО-СТРУЖЕЧНЫЕ"
Этот материал не является новым на рынке, и хорошо известен
покупателю. А так же, он универсален. Плиты можно
использовать для обшивки каркасных стен или настила полов,
устройства вентилируемого фасада, в качестве несъемной
опалубки, как негорючий материал для отделки пожароопасных
помещений и устройства дымоходов и т. п. С 2014 года
количество производства ЦСП в РФ держится на небывало
высоком уровне: 180–185 тыс. м3 в год. И эксперты предвидят
рост их потребления по 10–12% в год по мере становления спроса
на малоэтажные дома.

4.

5.

Включает в себя такие операции как:
подбор стружки по различным параметрам;
обработка стружки специальными реагентами;
подготовка водного раствора;
смешивание компонентов;
выгрузка, взвешивание и удаление излишков;
уплотнение;
пропаривание и извлечение плиты;
обрезка краев;
хранение для набора прочности.

6.

Включает в себя такие машины
как:
1 - стружечный станок;
2 - бункер для стружки;
3 , 4 - мельницы для
доизмельчения стружки
5 - склад цемента;
6 - сортировка стружки
(грохот);
7 - бункер для
несортированной стружки;
8 - бункер для мелкой фракции
стружки;
9, 10 - бункеры для
стружкисреднего слоя;
11 - кантователь поддонов;
12 - смесители;
13- склад поддонов;
14 - формирующая станция;
15 - устройство для очистки
и смазки поддонов;
16 - бункер-дозатор для
цемента и других добавок;
17 - возвратный транспортёр;
18 - контрольно-весовое
устройство;
19, 20 - штабелирующие
устройства;
21 - пресс;
22 - зона отверждения плит;
23 - промежуточный склад;
24 - зона климатизации плит;

7.

В исследовании по изучению влияния МКЦ на свойства древесноцементных плит было отмечено, что МКЦ оказывает различное
воздействие в зависимости от коэффициента использования. Значения
водопоглощения и усадки панелей на основе цемента снижались при
низком добавлении МКЦ, тогда как увеличение наблюдалось при высоких
нормах МКЦ. Добавление 25% и 30% по массе МКЦ резко уменьшило
все значения образцов. Наблюдения показали, что большее количество
пустот и агломерация возникли из-за чрезмерного использования МКЦ в
древесно-цементных плитах. Был сделан вывод, что следует учитывать
чрезмерное добавление МКЦ, поскольку оно отрицательно влияет на
физико-механические показатели.
Результаты анализа подтвердили, что МКЦ положительно влияет на
гидратацию цемента. В зависимости от воздействия механической силы;
выяснилось, что модифицированная плита имела более высокие
механические показатели, чем контрольные образцы, до 15% для MOR и
до 20% для MOE, IB и SHS в древесно-цементных плитах. В свете
результатов этого исследования было заявлено, что физические,
механические и термические свойства древесно-цементных плит можно
улучшить путем добавления МКЦ в небольших количествах

8.

На основе проведенных экспериментальных
исследований было выявлено, что вакуумнокондуктивное термомодифицирование древесного
сырья вызывает снижение гигроскопичности
материала при увеличении температуры и
продолжительности обработки. По результатам
исследований влияния высокотемпературной
обработки древесного сырья без доступа кислорода
воздуха установлена целесообразность использования
данного вида обработки в производстве древесноцементных композиционных материалов с целью
повышения его водостойкости.

9.

Литературный анализ и опыт защитной обработки древесины и цементных материалов
показывает, что эффективным способом защиты ЦСП от влаги и атмосферных
воздействий может быть пропитка расплавом серы, способным глубоко проникать в
древесину стружек, цементный камень -связующее и контактные зоны между ними,
укрепляя всю структуру ЦСП.
Пропитка серой более всего повышает модуль упругости при изгибе: так, при 25-37 %-м
поглощении серы модуль увеличивается более чем вдвое, а прочность при изгибе всего
лишь на 15-20 %.
По мере поглощения серы от 8-10 % до 37-39 % излом испытываемых на растяжение
образцов меняется от защепистого к раковистому; структура материала становится более
однородной. Прочность при защепистом изломе (4,3-4,6 МПа). Следовательно, пропитка
серой, приводящая к раковистому излому, повышает прочность сцепления стружек с
цементным камнем не менее чем в 6-7 раз.
Среди структурных компонентов ЦСП наиболее быстро и полно пропитывается
цементный камень - связующее. Прочность его увеличивается более чем вдвое при 12 %
объемного поглощения серы, ЦСП достигает такого же относительного увеличения
прочности уже при 25% поглощения, а древесина стружек (осина) - при 36-38%.
Пропитка ЦСП серой замедляет процесс водопоглощения, но не устраняет его
полностью. Через 2-3 суток водопоглощение модифицированных ЦСП в 3-4 раза меньше,
чем немодифицированных, а через 20 суток -только в 1,5-2 раза. Прочность
модифицированных плит под действием воды снижается в обратной зависимости от
водопоглощения; кинетика водопоглощения может быть использована для
прогнозирования прочности длительно увлажняемых ЦСП.
Модуль упругости модифицированных ЦСП меньше, чем прочность, зависит от
водопоглощения по массе и на него мало влияет разбухание плит по толщине.
Модифицированные плиты разбухают за 20 суток увлажнения вдвое меньше, чем
непропитанные. При этом модуль упругости снижается всего на 12-15%, подтверждая
малую зависимость упругих свойств ЦСП от толщины не только сухих, но и
увлажненных плит. Это позволяет применять модифицированные серой ЦСП в
изгибаемых конструкциях при увлажнении, например в опалубке для бетона.

10.

В настоящее время МКЦ в России практически не производится, вся продукция импортируется. МКЦ имеет код ТН ВЭД 07
3912909000 целлюлоза микрокристаллическая. Пошлина ввозная на МКЦ составляет 5%. За период 2016-2018 г.г средний
объем ввоза МКЦ в РФ за год составляет около 2500т при средней цене 4,2 $/кг. Средний объем годового импорта МКЦ
составляет $10,5 млн. Импорт распределяется следующим образом Германия 56%, США 26%, Индия 10%, Китай 8%.
Рассчитать конкретную экономическую целесообразность не представляется возможным потому что всё будет сильно
зависеть от логистики, источников и качества сырья. Но учитывая, намеченный правительством, тренд на развитее более
глубокой переработки сырья и развитие восточной части России в обозримой перспективе спред между щепой и КМЦ может
сократится как и логистическое плече, что сделает предложенный метод рентабельным.
Аналогичная ситуация складывается с методом термомодификации древесины в данном процессе используется
дорогостоящая вакуумная печь. На данный момент потенциальные выгоды по эксплуотационным характеристикам не
оправдывают вложений, это может стать актуальным в случае возникновеня проблем со свободными площадями поскольку
метод позволяет пропустить этап выдерживания щепы в отвалах занимающих крупные участки земли, или например это
может стать актуальным в случае ужесточения законодательства в плане экологии, поскольку эти отвалы загрязняют почву.
Наиболее перспективным методом на мой взгляд является пропитка изделий технической серой поскольку это побочный
продукт переработки нефти и его производство значительно превышает спрос. Конкретные показатели так же сложно
просчитать поскольку всё снова упирается в логистику.

11.

Спасибо за внимание !