Теплоизоляционный материал из отходов деревообработки и полистирола для сельскохозяйственных производственных зданий тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.23.05, кандидат технических наук Дрожжин, Леонид Никитович

• Дрожжин, Леонид Никитович
• кандидат технических наук
• 1984

Оглавление диссертации кандидат технических наук Дрожжин, Леонид Никитович

В В Е Д Е НИЕ.

ГЛАВА I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. II

1.1. Композиционные теплоизоляционные материалы на основе волокон растительного происхождения и вспенивающегося полистирола . II

1.2. Многослойные конструкции в строительстве производственных зданий сельскохозяйственного назначения

1.3. Обзор сырьевых материалов

1.4. Выводы и задачи исследований.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1. Системный подход как методологический принцип исследования древеснополистирольной композиции

2.2. Исходные материалы и их свойства.

2.3. Технология изготовления образцов

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ СОВМЕСТИМОСТИ КОМПОНЕНТОВ

ДРЕВЕСНОПОЛИСТИРОЛЬНОЙ К0МП03ИЩИ

3.1. Вспенивание полистирола в среде увлажненных волокон растительного происхождения

3.2. Подбор отвердителей для композиции на карбамидо-формальдегидных смолах

3.3. Определение оптимального соотношения размеров фракций волокон и гранул полистирола

3.4. Влияние добавки сульфитно-дрожжевой бражки на прочностные свойства композиции

3.5. Подбор антисептиков

3.6. Подбор антипиренов.

ГЛАВА 4. ОПТИМИЗАЦИЯ И ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ДРЕВЕСНОПОЛИСТИРОЛЬНОЙ КОМПОЗИЩИ.

4.1. Параметры изучаемых свойств и планирование эксперимента.

4.2. Влияние различных технологических факторов на свойства древеснополистирольной композиции для стеновых панелей

4.3. Влияние различных технологических факторов на свойства древеснополистирольной композиции повышенной прочности для комплексных плит покрытия . 93 4.4. Оптимизация состава и режимов изготовления древеснополистирольной композиции с помощью ЭВМ. Юб

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОГРАВДАИЩИХ КОНСТРУКЦИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДРЕВЕСНОПОЛИСТИРОЛЬНОЙ КОМПОЗИЦИИ. из

5.1. Исследования технологии изготовления железобетонных комплексных плит покрытия

5.2. Конструкции трехслойных стеновых панелей и оборудование для тепловой обработки

5.3. Технология изготовления стеновых панелей с обшивками из древесноволокнистых плит и асбестоцементных листов

5.4. Внедрение результатов исследований и' экономическая эффективность древеснополистирольной композиции

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Теплоизоляционный материал из отходов деревообработки и полистирола для сельскохозяйственных производственных зданий»

Примятые ХХУ1 съездом КПСС "Основные направления экономического и социального развития СССР на I98I-I985 гг. и на период до 1990 г." предусматривают дальнейший рост строительного производства. Поставлены важные народнохозяйственные задачи по уменьшению удельных расходов сырья и материалов, более глубокой и комплексной их переработки, расширению использования вторичных ресурсов и снижению массы строящихся зданий.

В строительстве производственных сельскохозяйственных зданий этим задачам в полной мере отвечают применение ограждающих панелей и плит из эффективных утеплителей.

Наиболее широкое распространение получили панели с утеплителями из минераловатных плит, полистирольных и фенольных пеноплас-тов. Они отличаются небольшой материалоемкостью и используются при строительстве птицеводческих, животноводческих и других вспомогательных помещений. Однако такие материалы не обеспечивают полностью потребность сельскохозяйственного строительства, поэтому для этих целей можно использовать отходы органического происхождения местных производств. В диссертационной работе рассматриваются широко распространенные отходы деревообрабатывающей промышленности (древесные стружки, опилки), которые в силу большого фракционного разнообразия, особенностей своего строения и теплотехнических свойств, удобны для создания волокнистого высокопористого утеплителя, но требуют дополнительных научных изысканий по их переработке. Одним из направлений является получение теплоизоляционных композиционно-волокнистых материалов с использованием вспенивающегося полистирола и водорастворимого связующего. Знание зависимостей физико-механических свойств композиционного теплоизоляционного материала от его структуры, позволяют подобрать компоненты (относительное содержание и распределение), так, что материал будет обладать комплексом необходимых свойств, отвечающих условиям эксплуатации изделия. Наиболее эффективным в строительстве сельскохозяйственных зданий, является применение ограждающих конструкций, изготовленных методом технологического совмещения, сущность которого заключается в том, что процессы получения готового теплоизоляционного материала и готового изделия совмещены и протекают одновременно. По подобной технологии изготовляются стеновые панели с утеплителями из заливочных и полисти-рольных пенопластов. Однако полимерное сырье, из которого формуется полистирольный пенопласт, является еще дорогим и относительно дефицитным. Поэтому представляется целесообразным ограничить потребление этого полимера в ограждающих конструкциях путем частичной замены его мелкими волокнами органического происхождения, обработанных связующим веществом. Кроме того, полистирольный полимер можно сэкономить и за счет использования его отходов - по-листирольной пыли, которая полностью промышленностью не перерабатывается. Получение теплоизоляционного композиционного материала из волокон органического происхождения и пылевидных фракций вспенивающегося полистирола, относящихся ко вторичным ресурсам, спо-спобствует расширению сырьевой базы строительства, снижению себестоимости, экономии деловой древесины и сохранности окружающей среды. Эти вопросы соответствуют и задачам, поставленным в целевой комплексной научно-технической программе 0Ц.031 "Развитие прогрессивных технологий и индустриальных методов строительства на основе создания и широкого применения эффективных строительных материалов, изделий и конструкций". В свете изложенного вытекает актуальность настоящей работы.

Целью работы является создание нового теплоизоляционного материала, состоящего из органических волокон-отходов деревообрабатывающей промышленности и сельскохозяйственного производства (древесные стружки, опилки, костра льна и т.п.), отходов полистироль-ного производства (гранул вспенивающегося полистирола диаметром менее 0,4 мм), и технологии заводского производства изделий на его основе. Эта композиция по своим физико-механическим характе-ристам должна быть не хуже, а по таким показателям как огнестойкость и биостойкость лучше традиционных теплоизоляционных материалов, применяемых для утепления ограждающих конструкций производственных сельскохозяйственных зданий.

В основу работы положены известные положения теории создания композиционных материалов, вероятно-статистической концепции анализа и оптимизации сложных систем на основе алгоритмизированного планирования эксперимента.

Рабочая гипотеза включает возможность снижения плотности цель-нопрессованных изделий и улучшения их теплоизоляционных свойств за счет гранул полистирола, вспенивающихся в процессе формования.

Диссертационная работа состоит из пяти глав.

В первой главе освещаются - состояние вопроса о композиционных теплоизоляционных материалах органического происхождения и задачи исследования. Дан анализ основных отечественных и зарубежных исследований, по которым можно судить о целесообразности разработок древеснополистирольных утеплителей. Приведены конструкции стеновых панелей и комплексных плит покрытий, применяемых в сельскохозяйственном строительстве. Произведен обзор исходных материалов. Рассмотрены существующие теории о композиционных материалах, определены задачи исследования.

Во второй главе показана методика исследований, изложен системный подход, как методологический принцип исследования дре-веснополистирольной композиции, описаны технология изготовления образцов и свойства исходных материалов композиции: вспенивающегося полистирола, полимерных связующих веществ, волокнистых наполнителей органического происхождения, добавок и антисептиков.

В третьей главе изложены методики и результаты исследований свойств компонентов древеснополистирольной композиции. Определены коэффициенты вспенивания гранул полистирола в среде увлажненных древесных частиц. Обоснован процесс полимеризации связующего на поверхности древесных частиц без применения отвердителя. Охарактеризована структура теплоизоляционной композиции и определены соотношения размеров волокнистых частиц и вспененных гранул полистирола. Определено влияние сульфитно-дрожжевой бражки, как добавки к связующему, на прочность композиции. Произведен выбор и обоснование антисептика. Выбран состав антипирена, позволяющий перевести древеснополистирольный утеплитель в категорию трудносгораемых.

В четвертой главе изложены результаты оптимизации физико-механических свойств древеснополистирольной композиции. Определены, полученные методом математического планирования эксперимента, аналитические зависимости свойств материала от основных технологических параметров для стеновых панелей и комплексных плит покрытия, дан их анализ. Разработан алгоритм оптимизации состава композиции с использованием ЭВМ.

В пятой главе изложены особенности совмещенной технологии изготовления железобетонных изделий, утепленных полистирольным пенопластом и древеснополистирольной композицией. Дан анализ основных физико-механических свойств утеплительной композиции в зависимости от вида тепловой обработки. Новизна комплексной плиты покрытия с древеснополистирольным утеплителем подтверждена авторским свидетельством. Изложены особенности конструкций и технология изготовления трехслойных стеновых панелей. Приведены способы и результаты статических и теплотехнических испытаний. Рекомендовано оборудование и режимы термообработки. Приведены результаты внедрения разработок и экономическая эффективность древесно-полистирольной композиции.

Научная новизна. Установлены условия совместимости некондиционных волокнистых органических наполнителей из отходов растительного происхождения, связующего и мелких фракций полистирола применительно к совмещенной технологии получения теплоизоляционного материала.

Разработан метод решения системы неравенств, состоящий из многофакторных зависимостей, для оптимизации технологического процесса на основе математико-статистических моделей. Получены неизвестные ранее данные о вспенивании гранул полистирола в среде влажных растительных волокон; скорости отвердения карбамидоформаль-дегидной смолы КФ-МТ с различными отвердителями в широком диапазоне температур; влиянии сульфитно-дрожжевой бражки (СДБ) на свойства связующего и его адгезию к волокнам; взаимодействии различных антисептиков с элементами композиции.

Разработан новый вид антипирена, повышающий огнестойкость теплоизоляционного материала на основе органического сырья. Получено положительное решение ВНИИГПЭ о вьщаче авторского свидетельства № 3436928/29-33 от 28 марта 1984 г.

Составлена многофакторная математико-статистическая модель зависимостей основных физико-технических свойств композиции от соотношения компонентов и технологических режимов.

Разработана новая ограждающая строительная конструкция на основе теплоизоляционной композиции и технология ее изготовления в заводских условиях, а.с. № 981535 и № 717013.

Практическое значение работы. Создан новый теплоизоляционный материал на основе отходов деревообрабатывающей промышленности и отходов сельского хозяйства средней плотностью 80-225 кг/м3, прочностью при сжатии 0,08-0,12 МПа, отвечающий требованиям по биостойкости и огнестойкости предъявляемыми к утеплителям, эксплуатирующимся в производственных зданиях сельскохозяйственного назначения. Разработана и проверена в производственных условиях технология изготовления трехслойных стеновый панелей на основе теплоизоляционного древеснополистирольного материала. Разработанный материал внедрен в практику строительства производственных сельскохозяйственных зданий.

Внедрение результатов работы. На Жулянском заводе железобетонных изделий и конструкций треста "Промстройматериалы" Киевского облмежколхозстроя изготовлено с применением разработанного 2 древеснополистирольного утеплителя 1800 м стеновых панелей, из которых построены экспериментальный птичник в селе Степовое Киевской области и на территории завода - бокс для стоянки автомашин. Экономическая эффективность экспериментального птичника по сравнению с базовым составила 25 тыс.руб.

Предметом защиты являются.

- обоснование составов теплоизоляционной древеснополистироль-ной композиции для трехслойных стеновых панелей и комплексных плит покрытия, предназначенных для производственных сельскохозяйственных зданий.

- результаты исследований и предложения по регулированию свойств древеснополистирольной композиции, позволяющие выявлять условия для улучшения технологии и повышения физико-технических свойств данного теплоизоляционного материала;

- полученные математические зависимости влияния различных технологических факторов на свойства древеснополистирольной композиции для стеновых панелей и комплексных плит покрытия;

- метод решения системы неравенств, состоящий из многофакторных зависимостей, для оптимизации технологического процесса на основе математико-статистических моделей;

- научное представление о технологии изготовления трехслойных стеновых панелей с использованием древеснополистирольной композиции;

- научное представление о технологии изготовления комплексных железобетонных изделий с утеплителем из древеснополистирольной композиции (авторское свидетельство № 981535 М.КлЗЕ 04С2/26).

Работа содержит 194 страницы машинописного текста, таблиц - 34, рисунков - 32, список литературы из 122 наименований и приложений - 7.

Результаты разработок изложены в девяти печатных работах.

Диссертация выполнялась на Жулянском заводе железобетонных изделий и конструкций треста "Промстройматериалы" Киевского обл-межколхозстроя и на кафедре строительных материалов Киевского ордена Трудового Красного Знамени инженерно-строительного института с 1976 по 1980 год под руководством кандидата технических наук, доцента Старинской Н.Н., при консультации кандидата технических наук, доцента Сикорского О.Н.

I. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

I.I. Композиционные теплоизоляционные материалы на основе волокон растительного происхождения и вспенивающегося полистирола

Получение теплоизоляционных пенопластов армированных волокнами вписываются в общие теоретические основы разработок композиционно-волокнистых материалов (КВМ) Цыплакова О.Г. и теорию искусственных конгломератов (ИСК) Рыбьева И.А. [вО, I0l]. Разработке композиционных материалов посвящены также работы Портного К.И., Францевича И.Н., Пащенко А.А. и др. [45, 63, 92]. Согласно теорий КЕМ и ИСК композиционный материал, в обязательном порядке, состоит из сплошной матрицы с внедренными в нее волокнами. Известные работы базируются на оптимизации расположения армирующих волокон или зерен по отношению к действующим напряжениям и связаны с минимизацией веса изделий.

Одними из наиболее эффективных материалов, по теплоизоляционным свойствам, являются полистирольные пенопласты, получаемые из гранул вспенивающегося полистирола. Для сравнения можно указать, что слой полистирольного пенопласта толщиной в 30 мм эквивалентен по термическому сопротивлению красному кирпичу на легком растворе толщиной 510 мм, керамзитобетону - 350 мм или плитам из минеральной ваты - 120 мм . Недостатком полистирольных пенопластов является их горючесть (рабочая температура не более 75°С) и низкая механическая прочность 0,05-0,15 МПа, что сужает область их применения в строительстве. С целью улучшения этих свойств с использованием основ приведенной выше теории производят модификацию пенопластов. По существу, на базе вспенивающегося полистирола создаются новые композиционные теплоизоляционные пенопласты с отличными от аналога физико-механическими свойствами. Так разработан модифицированный полистирольный пенопласт "ПСВ-МП", представляющий собой пенопласт из вспенных гранул полистирола на карбамид-ной связке [?з]. Известны и другие теплоизоляционные композиции с применением вспенивающегося полистирола [23, 36, 72, 82 и др] . В источнике ^82J послужившем прототипом для создания нового композиционного теплоизоляционного материала, защищаемого в диссертации, в полистирольный пенопласт с целью улучшения его физико-механических свойств введены волокна растительного происхождения в воде древесных стружек. Для улучшения адгезии к пенопласту стружки покрывались связующим веществом. Из полученного таким способом армированного полистирольного пенопласта можно изготовлять отдельные мебельные и строительные детали, например, полки встроенных шкафов. Плиты строительного назначения из подобного материала известны в Швейцарии и ФРГ [69, Пб]. В Советском Союзе частные исследования армирования полистирольных пенопластов древесными волокнами отражены в работах [34, 38, 39]. Прочность материала теплоизоляционного назначения, как показано в работах [^38, 39^, возрастает в 2-3 раза по сравнению с прочностью обычного полистирольного пенопласта. Физико-механические свойства армированного пенопласта зависят от многих факторов - объемного соотношения компонентов, размера древесных частиц и гранул полистирола, режима термообработки и способа заполнения форм сырьевой массой. Установлено, что для изготовления теплоизоляционных плит предпочтительно использовать древесные частицы размером до 15 мм в объемном соотношении с пенопластом 1:1, так как при таком соотношении обеспечивается монолитность материала. Дальнейшее увеличение количества древесных частиц приводит к нарушению монолитности образцов и появлению отдельных несвязанных между собой участков. При использовании стружек длиной более 15 мм также трудно получить монолитный образец, так как большой их размер нарушает спекаемость гранул полистирола мевду собой. Армированные полистирольные пенопласты не нашли широкого распространения в строительстве в связи с тем, что не решены вопросы биостойкости, огнестойкости, технологичности их изготовления и по другим причинам, в т.ч. в связи с большим расходом полимерного сырья. Более полных данных, всесторонне характеризующих физико-механические свойства армированных полисти-рольных пенопластов и, особенно, когда в материале преобладают древесные волокна, в литературе не имеется. Композиция же, состоящая в основной массе из древесных волокон с внедренными в них отдельными вспененными гранулами полистирола, должна обладать высокими теплозащитными свойствами, определенной доступностью и, следовательно, найти широкое применение в ограждающих конструкциях. Структура такого теплоизоляционного материала отличается большой дискретностью. Основным направлениям разработки подобных композиционных материалов наиболее полно отвечает теория искусственных строительных конгломератов. Теория ИСК позволяет изучение структур конгломератов крайне ограниченным количеством вяжущего и, следовательно с высокой и полной дискретностью структуры. Весьма распространенной является концепция, согласно которой заполняющая часть, сцементированная по поверхностям контакта, образует в конгломерате каркас или "скелет" [ioj. В рассматриваемой древеснополистирольной композиции каркасом могут служить склеенные между собой древесные частицы. Согласно теории ИСК под каркасом следует понимать такую часть структуры, которая обладает комплексом признаков: I) достаточной однородностью состава и свойств; 2) непрерывностью пространственной сетки, которую образует эта часть структуры; 3) устойчивостью первоначальной формы сетки и конгломерата в целом при удалении заполняющего компонента (заполнителя); 4) понижением или повышением прочности конгломерата при соответственном упрочнении или ослаблении его каркасной (матричной) части; 5) повышением или понижением жесткости конгломерата с изменением в том же направлении жесткости его каркаса (матрицы). Исследование древеснополистирольной композиции относится к группе материалов, характеризующихся широким диапазоном изменения соотношения объемов матрицы и заполнителя. При суммарном объеме вспененного полистирола ^jftti большем суммарного объема пустот между растительными волокнами » матрицей является вспененный полистирол. В этом случае материал представляет собой пенопласт, армированный волокнами. Он в полной мере отвечает всем указанным выше признакам. Свойства такого материала (прочность, водопоглощение, теплопроводность и др.) могут быть определены расчетно-эксперимен-тальным методом в зависимости от содержания в нем армирующих волокон от некоторой оптимальной величины до нуля.

Как указывалось выше, в целях экономии полистирола, количество его, вводимое в композиционный материал ограничивается до величин < . В этом случае происходит качественное изменение структуры материала (рис. I.I). Матрицей является трехмерный пространственный каркас, образованный волокнами, склеенными между собой в местах контакта. Полистирол лишь частично заполняет пустоты между волокнами и участвует в создании прочности и жесткости свойств каркаса только в местах расположения гранул. В этом случае большинство перечисленных выше признаков не наблюдается, так как устойчивость первоначальной формы, прочность и жесткость конгломерата изменяются при удалении некоторого количество заполнителя. Следовательно, в зависимости от соотношения и т характер структуры принципиально меняется. Композиции ряда от а) до г) (рис. I.I) не могут рассматриваться как единый мате

Рис.И Строение: композиционных древеснополистирольншх материалов в зависимости

ОТ СООТНОШЕНИЯ ОБЪЕМОВ ПОЛИ СТИРОЛЯ fllTm) И ДРЕВЕСНЫХ ВОЛОНОН (Ll?6i). а - z vet =о сг - ZVii = Zlfni

Я - Zlfni < ZlfSi г - Z Vm =о риал с монотонно изменяющимися свойствами. Как явствует из теории ИСК, в этом случае должны происходить, при переходе из одного структурного вида в другой, скачкообразные качественные изменения большинства свойств.

Учитывал то, что исследуемые композиции в каждом конкретном случае могут относится к одной из приведенных структур (рис. I.I) или любому промежуточному варианту, аналитическое моделирование их свойств в зависимости от соотношения составляющих компонентов практически невозможно. В этой ситуации наиболее приемлемым являются методы статистического моделирования, с помощью которых следует определять рациональные структуры, соответствующие поставленным техническим требованиям в конкретных условиях производства работ.

В литературных источниках |j38, 39, 69, 116 Jрассматриваются способы производства подобных изделий. В Швейцарии плиты изготовлялись с контактным нагревом, но из-за малой теплопроводности полистирола этот способ малоэффективен. Лучшие результаты были получены при высокочастотном нагреве, сущность которого заключается в том, что при включении генератора между электродами возникает переменное электрическое поле, вызывающее нагрев массы материалов, вследствие возникающих в ней диэлектрических потерь. Свойства некоторых составов модифицированных пенопластов [^39 J приведены в таблице 1.1.

Другие свойства материала, оказывающие существенное влияние на эффективность использования его в строительстве, такие как теплопроводность, сорбционная влажность и биостойкость»изучены недостаточно. Общим недостатком указанных работ является также то, что авторы приводили отдельные рецепты составов, которые не могут претендовать на оптимальность к конкретным условиям производства, так

Объемное jКоличество соотношение j с вязукхцего стружек и ;в % полистирола|

Средняя {Среднее значение пределов проч-плотность,jности при:

1,5:1 2:1

1:1 1:1 1:1

15 20 25 25 25

132 146 199 196 230

4,4

6,4

8,4

6,28

8,4

6.3 12,4 8,5

6.4 9,9 как не разработаны методы управления свойствами материалов, что в современных условиях широкого внедрения во всех отраслях народного хозяйства автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) не может быть признано удовлетворительным. В неменьшей степени использование пенопласта сдерживается его горючестью и дефицитностью, а также сложностью и дороговизной оборудования для осуществления высочастотного нагрева. Учитывая такую особенность исследуемого материала, как возникновение формообразующих напряжений внутри самой формовочной массы при вспенивании гранул полистирола, в диссертационной работе рассматривается возможность отказа от дорогостоящего и малопроизводительного прессового оборудования в пользу изготовления изделий в камерах периодического действия с аэродинамическим подогревом типа ПАП-32 или Урал-72. Эти камеры устанавливаются для сушки пиломатериалов на

Из анализа литературных данных видно, что древесные волокна использовались для армирования полистирольных пенопластов строипредприятиях с небольшим объемом деревообработки тельного назначения и получены определенные положительные результаты. Однако назначение древесных волокон как арматуры ограничивало вводимое в композиции их количество и сужало область ее использования в строительстве. В то же время имеется возможность значительно расширить функциональные возможности теплоизоляционной композиции за счет преобразования ее структуры, когда основным компонентом материала будет не полистирол, а древесный наполнитель. В такой композиции создается предпосылка успешного решения вопросов повышения биостойкости и огнестойкости путем обработки определенными составами древесных волокон, экранирующих вспененные гранулы полистирола. Изменяя количественное соотношение компонентов (древесный наполнитель, полистирол и связующее вещество), можно будет подобрать требуемые физико-механические характеристики материала в зависимости от его функционального назначения. Предметам разработки этих и других вопросов посвящены дальнейшие исследования.

Заключение диссертации по теме «Строительные материалы и изделия», Дрожжин, Леонид Никитович

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Разработан и исследован новый композиционный теплоизоляционный материал - древеснополистирольный, для изготовления которого используются отходы деревообрабатывающей промышленности и сельского хозяйства (опилки, стружки, костра льна и т.п.), отходы полистирольного производства (гранулы полимера диаметром менее0,4мм). Композиция обладает всеми необходимыми физико-механическими характеристиками, предъявляемыми к теплоизоляционным материалам, применяемым для утепления ограждающих конструкций зданий сельскохозяйственного назначения (трехслойные панели, утепленные сводчатые панели-оболочки и т.п.). За счет введения в материал недефицитных и дешевых антисептиков и антипиренов он обладает улучшенными характеристиками по биостойкости и огнестойкости, что значительно расширяет круг его использования в строительстве. Материал содержит минимальное количество связугацего-карбамидоформальдегидной смолы, за счет частичной его замены более дешевым концентратом сульфитно-дрожжевой бражки.

2. Экспериментальными исследованиями установлено:

- добавка сульфитно-дрожжевой бражки к карбамидоформальдегид-ному связующему до 46,3 % снижает его расход и стоимость до 40 % и улучшает прочностные свойства древеснополистирольной композиции;

- вспенивание гранул полистирола в процессе изготовления древеснополистирольной композиции происходит полно (коэффициент вспенивания 43-56) и приравнивается к качеству вспенивания в кипящей воде.

3. Подобраны составы отвердителей для карбамидоформальдегид-ной смолы КФ-МТ, позволяющих установить соответствие между сроками вспенивания гранул полистирола с отверждением связующего. Установлена целесообразность формования древеснополистирольной композиции на карбамидоформальдегидных смолах при принятых режимах термообработки без применения отвердителей.

4. Определены соотношения между размерами волокон наполнителя и вспененными гранулами полистирола. Показано, что гранулы полистирола диаметром меньше 0,5 мм после вспенивания хорошо удерживаются на поверхности волокон, покрытых связующими, как следствие, теплоизоляционная композиция получается однородной.

5. Экспериментальными исследованиями установлено:

- наиболее эффективным антисептиком является тетраборат натрия, 2,05 % которого от массы древесного наполнителя, обеспечивают биозащиту теплоизоляционной композиции, не снижая ее физико-механических свойств;

- наиболее эффективным антипиреном является комплексный состав, состоящий из мочевины, поташа и флогопита (отходы горнодобывающей промышленности), повышающий огнестойкость древеснополистирольного утеплителя до трудногорючего. Получено положительное решение ВНШГПЭ № 3436928/29-33 от 28 марта 1984 года.

6. На основе математического планирования эксперимента разработаны и получены модели зависимостей ряда физико-механических свойств теплоизоляционных композиций для стеновых панелей и комплексных плит покрытия от различных технологических факторов. Разработан новый метод оптимизации составов композиций с использованием ЭВМ. Для выполнения указанной работы составлена специальная программа под шифром V$(f>l .

7. Разработана технология изготовления комплексных железобетонных плит покрытия с древеснополистирольным утешшгелем. На разработанную технологию получено авторское свидетельство № 981535 "Комплексная плита покрытия".

8. На основании выполненных исследований разработана и внедрена в практику строительства технология изготовления 3-х слойных стеновых панелей с древеснополистирольным утеплителем. На Жулянском заводе железобетонных изделий и конструкций Киевского облмежр колхозстроя изготовлено 1800 м панелей. Экономическая эффективность от внедрения древеснополистирольного утеплителя при строительстве экспериментального птичника в селе Степовое Киевской области, по сравнению с базовым, составила 25 тысяч рублей.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Старинская Н.Н., Скрыпник Д.Е., Дрожжин Л.Н. Панель с органическим наполнителем на основе полистирола. - С1льське буд1в-ництво, 1977, № 7, с. 16-17.

2. Дрожжин Л.Н. Разработка, исследование и внедрение эффективного утеплителя для легких ограждающих конструкций сельскохозяйственных зданий. - В кн.: Применение эффективных строительных конструкций из новых и местных материалов. Тез.респ.науч.-техн. семинара. - Киев, 1978, с. 10.

3. Дрожжин Л.Н., Томин Г.С. Новый биостойкий теплоизоляционный материал. - В кн.: Научно-технический прогресс в деревообрабатывающей промышленности. Тез.докл.науч.-техн.конф. - Киев, 1978, с. 173-174.

4. Дрожжин Л.Н. Теплоизоляционный материал на вспенивающемся полистироле. - Строительные материалы и конструкции, 1979, № 2, с. 14-15.

5. Дрожжин Л.Н. Композиция для изготовления теплоизоляционного материала. А.с. № 7170X3, бкш.изобр. № 7, 1980.

6. Томин Г.С., Дрожжин Л.Н. О выборе антисептиков для теплоизоляционной композиции на основе древесных отходов и полистирола. - В кн.: Научно-технический прогресс в лесной и деревообрабатывающей промышленности. Тез.докл. 13-й науч.-техн.конф.- Киев, 1980, с. 179-180.

7. Выбор компонентов бетонной смеси (программа Vf^> 1 ) /Си-корский О.Н., Дрожжин Л.Н., Пальчик П.П., Кривда Н.Ф., Кундзич И.Я. Киевский инженерно-строительный институт, Киев, 1981. - 8 с.

8. Дрожжин Л.Н. О прочности древеснополистирольного утеплителя. - Строительные материалы и конструкции, 1981, № I, с. II.

9. Комплексная плита .покрытия. А.с. № 981535 /Хоменко В.П., Дрожжин Л.Н., Полтавцев М.Д., Кузьмук Т.А. - Бюл.изоб., № 46, 1982.

Материалы диссертационной работы доложены:

1. На научно-технических конференциях Киевского инженерно-строительного института (Киев, 1975, 1977 гг.).

2. На республиканском научно-техническом семинаре "Применение эффективных строительных конструкций из новых и местных материалов", Киев, 1978.

3. На научно-технической конференции Украинского научно-исследовательского института механической обработки древесины, Киев, 1978.

4. На 13-й научно-технической конференции Украинского научно-производственного деревообрабатывающего объединения, Киев, 1980.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Дрожжин, Леонид Никитович, 1984 год

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грановский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. - 2-е изд. - М.: Наука, 1976. - 279 с.

2. Баженов Ю.М. Технология бетонов. М.: Высшая школа, 1978. -454 с.

3. Баженов Ю.М., Вознесенский В.А. Перспективы применения математических методов в технологии сборного железобетона. -М.: Стройиздат, 1974. 192 с.

4. Богданов E.G., Козлов В.А., Пейч Н.Н. Справочник по сушке древесины. М.: Лесная промышленность, 198I, с. 28-52.

5. Власкин Е.Ф. Перспективы развития промышленности пластических масс и их переработки в II-й пятилетке. Пластические массы, 198I, № I, с. 3-5.

6. Власкин Е.Ф. Промышленности пластических масс и их переработки 50 лет. - Пластические массы, 1981, № 8, с. 5.

7. Вознесенский В.А. Статистические методы планирования эксперимента в технико-экономических исследованиях. 2-е изд. -М.: Финансы и статистика, 198I. - 283 с.

8. Гамза Л.Б., Корольков А.П. Волокнистые теплоизоляционные плиты на органофосфатных композициях. В кн.: Производство и применение фосфатных материалов в строительстве. Сб.науч. тр. ЦНИИСК, М., 1983, с. 17-30.

9. Гарасевич Г.И., Семеновский А.А. Формованные изделия из дре-весно-клеевой композиции. М.: Лесная промышленность, 1972, с. 3-7.

10. Гершберг О.А. Технология бетонных и железобетонных изделий. -М.: Стройиздат, 197I, с. 35-37.

11. Годило П.В., Патуроев В.В., Романенков И.Г. Беспрессовые пенопласты в строительных конструкциях. -М.: Госстройиздат, 1969, с. 3-45.

12. Годило П.В. Исследования работы конструктивного среднего слоя из пенополистирола в трехслойных панелях и их формования термоимпульсным методом.: Диссертация на соискание ученой степени канд.техн.наук. М.: 1974, с. 3-35.

13. Горелик Я.П., Михайлова Г.В. Справочное руководство по древесине (пер. с англ.). М.: Лесная промышленность, 1979, с. 385-440.

14. ГОСТ 14231-78 Смолы карбамвдоформальдегидные. Технические условия. 17 с.

15. Губенко А.Б. Новое в технологии изготовления трехслойных ограждающих конструкций из металла и пенопласта, вспениваемого в полости изделия. Обзорная инф, М.: ЦИНИС, 1975,с. 3-9.

16. Дерюгин А.Ф. Разработка и исследование утеплителя на основе фенолоформальдегидного пенопласта и органического наполнителя для слоистых ограждающих конструкций. Автореферат на соискание учен.степени канд.техн.наук. - М., 1979, с. 1-8.

17. Добужинская Е.В., Исакович Г.А. Исследование возможности получения легкого пенопласта из суспензионного вспенивающегося полистирола мелких фракций. Строительные материалы, 1978, № 12, с. 27-28.

18. Доронин 25.Г., Свиткина М.М., Мирошниченко С.Н. Синтетические смолы в деревообработке. М.: Лесная промышленность, 1979, с. 35-89.

19. Дрожжин JI.H. Теплоизоляционный материал на вспенивающемся полистироле. Строительные материалы и конструкции, 1979, № 2, с. 14-15.

20. Дрожжин JI.H. О прочности древеснополистирольного утеплителя. Строительные материалы и конструкции, 1981, № I, с. II.

21. Дрожжин JI.H. Композиция для изготовления теплоизоляционного материала. А.с. № 7I70I3. Бюл.изобр. № 7, 1980.

22. Дрожжин JI.H., Томин Г.С. Новый биостойкий теплоизоляционный материал. В кн.: Научно-технический прогресс в деревообрабатывающей промышленности. Тез.докл.науч.техн.конф. - Киев, 1978, с. 173-174.

23. Егошина М.П., Вязова B.C., Жиров B.C. Повышение эффективности производства за счет использования отходов древесины. -Экономика и управление в лесной и деревообрабатывающей промышленности. М.: ВНИПИЭИлеспром, 1981, № 2, с. 7.

24. Енборисов Ю.В. Исследование и разработка технологии изготовления комплексных ограждающих конструкций с утеплителем из пенопласта. Автореферат на соискание учен.степени канд. техн.наук, Киев, 1975, с. 18-19.

25. Зацепин К.С., Шапошников В.Я., Румянцев Б.М. Теплоизоляционный материал для многослойных конструкций. Строительные материалы, 1975, № 10, с. 25-26.

26. Защита строительных конструкция от агрессивных сред. Сельскохозяйственные производственные здания: Обзорная информация. - Киев: УкрНИИНТИ, 1977, с. 3-7.

27. Зилов А.Г., Огоньянц В.А. Стеновые панели из пенопласта. -Строительные материалы, 1970, № 2, с. 17.

28. Изменение порообразователя при изготовлении пенополистирола/ Бейлина В.И., Носаев Г.А., Кривец Л.И. и др. Пластические массы, 1975, № I, с. 68-70.

29. Исследование процесса изготовления и теплофизических качеств легких стеновых панелей с эффективным утеплителем. Отчет Б363482, гос.per.№74058656, ВНИИПолимеркровля, 1975, с. 13.

30. Ищенко И.И., Кутухтина Е.Г., Спиридонова В.М. Строительство производственных зданий с применением легких несущих и ограждающих конструкций. М.: Стройиздат, 1978, с. 35-45.

31. Калечиц В.В. Развитие промышленности пластических масс в Украинской ССР. Пластические массы, 1977, № 12, с. II—12.

32. Кардашов Д.А. Синтетические клеи. М.: Химия,1968. - 592 с.

33. Карельштейн И.М. Формование элементов мебели из пенополистирола. М.: Лесная промышленность, 1978, с. 135-145.

34. Кафаров В.В. Методы кибернетики в химии и химической технологии. М.: Химия, 1971, с. 173-228.

35. Ковальчук Л.М., Фрейдин А.С. Изготовление строительных конструкций на основе пластмасс. Стройиздат, 1966. - 324 с.

36. Ковальчук Л.М. Склеивание древесных материалов с пластмассами и металлами. М.: Лесная промышленность, 1968, с. 191197.

37. Ковальчук JI.M., Басканин Е.Н., Патуроев В.В. Изготовление конструкций и деталей из древесных материалов и пеноплас-тов. М.: Лесная промышленность, 1971. - 175 с.

38. Ковальчук Л.М. Технология склеивания. М.: Лесная промышленность, 1973, с. 50-56.

39. Ковальчук Л.М. Производство деревянных клееных конструкций. М.: Лесная промышленность, 1979, с. 79-95.

40. Коган A.M., Оленев Б.А., Шабанов В.А. Развитие промышленности переработки пластических масс в десятой пятилетке. -Пластические массы, 1978, № I, с, 6-8.

41. Коган B.C. Трехслойные панели ограждений с плоскими металлическими обшивками и утеплителем из пенопластов. Рига: Латв. НИИНТИ, 1980, с. 3-7.

42. Комплексная плита покрытия. А.с. № 981535 /Хоменко В.П., Дрожжин Л.Н., Полтавцев М.Д., Кузьмук Т.А. Бюл.изоб. № 46, 1982.

43. Композиционные материалы волокнистого строения. /Под ред. Францевича И.Н., Карпиноса Д.М. Киев: Наукова думка, 1970, с. 3-8.

44. Композиционные материалы на основе полимеров и измельченной древесины. Вихрова В.Н., Гамова И.Н., Киприанов А.И. и др. -Пластические массы, 1979, № 4, с. 36-37.

45. Кондратьев С.Ф., Куценко А.В., Садовникова Т.А. Защита древесины. Киев, Буд1вельник, 1979, с. 96-97.

46. Кондрючий А.И., Романова В.Н. О возможности повышения транспортной прочности стружечного брикета. В кн.: Научно-технический прогресс в деревообрабатывающей промышленности. Тез.докл.науч.-техн.конф., Киев, 1978, с. II7-II8.

47. Консервирование и защита лесоматериалов /Калниньш А.Я. и др. М.: Лесная промышленность, 1971. - 423 с.

48. Конструкции производственных сельскохозяйственных зданий. -Строительство в нечерноземной зоне РСФСР: Экспресс-информация, ЦБНТИ, М., 1979, с. 4-7.

49. Коротаев Э.И., Клименко М.Н. Строительные материалы и изделия из древесных опилок. Обзорная информация, ВНИИЭСМ, М., 1976, с. 3-8.

50. Крутов П.Н., Склизков Н.И., Терновский А.Д. Строительные материалы из местного сырья в сельском строительстве. М.: Стройиздат, 1978, с. 196-220.

51. Ломакин А.Д. Защита древесины в ограждающих конструкциях. -Сельское строительство, 1979, № I, с. 18.

52. Ломакин А.Д., Прилепский Е.А. Защита торцов клееных деревянных конструкций от эксплуатационного увлажнения. Сборник трудов. ЦНИИЭПсельстрой, 1971, вып. 2, с. 27.

53. Любомирский И.Е. Перспективы развития древесностружечных плит на Украине. Деревообрабатывающая промышленность, 1977, № 12, с. 10-11.

54. Марголин А.Г. Новые трехслойные железобетонные ограждающие конструкции на гибких связях. Л.: Ленинградский дом научно-технической информации, 1981, с. 3—II.

55. Местные строительные материалы на основе органических отходов/ Склизков Н.И. и др. Обзорная информация, М., 1973, с. 7-13.

56. Минас А.И. Влияние атмосферы животноводческих зданий на конструкции из легких бетонов на пористых заполнителях. В кн; Эффективные легкие строительные материалы на базе местного сырья, Киев, 1975, с. 32-35.

57. Муравьев Ю.А., Низов А.Ф. Асбестоцементные конструкции для строительства сельских производственных зданий. Строительные материалы, 1977, № 2, с. 26.

58. Разработать новые эффективные ограждающие конструкции для индустриального, жилищного, гражданского и промышленного строительства. Отчет Б514186, гос.per.№ 71049066. М.: ИСиА, 1976, т.2, с. 139-14I.

59. Оснач Н.А., Скляренко Б.С. Улучшение свойств строительной древесины. -Киев, Буд1вельник, 1978, с. 4-106.

60. Павлов В.А. Пенополистирол. М.: Химия, 1973, с. 3-10.

61. Пащенко А.А., Сербии В.П., Бондарь В.Р. Стеклоцементные композиционные материалы. Киев: Знание, 1979, с. 5-12.

62. Переработка новых марок вспенивающегося полистирола в изделия /Безбородко Л.Г., Бейлина В.И., Иванов В.М. и др. -Пластические массы, 1981, № 4, с. 42-44.

63. Перспективы развития производства карбамидных смол /Лейтман Б.В. и др. Пластические массы, 1978, № 5, с. 55-56.

64. Повышение эффективности использования древесины в строительстве. Строительная индустрия: Обзорная информация, ЦБНТИ, М., 1979, с. 5—II.

65. Применение отходов деревообработки Кызыл-Ординского ЦКК и треста Гурьевсельстрой № 9 для изготовления теплоизоляционных плит. Отчет Б419910, гос.per.№ 74053909. М.: 1975,с. 16-24.

66. Проектирование и строительство зданий птичников. Обзорная информация. М.: ЦНИИС, 1970, с. 3-9.

67. Прочный на сжатие формовой материал и способ его изготовления. Патент Швейцарии № 3700229, 1963.

68. Процессы и аппараты в технологии строительных материалов / Борщ И.М., Вознесенский В.А., Мухин В.З. и др. Киев: Высшая школа, 1981. - 296 с.

69. Разработка технологии получения пенопластов, заменяющих древесину, для изготовления многократно используемых моделей. Отчет Б682758, гос.per. № 77065844, ВНИИстройполимер, М., 1968, с. 9-14.

70. Разработка узлов крепления и шефмонтажа ограждающих конструкций птичника из трехслойных панелей на базе газонаполненного полистирола. Отчет ЭПК и ТБ "Стройпластик", Киев, 1975, с. 31-35.

71. Рекомендации по защите ограждающих конструкций с обшивками из ДВП.в птицеводческих и животноводческих зданиях. М.: ЦНИИЭПселвстрой, 1975. -.12 с.

72. Рекомендации по обеспечению долговечности деревянных конструкций в птицеводческих и животноводческих зданиях. М.: ЦНИИСК, ЦНИИЭПсельстрой, 1973, с. 18.

73. Руководство по подбору составов тяжелого бетона. НИИЖБ Госстроя СССР. М.: Стройиздат, 1979, с. 58-85.

74. Руководство по проектированию и изготовлению клееных плит покрытий с применением древесноволокнистых плит. /Для экспериментального строительства/. М.: Минсельстрой СССР, 1976.20 с.

75. Рыбьев И.А. Строительные материалы на основе вяжущих веществ. М.: Высшая школа, 1978. - 308 с.

76. Сигорский В.П. Математический аппарат инженера. Киев: Техника, 1975, с. 229-230.

77. Скрыпник Д.Е. Состав для изготовления мебельных и строительных деталей. А.с. № 284294, Мкл2 Е04С 2/10, 1968.

78. Смольников В.П. Смачивающая способность смолы MI9-62, модифицированной концентратом сульфитно-спиртовой барды. Плиты и фанера, 1968, № 6, с. 13-14.

79. Современные методы оптимизации композиционных материалов / Вознесенский В.А., Вырова В.Н., Керш В.Я. и др. Киев: Будильник, 1983. - 143 с.

80. Совершенствование технологии изготовления комплексных плит1.покрытий. /Гусак,Н. и др. Реф.информ. - М.: МинПромстрой СССР, 1975, вып. 12, с. 7-8.

81. Состояние и перспективы совершенствования теплофизических свойств ограждающих конструкций животноводческих зданий. Экспресс-информация. М.: ЦНШЭПсельстрой, 1981, вып. 4, с. 3-4.

82. Способ получения вспенивающегося полистирола /Глуховский B.C., Афанасьев П.П., Поляков В.В. и др. Пластические массы, 1975, № 8, с. 18-19.

83. Старинская Н.Н., Скрыпник Д.Е., Дрожжин Л.Н. Панель с органическим наполнителем на основе полистирола. С1льське бу-д1вництво, 1977, № 7, с. 16-17.

84. Строительные поропласты /Кауфман Б.Н. и др. М.: Стройиздат, 1975, с. 15-35.

85. Строительные материалы и изделия из древесных опилок. Обзорная информация, М., 1976, с. 3-5.

86. Строительный теплоизоляционный материал " si у гох". Промышленность полимерных мягких кровельных и теплоизоляционных строительных материалов: Реферативная информация. - М.: ВНШЭСМ, 1980, вып. 6, с. 12.

87. Структура и свойства композиционных материалов /Портной

88. К.И., Салибеков С.Е., Светлов И.Л. и др. -М.: Машиностроение, 1979, 255 с.

89. Темкина Р.З. Синтетические клеи в деревообработке. М.: Лесная промышленность, 1975, с. 15-45.

90. Технология изготовления клееных панелей из пластмасс, алюминия, асбестоцемента и бетона. /Труды ЦНШСК, 1963, вып. 124, с. 14-16.

91. Туркин В.В., Чеботников В.И. Костропласт конструктивный теплоизоляционный материал. - В кн.: Эффективные легкие строительные материалы на базе местного сырья. Труды, Краснодарский политехнический институт, вып. 80. - Киев: 1975, с. 79-81.

92. Ферджулян А.Г., Евстифеева Л.С. Комплексные плиты покрытия./ Экспресс-информация, ЦНИИЭПсельстрой, 198I, вып. II. 4 с.

93. Формование полистирольных пенопластов по одностадийной технологии /Гаршин А.П., Борзенко Е.М., Порошин Ю.А. и др. -Строительные материалы, 1978, № 5, с. 14-15.

94. Формование пенопластов из вспенивающегося полистирола пониженной горючести /Гаршин А.П., Борзенко С.С., Проняева О.В. и др. Пластические массы, 1977, № 6, с. 38-40.

95. Химельблау Дж. Прикладное нелинейное программирование. М.: Мир, 1975, с. 230-300.

96. Цыплаков О.Г. Научные основы технологии композиционно-волокнистых материалов. Пермь: Пермское книжное издательство, 1974, ч. I. - 309 с.

97. Шварцман Г.М. Производство древесностружечных плит. М.: Лесная промышленность, 1977, с. 3-18.

98. Шварцман Г.М. Производство древесностружечных плит в СССР и за рубежом. М.: ЦНИИФ, 1968, с. 3-5.

99. Шварцман Г.М., Двойрина Г.Я., Новикова Г.В. Пути повышения биостойкости древесностружечных плит. Деревообрабатывающая промышленность, 1978, № 8, с. I0-II.

100. Щедро Д.А. Новые карбамидные смолы централизованной поставки и их использование в производстве древесностружечных плит. ЦНИИФ, Тез.докл.науч.-техн.конф. - Повышение эффективности и качества в деревообрабатывающей промышленности. -Киев: 1977, с. 17.

101. Эффективные строительные конструкции. /Под ред. Таирова В.Д., Рохлина И.А. Киев: Буд1вельник, 1978, с. 18-20.107. ffcfij juz Us ейтепШ de ze/npfrffage Pzimosia // Ccthiez du CSTB", 1976, 6, Vll, 12-15.

102. Peris spz J(tLU THERMOГ1 assjf. -Qahiezs du &enhe Scieniifiyue ei Technique du Bailment, 1982, У22b , /fib/81 74.

103. BiSiis B.J.} Ltfu ohuncp £ee, Jnsutaiion Sheathing- Boazds -fzom coilon, gin zesiduest Sazn, and i/ood pifozf. -fovesi Pzoducis Jouznai, 1980, if. 30, У1, P. 43 -45.

104. BuUdinp- panels onlbe do и Me. „ Modezn phsiies ini", №9, 9. Ytf, 54-56.

105. Complete c?a£& and poo.у Pan eh „ JnjuMiw" 19TS, У/59,5, 74-19, PJ-/0.

106. Effect op f hi ires cinleni on pazdfoozd pzopeziies /1.x in Y., Oesiman В.Й. L.~ Fozesi Pzod. J., 1983, Pol. 33 .//3, P. 26 -30. tal, M - вМодг.: 13 zep.

107. EPS- HazifohaumpSaHen im Siiasseniov. ~ SchiSeizez San-8Mi, 1982 f r5fl J.44-47.

108. Fiacco p.d., tlecizmiCK &.P. Management jei, /0, 360,601 (1964) IS,816 (1966).

109. Happ fez H.P Kennen Sie DJtf ? Teii Ч; HoMuiz.

110. D euisohe Bauzeliungf 1978 f У/2, 348-52.116. Hun HMO We , /31 196$.

111. MLzauTat Buiidinp Pa/?e£f „ Sheets /?гс6е£есШга£ Caiaiog Fife" 1973, Aft, P. 75.

112. Srrw£irf &. Елегру съилс/? pa Pes i/?e dfau to near BPS molding tec/?/?a&0, „ /iodezr? Plastics Jni " /m, 9 У 11, M - S3.

113. SpanholzfaAien Halt Mossiahofe ? Hohiaduftzie. /9Щ У$, j. 141.

114. Un noputeau mateziai; de co/?flzuciion i/ttzafegez dux pzopzletes dHso-toiion thez/r?ipue ame&oztes / Shin W.S.- Jouznaf de £a ConHzt/сйол de £a SuWe flomande , 194/, A/22t p. 52-54.