Научные основы получения конкурентоспособных строительных материалов из низкосортной древесины и древесных отходов

• Автор: Титунин, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.23.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 442 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Разработка и обоснование комплексного подхода к созданию

строительных материалов для малоэтажного домостроения

1.1. Анализ современного состояния и перспективы малоэтажного деревянного домостроения в России

1.2. Объективные преимущества использования в домостроении

материалов из древесины

1.2.1. Социально-экономические предпосылки использования древесины в строительстве

1.2.2. Достоинства и недостатки основных видов строительных материалов из древесины
1.3. Древесиноведческие и технологические проблемы создания строительных материалов для деревянного домостроения
1.3.1. Особенности использования малоценной древесины и вторичных древесных ресурсов в деревянном домостроении
1.3.2. Технологические и организационно-технические аспекты производства клееных материалов из древесины
1.3.3. Актуальность задачи определения теплотехнических
показателей клееного бруса
1.3.4. Анализ направлений использования тонкомерной древесины в строительстве
1.3.5. Проблемы использования древесно-стружечных плит в
строительстве
1.3.6. Экологические аспекты создания строительных материалов из древесины
1.4. Обоснование и разработка комплексного подхода к созданию строительных материалов из низкокачественной древесины и отходов деревообработки
1.4.1. Актуальность решения проблемы использования низкокачественной древесины и отходов деревообработки в производстве строительных материалов
1.4.2. Обоснование эффективности ресурсосбережения в производстве строительных материалов для деревянного домостроения
1.4.3. Цель и задачи ресурсосбережения. Общая концепция решения
проблемы
1.5. Выводы по состоянию вопроса
Глава 2. Теоретические основы обеспечения эксплуатационных свойств
строительных материалов для деревянного домостроения
2.1. Теоретические основы проектирования теплозащиты зданий из клееного бруса на основе математической модели теплопроводности
2.1.1. Теоретические основы теплопроводности клееных материалов из древесины
2.1.2. Физико-математическая постановка задачи теплопроводности древесины
2.1.3. Анализ сучковатости древесного сырья для производства клееного бруса
2.1.4. Математическая модель для расчета коэффициента теплопроводности клееного бруса с учетом размеров и количества
сучков
2.1.5. Методика оценки влияния диаметра и количества сучков на коэффициент теплопроводности клееного бруса
2.1.6. Оценка значимости влияния диаметра сучков на теплопроводность клееного бруса
2.1.7. Оценка значимости влияния количества сучков на теплопроводность клееного бруса
2.1.8. Моделирование коэффициента теплопроводности бруса с учетом вероятностных законов распределения сучков в ламелях
2.1.9. Применение метода конечных элементов для решения задачи теплопроводности клееного бруса
2.1.10. Решение задачи теплопроводности клееного бруса на основе
метода конечных элементов в среде T-FLEX
2.2.Теоретические предпосылки создания конкурентоспособных строительных материалов на основе склеивания древесины
2.2.1. Теоретические основы применения фурановых смол
в производстве клееных материалов
2.2.2. Разработка принципов производства древесных композитов из тонкомерного сырья и отходов деревообработки
2.3.Теоретические основы создания строительных материалов из мягколиственной древесины
2.3.1. Древесиноведческие особенности применения мягколиственной древесины
2.3.2. Моделирование качественных показателей клееной древесины
2.4.Применение теории золотого сечения при проектировании параметров клееного бруса
2.5. Выводы и рекомендации по результатам
теоретических исследований
Глава 3. Экспериментальные исследования теплопроводности клееного
бруса
3.1.Разработка методики контроля теплофизических параметров
ограждающих конструкций
3.1.1. Анализ способов определения теплопроводности конструкционных материалов
3.1.2. Разработка принципиальной схемы установки
3.1.3. Методика проведения исследований
3.2.0собенности определения коэффициента теплопроводности
3.3. Погрешность определения коэффициента теплопроводности
3.4. Решение задачи автоматизации процесса определения коэффициента теплопроводности древесины
3.5. Результаты экспериментальных исследований по обоснованию режимов проведения опытов
3.5.1. Проверка работы установки на эталонном материале
3.5.2. Определение необходимого числа дублированных опытов
3.5.3. Оценка влияния мощности нагревательного элемента на точность вычисления коэффициента теплопроводности
3.6. Исследование влияния количества слоев в брусе на коэффициент его теплопроводности
3.6.1. Оценка влияния количества ламелей
3.6.2. Определение коэффициента теплопроводности трехслойного и пятислойного бруса
3.7. Проверка сходимости результатов теоретических и экспериментальных исследований
3.8. Выводы по результатам исследований теплопроводности клееного
бруса
и предельные отклонения от них также определяются техническими условиями. Влажность бруса при его изготовлении и приемке должна быть в пределах 12 ± 3% [235]. Толщина склеиваемых слоев в брусе должна быть в пределах 20-50 мм. Слои могут быть как цельными, так и склеенными по длине на микрошип. Допускается применять внутренние слои, не склеенные по длине, если длина каждого элемента не менее 2 ООО мм, стыки в соседних слоях смещены на 200 мм и более, а зазор между кромками не превышает 1,0 мм. При всех неоспоримых достоинствах клееных конструкций у них есть один недостаток - более высокая стоимость, чем у обычных изделий из дерева. Это связано с тем, что технологический процесс изготовления многослойного бруса достаточно трудоемкий и требует применения специального дорогостоящего оборудования. На производственных предприятиях, кроме универсального деревообрабатывающего оборудования, используются сушильные камеры для древесины, оборудование для раскроя пиломатериалов с автоматизированной вырезкой дефектных мест, продольно-фрезерные станки, обычные и тяжелые, предназначенные для фрезерования бруса после склеивания, оборудование для склеивания бруса холодным или горячим способом. Полная комплектация производства по склеиванию бруса возможна пока только в импортном варианте и обойдется предприятию в значительную сумму.
В отечественной практике многие специалисты внесли свой вклад в решение вопросов проектирования и изготовления материалов из клееной древесины [25; 35; 38; 46; 91; 106-108; 123; 125; 146; 161; 167; 169; 174; 182; 186; 238; 275; 282; 289]. Наиболее существенные результаты исследований [106-108; 282; 291] использованы при разработке нормативнотехнических документов [235], на основании которых предприятия могут сами разрабатывать технические условия на различные виды клееной продукции.
Несмотря на ускоренный за последние пять лет рост в России мощностей по производству клееной древесины, достигший в 2005 г. 100 тыс.