Минеральный модификатор для защиты изделий из древесины

• Автор: Стенин, Алексей Андреевич
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 188 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА

1.1 Строительные материалы из древесины. Достоинства и недостатки

1.2 Особенности строения древесины как сырья для производства строительных материалов.

1.3 Современные способы улучшения гидрофизических и пожарно-технических свойств древесины

1.3.1 Защита древесины от горения

1.3.2 Защита древесины от увлажнения

1.4 Минерально-сырьевая база Северо-Арктического региона России

1.4.1 Свойства базальта

1.4.2 Сапонит-содержащий материал
1.5 Критерии оптимизации состава высокодисперсной минеральной добавки
1.5.1 Способы получения модификатора в высокодисперсном состоянии
1.5.2 Энергетические критерии оптимизации состава высокодисперсной минеральной добавки
1.6 Выводы
2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРИМЕНЯЕМЫЕ МАТЕРИАЛЫ
2.1 Методы исследования сырьевых материалов и модифицированной древесины
2.2 Характеристика сырьевых материалов
3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИКАТОРА
3.1 Определение энергетических параметров базальта и сапонита
3.2 Энергетическая характеристика наномодифицированной поверхности древесины.
3.3 Подбор оптимального состава микродисперсного модификатора
3.4 Оптимизация свойств минерального модификатора с помощью оксида кальция
3.5 Выводы
4 ПОВЫШЕНИЕ ЭКСЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МИНЕРАЛЬНОГО МО ДИФИК АТ ОР А Л
4.1 Особенности предварительной подготовки древесного сырья для модификации.
4.2 Обработка древесины минеральным модификатором методом распыления суспензии
4.3 Разработка экспериментальной автоклавной установки для модифицирования древесины

4.4 Влияние режимов и параметров автоклавной модификации изделий из древесины на ее
пожарно-технические и гидрофизические свойства
4.5 Особенности фазо- и структурообразования модифицированной древесины
4.6 Выводы

5 ВНЕДРЕНЕИЕ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
5.1 Разработка нормативной документации
5.3 Технико-экономическая эффективность
5.4 Выводы
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
В решении проблемы повышения качества и долговечности строительных материалов из древесины одним из лимитирующих факторов является прочность структурных связей между компонентами на границе раздела фаз. На уровне микро- и макроструктуры прочность адгезионных контактов определяется физико-химическим взаимодействием, которое происходит на всех стадиях формирования композитов. Основную роль в этих процессах играет поверхность дисперсных материалов, которая отличается от объема повышенным энергетическим потенциалом. Поэтому активные центры поверхности материалов в первую очередь будут обуславливать их реакционную способность и участвовать в контактообразовании при модификации поверхности. Регулируя взаимодействие в контактной зоне, можно целенаправленно управлять процессами синтеза композиционных материалов и прогнозировать их свойства. Данное научное направление в полной мере может быть реализовано при использовании в стройиндустрии сырья растительного происхождения (возобновляемый ресурс) и минеральной геологической сырьевой базы. Так, по обеспеченности лесами Россия занимает первое место в мире, располагая примерно 1/5 мировых лесонасаждений и запасов древесины.
С точки зрения лесопользования леса делятся на три группы в соответствии с хозяйственным или природоохранным значением. В первую группу включаются леса, выполняющие защитную функцию (20% общей площади лесного фонда). Ко второй группе (10 % фонда) принадлежат леса, имеющие ограниченную эксплуатационную ценность из-за истощения вследствие рубок в предыдущие годы. Леса третьей группы — это основной источник получения древесного сырья для нужд экономики (70 % фонда).
В целом суммарные запасы древесины в России оцениваются в 82 млрд. м3. При общей вырубке почти 100 млн. м3 в год ежегодный прирост

бетона путем последовательной направленной гетерогенизации объема композита на микро-, макро- и наноуровне его структурной организации. На микроуровне структурообразование интенсифицируется введением зародышей кристаллизации в виде тонкомолотого цементного камня (ТМЦК). На макроуровне - использование гранулированного наноструктурирующего заполнителя (ГНЗ) позволяет создать макропористую структуру композита с одновременной модификацией матрицы на нано- и микроуровне. Вместе с тем, в исследованиях отмечается, что добавка 1 % ТМЦК приводит к формированию микроструктуры цементного камня с четким срастанием отдельных блоков в монолитную массу. Данной спецификой микроструктуры объясняется более высокая прочность цементного камня, синтезированного при введении 1 % тонкомолотой цементной фракции и подтверждается роль данной добавки как центра кристаллизации.
В исследованиях [70] отмечается важность коллоидно-химического изучения свойств при наномодификации строительных материалов. Так, например, модификация наноструктурированного перлитового вяжущего есть результат ионного взаимодействия твердых частиц со стабилизатором (лимонной кислотой). Стабилизатор выступает в качестве поверхностноактивного вещества, пластифицируя систему. Кроме того, установлено снижение дзета-потенциала в системе в присутствии стабилизатора.
В исследованиях, направленных на создание бетонов для суровых климатических условий [71] установлено, что использование полидисперсных наполнителей, полученных путем механохимической активации, увеличивающей удельную поверхность наполнителя, способствует получению более полной и прочной структуры. Установлена взаимосвязь прочности, морозостойкости и водонепроницаемости высококачественных бетонов с коллоидно-химическими характеристиками наполнителя.