сотрудник
Воронеж, Воронежская область, Россия
Приводятся результаты теоретических и экспериментальных исследований композиционных материалов, основными компонентами которых являются фурфуролацетоновая смола ФАМ и древесная щепа, получаемые из отходов лесного комплекса, их составы и основные физико-механические характеристики. Они использованы для технологических емкостей лесохимических производств и железнодорожных шпал.
композиционные материалы, древесина, шпалы.
В последние два десятилетия комплексному использованию отходов древесины уделяется серьезное внимание. Так, производство древесно-стружечных и древесностекловолокнистых плит сократило в какой-то мере количество бросовых отходов, однако миллионы тонн их оставляют в лесу, отвалах деревообра-батывающих комбинатов, их сжигают и т.п.
Представляется крайне актуальным использовать отходы древесины в направлении получения весьма ценного продукта – фурфурола и его производных. Поликонденсация фурфурола с ацетоном дает возможность получить смолу ФАМ, которая является вяжущим веществом при производстве химически стойких конструкционных и футеровочных композиционных строительных материалов (КСМ).
Стекловолокнистый композиционный материал
Основной целью наших разработок явилось создание КСМ, обладающих высокой коррозионной стой-костью в условиях сильно агрессивной среды электролитических производств и, кроме этого, выдерживающих длительные эксплуатационные нагрузки. Этот материал назван стекловолокнистым полимер-бетоном (СВПБ) [1], или, по новой терминологии, – стекловолокнистым композиционным материалом (СВКМ).
Необходимым условием образования монолитной структуры СВКМ является достаточное смачивание смолой (адгезив) стекловолокнистой арматуры (субстрат), содержащей замасливатель и вводимой в полимербетонную смесь в процессе формования. При этом происходят: внедрение микро- и макроволокон стекла в смолу; диффузия больших молекул адгезива к поверхности субстрата через практически удаленный весьма тонкий слой замасливателя, разжиженного в результате высоких температур экзотермической реакции полимеризации, и, затем – установление достаточно прочных водородных связей, завершающих процесс адсорбции. Отверждение системы, которое сопровождается поперечной сшивкой молекул олигомеров, является последним этапом создания прочных адгезионных связей в зоне раздела стекловолокно - полимерная матрица.
Таким образом, мы использовали для объяснения механизма образования связей в зоне раздела одновременно три теории – теорию смачивания поверхности и теории механической и молекулярной адгезии.
Замасливатель играет роль пластифицирующего слоя, который способствует увеличению прочности СВКМ в результате локального снятия напряжений сдвига, возникающих в зоне раздела стекловолокно - полимерная матрица из-за больших усадок смолы ФАМ, а также в виду различия модулей упругости и коэффициентов температурного расширения его компонентов.
1. Харчевников, В. И. Стекловолокнистые полимербетоны - коррозионностойкие материалы для конструкций химических производств [Текст] / В. И. Харчевников. - Дис… д-ра техн. наук. - М., 1983. - 424 с.
2. Стородубцева, Т. Н. Обоснование возможности использования полимербетона ФАМ на андезите с раз-личными видами армирования в качестве конструкционного материала железнодорожных шпал [Текст] /Т. Н. Стородубцева, О. П. Плужникова. - Деп. ВНИИНТПИ. - М., 1992. - Вып. 1. - 18 с.
3. Харчевников, В. И. Стекловолокнистый бибетон на основе полимерного и цементного вяжущих для корпусов емкостей-хранилищ агрессивных жидкостей [Текст] / В. И. Харчеников, Л. Н. Стадник // Строительство. - Изв. вузов. - 1991. - № 12. - С. 43-46.
4. Николаев, А. Ф. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе [Текст] / А. Ф. Николаев. - М.- Л. : Химия, 1996. - 215 с.
5. Хрулев, В. М. Обработка древесины полимерами [Текст] / В. М. Хрулев, Р. И. Рыков. - Улан-Удэ : Буряцкое кн. изд., 1984. - С. 51-53.
6. Акчабаев, А. А. Основы прогрессивной технологии прессуемого арболита [Текст] / А. А. Акчабаев. - Ав-тореф. дис. д-ра техн. наук. - СПб., 1992. - 49 с.
7. Харчевников, В. И. Водостойкий композиционный материал на основе отходов лесного комплекса для железнодорожных шпал [Текст] / В. И. Харчевников, Т. Н. Стородубцева // Известия высших учебных заведений. Строительство. - 2002. - № 12. - С. 74-78.
8. Стородубцева, Т. Н. Строительные древесностекловолокнистые композиционные материалы для изделий специального назначения [Текст] : автореф. ... д-ра. техн. наук : 05.23.05 / Т. Н. Стородубцева ; Гос. образоват. учреждение высш. проф. образования "Воронеж. гос. архитектур.-строит. ун-т". - Воронеж, 2005. - 42 с.
9. Стородубцева, Т. Н. Композиционный материал на основе древесины для железнодорожных шпал : Трещиностойкость под действием физических факторов [Текст] : моногр. / Т. Н. Стородубцева. - Воронеж : ВГУ, 2002. - 216 с.
