Опилкобетон из кавитированного древесного сырья

Abstract

Обязательное вовлечение в переработку вторичных древесных ресурсов – современная тенденция, имеющая не только декларативный характер, но и подкрепленная принятыми федеральными законами. Помимо задачи снижения негативного экологического влияния, такая переработка позволяет повысить полезный выход готовой продукции, увеличить рентабельность лесопромышленного производства. Строительные материалы в виде древесно-минеральных композитов, изготовленных из вторичных древесных ресурсов, позволяют не только утилизировать опилки или щепу, но и получить доступный высокоэффективный конструкционно-теплоизоляционный материал. Для повышения теплоизоляционных показателей такой материал должен иметь низкую плотность, что чаще всего снижает прочностные показатели. Кавитационная обработка древесного сырья позволяет увеличить площадь активного контактного взаимодействия древесины и вяжущего материала, существенно повышает прочность композита. В работе исследованы физико-механические свойства (плотность, прочность, теплопроводность, морозостойкость) древесно-минерального композита, изготовленного на основе кавитированных древесных опилок и портландцемента. Такая подготовка древесного сырья позволяет увеличить прочность опилкобетона. Прочность опилкобетона при доле цемента в 50 и 67 % превысила конкурирующую величину для арболита в 5,4 и в 8 раз при лучших показателях теплопроводности – 0,161 Вт/(м2·°С) и 0,18 Вт/(м2·°С). Кавитационная обработка древесного сырья исключает влияние «цементных ядов» – водорастворимых веществ, содержащихся в клетках древесины. Морозостойкость полученного материала (при проверке по ГОСТ 31359–2007) соответствует показателю F35, что позволяет использовать его в качестве стенового материала даже без мер вторичной защиты в виде облицовочных или защитных слоев.

Mandatory recycling of recycled wood resources is a modern trend, not only declarative but also supported by federal laws. In addition to reducing negative environmental impacts, such recycling increases the yield of fi nished products and improves the profi tability of forestry production. Building materials in the form of wood-mineral composites made from recycled wood resources not only allow for the recycling of sawdust or chips but also provide an affordable, highly effective structural and thermal insulation material. To improve thermal insulation performance, such a material must have a low density, which often reduces its strength. Cavitation treatment of wood raw materials increases the area of active contact between the wood and the binder, signifi cantly increasing the strength of the composite. This research investigated the physical and mechanical properties (density, strength, thermal conductivity, and frost resistance) of a wood-mineral composite made from cavitated sawdust and portland cement. This wood preparation increases the strength of sawdust concrete. The strength of sawdust concrete with a cement content of 50 % and 67 % exceeded the competing value for wood concrete by 5,4 and 8 times, respectively, while boasting better thermal conductivity – 0,161 W/(m2·°С) and 0,18 W/(m2·°С). Cavitation treatment of the wood raw materials eliminates the effects of “cement poisons” – water-soluble substances contained in wood cells. The frost resistance of the obtained material (when tested according to GOST 31359–2007) corresponds to the F35 indicator, which allows it to be used as a wall material even without secondary protection measures in the form of facing or protective layers.