Обоснование технических решений переработки отходов древесно-подготовительного цеха целлюлозно-бумажного комбината в строительные материалы

• Автор: Копарев, Владимир Сергеевич
• Шифр специальности: 05.21.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Петрозаводск
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Отходы древесно-подготовительного цикла производства целлюлозы

1.1.1. Отходы окорки

1.1.2. Отходы производства щепы

1.1.3. Вероятные способы использования отходов ДПЦ

1.2. Контроль качества образцов

1.3. Выводы по главе

2. МЕТОДИКА ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБРАЗЦОВ

2.1. Фракционный состав отходов древесно-подготовительного цеха ЦБК

2.1.1. Анализ коры на крупность частиц
2.1.2. Анализ отсева на крупность частиц
2.2. Изготовление опалубки
2.3. Методика определения пригодности отходов древесно-подготовительного цеха ЦБК для древесно-цементных композитов
2.3.1. Методика определения пригодности скопа для древесно-цементных
композитов
2.3.2. Методика определения пригодности коры для древесно-цементных композитов
2.3.3. Методика определения пригодности отсева для древесно-цементных
композитов
2.4.Методика определения прочности образцов методом сжатия со смесью отходов древесно-подготовительного цеха ЦБК в качестве заполнителя
2.4.1. Методика определения прочности образцов с разны процентным
соотношением содержания коры в заполнителе
2.4.2. Методика определения прочности образцов с разны процентным
соотношением содержания отсева в заполнителе
2.4.3. Методика определения прочности образцов с разны процентным соотношением содержания скопа в заполнителе
2.5. Испытание образцов на прочность методом сжатия
2.6. Выводы по главе
3. ОБОСНОВАНИЕ ПРИМЕНИМОСТИ ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ОДНОРОДНОСТИ ОБРАЗЦА
3.1. Выводы по главе
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Результаты определения пригодности отходов древесно-подготовительного цеха ЦБК для древесно-цементных композитов
4.1.1. Результаты пригодности скопа для древесно-цементных композитов
4.1.2. Результаты пригодности отсева для древесно-цементных композитов
4.1.3. Результаты пригодности коры для древесно-цементных композитов
4.2. Результаты испытания образцов с заполнителем в виде смеси отходов древесно-подготовительного цеха ЦБК на прочность методом сжатия
4.2.1. Результаты испытания образцов с заполнителем в виде смеси скопа и коры на прочность методом сжатия
4.2.2. Результаты испытания образцов с заполнителем в виде смеси отсева и скопа на прочность методом сжатия
4.2.3. Результаты испытания образцов с заполнителем в виде смеси коры и отсева на прочность методом сжатия
4.3. Влияние состава заполнителей на прочность образцов
4.4. Расчет фрактальной размерности изображений образцов
4.5. Сравнение испытанных образцов с арболитом разных классов по прочности
4.6. Выводы по главе
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Приоритетным направлением развития лесопромышленного комплекса России является совершенствование технологий глубокой переработки древесины. Технологические решения в области реализации потенциала ресурсосбережения при переработке круглых лесоматериалов на полуфабрикаты для производства целлюлозы относятся к данному направлению. Окоренный баланс и щепа является продукцией древесноподготовительных цехов целлюлозно-бумажных комбинатов, из которой в дальнейшем изготавливаются бумага и целлюлоза.
В этой связи появляются задачи совершенствования не только каждого из звеньев технологической цепи по переработке круглых лесоматериалов, но и поиска новых технологий переработки древесных отходов в продукцию. Актуальность этих задач объясняется тем, что рост выпуска продукции глубокой переработки древесины (целлюлоза, бумага) предполагает наращивание объемов заготовки и переработки круглых лесоматериалов. В ЦБП на выпуск одной тонны целлюлозы требуется от 4 до 6 м3 древесины, до 450 кВт-ч электроэнергии, до 180 м3 воды.
Древесно-подготовительный цикл целлюлозно-бумажного производства включает в себя следующие операции: раскряжёвка (опилки), окорка в корообдирочном барабане (кора, кора с древесиной, древесина, скоп), измельчение в рубительной машине (после сортирования выделяется отсев). Эти отходы в настоящее время сжигают для получения тепловой энергии. Исследования свойств древесно-цементных композиций показывают, что такие древесные частицы могут обеспечить высокие физико-механические свойства, изготавливаемых из них строительных материалов. Таким образом, исследование возможности использование упомянутых отходов для изготовления блоков древесно-цементной композиции является актуальной задачей, позволяющей обосновать новые пути использования древесных отходов.

Например, бетон, в котором скорость звука (ультразвука) выше 4500 м/с, считается высокопрочным; если эта скорость оказывается ниже 2000 м/с, то бетон имеет низкую прочность. Подвергая механическому испытанию кубики, предварительно испытанные ультразвуковыми методами, можно составить приближенную таблицу соответствия каждого значения скорости прохождения в бетоне звука (или ультразвука) его прочности.
Кривую зависимости “скорость — прочность” можно построить по результатам ультразвуковых и механических испытаний контрольных образцов из бетона того же состава, изготовленного по той же технологии. Кубики—образцы готовые к испытаниям, прежде всего подвергаются ультразвуковым испытаниям акустическими методами, а потом разрушению на гидравлическом прессе. Затем строят кривую “скорость—прочность”. Измеряя скорость распространения ультразвука на этих участках, можно на кривой определить прочность бетона. Сочетая механические методы с акустическими, можно производить сплошной контроль изделий и конструкций по прочности образцов. Использование обоих методов контроля прочности бетона сделало контроль качества бетонных изделий и конструкций более надежным.
Преимущество неразрушающих методов в том, что прочность в сооружениях можно определить по скорости распространения звука, вычисляя динамический модуль упругости и учитывая объемную массу и возраст бетона. Точность таких измерений составляет ±18%.
При помощи акустических методов можно также выявить наличие трещин и пустот в бетоне исследуемых изделий и конструкций. Импульс, переданный ультразвуковым генератором, будет распространяться по телу бетона с определенной скоростью. Импульс затрачивает больше времени на преодоление препятствий, в виде трещин или раковин. Увеличение времени распространения импульса будет сигналом наличия дефекта. Изменения результатов измерений времени и скорости позволяют судить о неоднородности, а постоянство показателей скорости — о равномерном качестве испытуемого бетона.