Название журнала

Вестник Московского государственного университета леса Лесной вестник

 

ISSN/Код НЭБ	1727-3749 / 17273749	Дата	2016/2016
Том	20	Выпуск	3
Страницы	4-138	Всего статей	23

 

КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

 

1

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ РАСКРОЯ  ПИЛОВОЧНИКА СРЕДНИХ И БОЛЬШИХ РАЗМЕРОВ  БРУСОВО-РАЗВАЛЬНЫМ СПОСОБОМ

4-9



 

А.И. АГАПОВ, проф., Вятский государственный университет, д-р техн. наук⁽¹⁾

kaf_mtd@vyatsu.ru
⁽¹⁾ Вятский Государственный Университет,
610046, Киров, ул. Московская, дом 83, кв. 94

Составлена математическая модель раскроя пиловочника с выпиливанием одного бруса и трех пар боковых досок с учетом ширины пропила. Математическая модель включает целевую функцию и четыре уравнения связи. Для решения математической модели использовался метод множителей Лагранжа. Определение оптимальных размеров бруса и боковых досок выполнялось численным методом. В связи с этим разработан алгоритм решения задачи в относительных единицах. С увеличением ширины пропила толщина бруса возрастает, а размеры боковых досок уменьшаются. При раскрое бруса с увеличением ширины пропилов толщина бруса незначительно уменьшается, а размеры боковых досок возрастают.

Ключевые слова: раскрой пиловочника, брус и доски, ширина пропила, критерий оптимальности, математическая модель, целевая функция, уравнения связи, метод Лагранжа, численный метод, алгоритм задачи.

Библиографический список

1. Аксенов, П.П. Теоретические основы раскроя пиловочного сырья / П.П. Аксенов. – М: Лесная пром-сть, 1960. – 216 с.

2. Агапов, А.И. Алгоритм определения оптимальных размеров брусьев и досок при раскрое пиловочника брусово-развальным способом / А.И. Агапов // Механика технологических процессов в лесном комплексе: междунар. научно-практическая конференция, Воронеж, 25-27 марта 2014 г. – Воронеж: ВГЛТА, 2014. – С. 287–291.

3. Агапов, А.И. Оптимизация раскроя пиловочника средних размеров при брусово-развальном способе распиловки / А.И. Агапов // Современная наука : актуальные проблемы и пути их решения : 7-я междунар. дистанционная науч. конф., Липецк, 20-21 февраля 2014 г. – Липецк : МАКСИМАЛ, 2014. – С. 16–24.

4. Агапов, А.И. Оптимизация раскроя пиловочника с выпиливанием трех брусьев разной толщины и двух пар боковых досок / А.И. Агапов // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: междунар. научно-технич. конф., Вологда, 3–4 декабря 2013 г. – Вологда: ВОГУ, 2014. – С. 62–66.

5. Агапов, А.И. Влияние ширины пропила на оптимальные размеры брусьев и досок при раскрое пиловочника с выпиливанием трех брусьев одинаковой толщины и четырех пар боковых досок / А.И. Агапов // Лесотехнический журнал. – 2014. – Т.4, № 2. – C. 128–135.

OPTIMIZATION ALGORITHM OF SOLVING THE TASK OF PLANK MEDIUM-
SIZED AND LARGE-SIZED LOG CUT BY LOG SQUATTER BREAK-UP METHOD

Agapov A.I., Prof. Vyatka State University, Dr. Sci. (Tech.) ⁽¹⁾

kaf_mtd@vyatsu.ru
⁽¹⁾ Vyatka State University, 610046, Kirov, st. Moscow, 83, Apt. 94

Summary: the mathematical model of plank log cut by cutting out a bar and three pairs of lateral boards taking into account the width has been developed. The mathematical model includes the target function and four equations of link. To solve the mathematical model the method of Lagrange multipliers has been used. The determination of the optimal size of a beam and side boards was carried out by the numerical method. In this regard, the algorithm of solving this problem in relative units has been developed. With increasing width of cut, the beam width increases, and the size of lateral boards decreases. When cutting plank logs with increasing width of the cuts, the beam width is slightly reduced, and the size of lateral boards increases.

Keywords: cutting of logs, a beam and boards, the optimality criterion, mathematical model, the objective function, equations of link, Lagrange method, numerical method, an algorithm of the problem.

References

1. Aksenov P.P. Teoreticheskie osnovy raskroya pilovochnogo syr’ya [Theoretical Foundations of cutting sawlogs]. Moscow: Forest Industry, 1960. 216 p.

2. Agapov A.I. Algoritm opredeleniya optimal’nykh razmerov brus’ev i dosok pri raskroe pilovochnika brusovo-razval’nym sposobom [The algorithm for determining the optimal size of beams and planks when cutting logs by log squatter method]. Mechanics of technological processes in the forest complex: Intern. Scientific Conference, Voronezh, 25-27 March 2014. Voronezh: VGLTA, 2014. pp. 287-291.

3. Agapov A.I. Optimizatsiya raskroya pilovochnika srednikh razmerov pri brusovo-razval’nom sposobe raspilovki [Optimization of cutting logs with a medium-sized lumber sawing break-up method]. Modern science: current problems and their solutions: 7th Intern. Remote scientific. Conf., Lipetsk, 20-21 February 2014. Lipetsk: MAXIMUM, 2014. pp. 16-24.

4. Agapov A.I. Optimizatsiya raskroya pilovochnika s vypilivaniem trekh brus’ev raznoy tolshchiny i dvukh par bokovykh dosok [Optimization of cutting sawing logs with three beams of different thicknesses and two pairs of side boards]. Actual problems of forest sector development: Intern. Scientific-Technical. Conf., Vologda, December 3-4, 2013. Vologda: VOGU, 2014. pp. 62-66.

5. Agapov A.I. Vliyanie shiriny propila na optimal’nye razmery brus’ev i dosok pri raskroe pilovochnika s vypilivaniem trekh brus’ev odinakovoy tolshchiny i chetyrekh par bokovykh dosok [The effect of cutting width on the optimum size of beams and boards when cutting logs into three beams of the same thickness and four pairs of sideboards]. Vyatka State University, FAM, Dept. of Forestry MTD. 2014. T. 4, № 2. pp. 128-135.

 

2

ПРИМЕНЕНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ ЛАТЕКСОВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ БУМАГ

10-14



В.И. АЗАРОВ, проф., МГУЛ, д-р техн. наук⁽¹⁾,
В.А. ВИНОСЛАВСКИЙ, проф., МГУЛ, д-р техн. наук⁽¹⁾,
А.Н. ЗАРУБИНА, доц., МГУЛ, канд. техн. наук⁽¹⁾,
И.В. ЛЮБАВИНА, асп., МГУЛ⁽¹⁾

caf-htdip@mgul.ac.ru
⁽¹⁾ Московский государственный университет леса
141005, Московская область, г. Мытищи-5, ул. 1-я Институтская, д. 1, МГУЛ.

При создании пленок на основе бумаг предлагается использовать в качестве пропиточных составов акриловые и полиуретановые латексные дисперсии. Преимущество применения составов, которые представляют собой дисперсии полимеров на водной основе, заключается прежде всего в отсутствии токсичных веществ, выделяемых при пропитке растворами на основе карбамидо- и меламиноформальдегидных олигомеров, используемых в этих целях. Получены и исследованы пленочные материалы на основе традиционной декоративной бумаги и бумаги с 30 %-ным содержанием полиамидного волокна. Изучение структуры используемых бумаг, проводимое с помощью электронного сканирующего микроскопа PHENOM 2GPro, позволило сделать выводы о возможности их применения для пропитки латексами с дисперсными частицами, размеры которых сопоставимыми с размерами пор бумаг и межволоконного пространства. Установлено, что синтетические волокна придают бумаге большую прочность на разрыв и излом, а также высокое сопротивление продавливанию. Но из-за недостаточно сомкнутой поверхности бумажного полотна печатные свойства таких бумаг будут низкими, что не позволит наносить качественный рисунок. Пропитку осуществляли составами, содержащими от 3 до 15 % сухого остатка. Причем, оптимальным для декоративных бумаг оказался состав с 10 %-ным содержанием сухого остатка, т.к. дальнейшее его повышение не способствовало существенному улучшению прочностных характеристик пленок, что связано с ограниченной впитывающей способностью бумаг и доказано определениями содержания полимера в готовой пленке. Наибольшей же прочностью обладали материалы на бумажной основе, полученные с использованием акриловой дисперсии. Эффективным пропиточным составом для бумаг, полученных с использованием синтетических волокон, являлся полиуретановый латекс. Было замечено, что пропитка этим составом значительно улучшает такое свойство бумаг, как прочность на излом, что объясняется, по-видимому, химической структурой применяемых полимеров, имеющих высокое сродство друг с другом, а также с целлюлозными волокнами. Следует также отметить, что пленки, полученные пропиткой декоративной бумаги полиуретановой дисперсией, отличались поверхностью с однородным блеском и имели особо привлекательный внешний вид. Высокое значение прочности на излом и сопротивления продавливанию в перспективе может позволить использовать пленки, полученные на основе синтетических бумаг и латексов, для отделки изделий сложной конфигурации. Последующая обработка таких целлюлозно-композиционных материалов каландрированием будет способствовать улучшению их качества при возможном межмолекулярном взаимодействии полимерных компонентов за счет сближения волокон при уплотнении материала, а также за счет направленного ориентирования макромолекул.

Ключевые слова: пропитка, латекс, декоративные бумаги, бумаги с полиамидными волокнами, акриловые, полиуретановые дисперсии, целлюлозно-композиционные материалы, прочность.

Библиографический список

1. Азаров, В.И. Применение синтетических латексов для получения пленок на основе различных видов бумаг / В.И. Азаров, В.А. Винославский, А.Н. Зарубина и др. // Науч.тр. МГУЛ, вып. «Технология и оборудование для переработки древесины». – М.: МГУЛ, 2014.– С. 83–87.

2. Азаров, В.И. Формирование нанокристаллических структур в декоративно-защитных покрытиях / В.И. Азаров, В.А. Винославский, А.Н.Зарубина и др. // Вестник МГУЛ – 
Лесной вестник. – 2012. – №7(90) – С. 95–97.

3. Фляте, Д. Свойства бумаги / Д. Фляте. – М.: АНО «Литературное Агентство «Профессионал», 2010. – С. 12.

4. Винославский, В.А. Декоративно-защитные бумажные материалы на основе термопластичных связующих / В.А. Винославский, В.И. Азаров, Т.П. Морозова // Деревообрабатывающая пром-ть. – 1992. – №6. – С. 13–15.

5. Винославский, В.А. Декоративно-защитные покрытия на основе полиуретановых латексов / В.А. Винославский, В.И. Азаров, А.Н.Зарубина // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. – 2012. – №3(86) – С. 137–140.

6. Аверко-Антонович, И.Ю. Синтетические латексы: химико-технологические аспекты синтеза, модификации, применения / И.Ю. Аверко-Антонович. –М.: Альфа-М, 2005. – 680 с.

7. Перепелкин, К.Е. Химические волокна: методы получения, свойства, применение / К.Е. Перепелкин. – М.: Научные основы и технологии, 2010. – C. 34.

8. Кочнев, А.М. Физикохимия полимеров / А.М. Кочнев, А.Е. Заикин, С.С. Галибеев и др. – Казань: Изд-во «Фэн», 2003. – 512 с.

9. Азаров, В.И. Влияние каландрирования на свойства декоративно-защитных пленок / В.И. Азаров, В.А. Винославский, Т.П. Морозова // Тр. Химико-механическая переработка древесины. – М.: МЛТИ, 1991. – Вып.237. – С. 60–62.

APPLICATION OF SYNTHETIC LATEXES FOR PLASTIC SHEETING PRODUCTION 
BASED ON DIFFERENT TYPES OF PAPER

Azarov V.I., Prof. MSFU, Dr. Sci (Tech.), ⁽¹⁾; Wieslawski V.A., Prof. MSFU, Dr. Sci (Tech.), ⁽¹⁾; Zarubina A.N., Assoc. Prof. MSFU, Ph. D.. (Tech.), ⁽¹⁾; Lyubavina I.V., pg. MSFU⁽¹⁾

caf-htdip@mgul.ac.ru
⁽¹⁾Moscow state forest University. Address: 141005, Moscow region, Mytischi-5, ul 1-ya Institutskaya str., 1, MSFU.

When creating a film based on different kinds of paper it is proposed to use acrylic and polyurethane dispersions as impregnating composition . The advantage of applying the compounds which are aqueous dispersions based on polymers, is primarily the absence of toxic substances released during impregnation with solutions based on melamine and urea oligomers used for these purposes The film materials based on traditional decorative paper and paper with a 30 % content of polyamide fiber have been developed and studied. The study of the structure of various kinds of paper used, carried out with a scanning electron microscope PHENOM 2G Pro, allowed to make conclusions about the possibility of their use to be impregnated with latex containing dispersed particles of sizes comparable with pore sizes of paper and interfiber space. It has been found that the synthetic fibers make paper stronger and more tensile, providing high burst strength. But due to insufficient surface closeness of the paper web the printing properties of such kinds of paper will be low which makes it impossible to provide high-quality drawing on them. The impregnation was carried on with compositions containing from 3 to 15 % solids. Moreover, the composition with 10 % solids has appeared to be optimal for decorative papers because the percentage further increase did not contribute to significant improvement of strength properties of the films, due to the limited absorption capacity of papers, and this was proved by determining the content of the polymer in the final film. The paper-based materials obtained by using acrylic dispersions have shown the best strength. The best composition for impregnating paper, produced by using synthetic fibers is a polyurethane latex. It was observed that impregnation with this composition significantly improves paper properties such as breaking strength, due to, apparently, the chemical structure of the polymers used because they have a high affinity with each other and with the cellulose fibers. It should also be noted that the films produced by impregnating a decorative paper with polyurethane dispersion have a surface with uniform gloss which features them and have a particularly attractive appearance. The high value of fracture toughness and resistance to bursting in the future may permit the use of films obtained with synthetic paper and latexes for finishing articles of complex configuration. Subsequent processing of pulp and composite materials by calendering will improve their quality due to the intermolecular interaction of the polymer components by compaction convergence of fibers material, and also due to the directional orientation of the macromolecules.

Keywords: impregnating, latex, decorative paper, paper with polyamide fibers, acrylic, polyurethane dispersions, pulp and composite materials strength.

References

1. Azarov V.I., Vinoslavskiy V.A., Zarubina A.N., Lyubavina I.V. Primenenie sinteticheskikh lateksov dlya polucheniya plenok na osnove razlichnykh vidov bumag [Using of syntetic latexes for paper coatings]. Scientific works MSFU, «Technology and equipment of wood recycling». Moscow: МSFU, 2014, pp. 83-87.

2. Azarov V.I., Vinoslavskiy V.A., Zarubina A.N., Kondrat’ev A.V. Formirovanie nanokristallicheskikh struktur v dekorativno-zashchitnykh pokrytiyakh [Formation of nanocrystal structures in decorative and protective coatings]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik. 2012. № 7 (90), pp. 95-97.

3. Flyate. D. Svoystva bumagi [Paper properties]. Moscow: Literary agency «Professional», 2010, p. 12.

4. Vinoslavskiy V.A., Azarov V.I., Morozova T.P. Dekorativno-zashchitnye bumazhnye materialy na osnove termoplastichnykh svyazuyushchikh [Paper decorative and protective coatings based on termoplastic binder]. Мoscow: Publ Woodworking industry. 1992, № 6, pp. 13-15.

5. Vinoslavskiy V.A., Azarov V.I., Zarubina A.N. Dekorativno-zashchitnye pokrytiya na osnove poliuretanovykh lateksov [Decorative and protective coatings based on polyurethane latexes]. Moscow state forest university bulletin – Lesnoy vestnik. 2012. № 3(86), pp. 137-140.

6. Averko-Antonovich I.Yu. Sinteticheskie lateksy: Khimiko-tekhnologicheskie aspekty sinteza, modifikatsii, primeneniya [Chemical and technological aspects of synthesis, modifacations and usage of polyurethane latexes]. Moscow: Al’-fa-M, 2005, pp. 680.

7. Perepelkin K.E. Khimicheskie volokna: metody polucheniya, svoystva, primenenie [Chemical fibers: Methods of synthesis, properties, application] Publ. Nauchnye osnovy i tekhnologii [Scientific bases and technologies]. Moscow, 2010, p.34.

8. Kochnev A.M., Zaikin A.E., Galibeev S.S., Arkhireev V.P. Fizikokhimiya polimerov [Polimer physics and chemistry]. Kazan: Publ. Fen, 2003, pp. 5.

9. Tsoy B., Kartashov E.M., Shevelev V.V., Valishin A.A. Razrushenie tonkikh polimernykh plenok i volokon [Destruction of thin polymer films and fibres]. Moscow: Publ. Chemistry. 1997, pp.24-30.

10. Azarov V.I., Vinoslavskiy V.A., Morozova T.P. Vliyanie kalandrirovaniya na svoystva dekorativno-zashchitnykh plenok [The effect of calendaring for decorative and protective films` properties]. Publ. Chemical and mechanical wood processing. Moscow: Publ. MSFU, 1991, № 237, pp. 60-62.

 

3

ЭКОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПЕРЕРАБОТКИ  ВТОРИЧНО ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ДРЕВЕСИНЫ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ПРЕССОВАННЫХ МАТЕРИАЛОВ

15-22



С.В. ГАЙДА, доц., докторант, Национальный лесотехнический университет Украины, канд. техн. наук ⁽¹⁾

gaida@e-mail.ua
⁽¹⁾ Национальный лесотехнический университет Украины, 
Львов, Украина 79057, ул. Генерала Чупринки, 103, м. Львов, Украина

Рассчитан потенциал древесной биомассы – вторично используемой древесины (ВИД), который составил в 2013г. в Украине 2,1 млн т. Использован системный подход к переработке ВИД в технологиях деревообработки. Экспериментально подтверждена технологическая возможность использования ВИД в производственных процессах с изготовлением стружечной плиты и топливных гранул. Установлены закономерности влияния использования ВИД на физико-механические свойства полученной продукции. Разработаны практические рекомендации по использованию ВИД в деревообработке.

Ключевые слова: вторично используемая древесина, потенциал ВИД, древесностружечные плиты, топливные гранулы, физико-математические модели, переработка, технологии деревообработки, практические рекомендации.

Библиографический список/ References

1. Гайда, С.В. Разработка технологии древесностружечных плит из вторично используемой древесины // Актуальные проблемы и перспективы развития лесопромышленного комплекса : материалы ІІ междунар. науч.-технич. конф. – Кострома: КГТУ, 2013. – С. 84–87.

Gayda S.V. Razrabotka tekhnologii drevesnostruzhechnykh plit iz vtorichno ispol’zuemoy drevesiny [Development of technology of wood particleboards made from post-consumer wood]. Materials ІІ international scientific and technical conference “Actual problems and prospects of development of forestry and industrial complex”. Kostroma, 2013, pp. 84-87.

2. Гайда, С.В. Технологии топливных гранул из вторично используемой древесины // Актуальные проблемы лесного комплекса : сб. науч. тр. / БГИТА. – Брянск, 2013. – Вып. 36. – С. 49–53.

 Gayda S.V. Tekhnologii toplivnykh granul iz vtorichno ispol’zuemoy drevesiny [Techniques of fuel pellets produced from post-consumer wood]. Collection of scientific works XІV international scientific and technical conference “Actual problems of forest complex”. Bryansk, 2013, № 36, pp. 49-53.

3. ГОСТ Р 54189-2010 (EH 15149-2:2010). Биотопливо твердое. Определение гранулометрического состава. Часть 2. Метод с применением вибрационного сита с размером отверстий 3,15 мм и менее.– Введ. 21.12.2012.-М.: Стандартинформ, 2012.– 12 с.

GOST R 54189-2010 (EH 15149-2:2010). Biotoplivo tverdoe. Opredelenie granulometricheskogo sostava. Chast’ 2. Metod s primeneniem vibratsionnogo sita s razmerom otverstiy 3,15 mm i menee [State Standart 54189-2010 (EN 15149-2:2010). Solid biofuels – Determination of particle size distribution. – Part 2: Vibrating screen method using sieve apertures of 3,15 mm and below]. Moscow: Standartinform Publ., 2012, 12 p.

4. ГОСТ 10632-2007. Плиты древесно-стружечные. Технические условия. – Введ. 01.01.2009. – М.: Стандартинформ, 2007. – 16 с.

GOST 10632-2007. Plity drevesno-struzhechnye. Tekhnicheskie usloviya [State Standart 10632-2007. Wood particle boards. Specifications]. Moscow, Standartinform Publ., 2007, 16 p.

5. ГОСТ Р 55114-2012 (EH 14961-2:2011). Биотопливо твердое. Технические характеристики и классы топлива. Часть 2. Древесные пеллеты для непромышленного использования. – Введ. 1.7.2014. – М.: Стандартинформ, 2014. – 11 с.

GOST R 55114-2012 (EH 14961-2:2011). Biotoplivo tverdoe. Tekhnicheskie kharakteristiki i klassy topliva. Chast’ 2. Drevesnye pellety dlya nepromyshlennogo ispol’zovaniya [State Standart 55114-2012 (EN 14961-2:2011). Solid biofuels. Fuel specifications and classes. Part 2: Wood pellets for non-industrial use]. Moscow: Standartinform Publ., 2014, 11 p.

6. Gayda S.V. Bases of secondary wood resources classifier formation. Scientific papers of the Forest Academy of Sciences of Ukraine: collection of scientific works. Lviv: UNFU, 2013, pub. 11. pp. 208-215. (in Ukraine).

7. Gayda S.V. Production techniques and properties of fuel pellets produced from post-consumer wood. Scientific Herald. Collection of scientific and technical works. Lviv: UNFU, 2013, pub. 23.14. pp. 83-93. (in Ukraine).

8. Gayda S.V. Technologies and recommendations on the utilization of post-consumer wood in woodworking industry. Forestry, Forest, Paper and Woodworking Industry. Collection of scientific and technical works. Lviv: UNFU, 2013, pub. 39.1. pp. 48-67. (in Ukraine).

9. Gayda S.V. Resource-saving technologies of recycling of post-consumer wood. A series of «Technology and Energy of agroindustrial complex». Scientific Bulletin of National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine : collection of scientific works. Kyiv: NULES of Ukraine, 2013, pub. 185. Part 2. pp. 271-280. (in Ukraine).

10. Gayda S.V. Techniques for recycled of post-consumer wood in the production of quality particleboard. Forestry, Forest, Paper and Woodworking Industry. Collection of scientific and technical works. Lviv: UNFU, 2014, pub. 40. pp. 41-51.

11. Gayda S.V. The investigation of physical and mechanical properties of wood particleboards made from post-consumer wood. Forestry, Forest, Paper and Woodworking Industry. Collection of scientific and technical works. Lviv: UNFU, 2011, pub. 37.2. pp. 95-110.

12. Gayda S.V. Production techniques and properties of fuel pellets produced from post-consumer wood. Forestry, Forest, Paper and Woodworking Industry. Collection of scientific and technical works. Lviv: UNFU, 2012, pub. 38. pp. 112-150.

13. WRAP. A technical report for the manufacture of products from waste wood. Environment Agency, 2007. 29 p.

14. COST Action E 31 (Hrsg.). National summary reports on the European market of recovered wood, 2004. 335 p.

15. Regulation on requirements for recycling and disposal of Waste Wood (Wood Ordina

ECOLOGICAL AND TECHNOLOGICAL ASPECTS OF RECYCLING 
POST-CONSUMER WOOD FOR PRODUCTION COMPACTED MATERIALS

Gayda S.V., Assoc. prof. UNFU ⁽¹⁾

gaida@e-mail.ua
⁽¹⁾ Ukrainian National Forestry University, 79057, st. General Chuprynky, 103, m. Lviv, Ukraine

An estimation of the potential has been made for woody biomass – post-consumer wood (PCW) – which amounted to 2.1 million tonnes in 2013. A system approach to PCW recycling has been used. Technological capability of using PCW in woodworking production processes has been experimentally confirmed and commensurate product specimens have been obtained: particleboards and fuel pellets. The patterns of PCW-content influence on physical and mechanical properties of the obtained products have been developed. Certain practical recommendations concerning PCW utilization in woodworking industry have been proposed.

Keywords: Post-consumer wood, PCW potential, wood particleboards, pellets, physical and mechanical models, recycling, woodworking techniques, practical recommendations.

 

4

ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫЕ УКРЕПЛЕННЫЕ ЦЕМЕНТОМ ПЛИТЫ НА ОСНОВЕ РИСОВЫХ СТЕБЛЕЙ И ЗОЛЫ РИСОВОЙ ШЕЛУХИ

23-28



М. ГОФРАНИ, доц., Университет подготовки преподавателей Шахид Раджи ⁽¹⁾,
К. НИККАР, доц., Университет подготовки преподавателей Шахид Раджи ⁽¹⁾,
Дж. ТОРКМАН, ассистент, Университет Гуилан ⁽²⁾

ghofrani@srttu.edu, kaveh.nikkar@yahoo.com, j_torkaman@yahoo.com
⁽¹⁾ Университет подготовки преподавателей Шахид Раджи, Тегеран, Иран
⁽²⁾ Университет Гуилан, Решт, Гуилан, Иран

В статье рассмотрена возможность создания древесных композитов, а именно древесноволокнистых плит с укреплением цементом при трех дозировках вяжущего 10, 25 и 40 % по весу. Зола рисовой шелухи добавлялась как альтернатива цементу в дозировке 0, 10 и 20 % по весу. В общей сложности было проведено 9 испытаний по три доски в каждом, при этом доски соответствовали стандарту (DIN / EN 634 part1, 2) по размеру и физико-механическим свойствам, таким как сопротивление изгибу. Различное соотношение массы волокон с массой цемента влекло за собой различные физико-механические свойства досок, лучшие результаты получены при соотношении цемент-волокна как 25 к 75 %. 20 %-ные добавки золы рисовой шелухи, хотя и приводят к некоторому снижению прочности ДВП, тем не менее, могут быть рекомендованы для использования.

Ключевые слова: древесноволокнистая плита, зола рисовой шелухи, сопротивление изгибу, внутренние связи

References

1. Aggarwal L.K., Agrawal S.P., Thapliyal P.C., Karade S.R. 2008. Cement-bonded composite boards with arhar stalks. Cem. Concr. Compos. 30 (1), 44-51.

2. Ashori A., Tabarsa T., Sepahvand S. 2012. Cement-bonded composite boards made from poplar strands. Construction & Building Materials 26 (1): 131-134.

3. Ashori A., Tabarsa T., Valizadeh I. 2011. Fiber reinforced cement boards made from old newsprint. Materials Science & Engineering A 528 (25-26): 7801-7804.

4. Jarabo R., Monte M.C., Blanco A., Negro C., Tijero J., 2012. Characterisation of agricultural residues used as a source of fibres for fibre-cement production. Ind. Crops Prod. 36 (1), 14-21.

5. Nair D.G., Fraaij A., Klaassen A.A.K., Kentgens A.P.M., 2008. A structural investigation relating to the pozzolanic activity of rice husk ashes. Cem. Concr. Res. 38, 861-869.

6. Tabarsa T., Ashori A. 2011. Dimensional stability and water uptake of cement-bonded wood composite. Polymers & the Environment 19 (2): 518-521.

7. Torkaman J., Ashori A., Sadr Momtazi A. 2014. Using wood fiber waste, rice husk ash, and limestone powder waste as cement replacement materials for lightweight concrete blocks. Construction and Building Materials 50: 432-436.

8. Turgut P. 2007. Cement composites with limestone dust and different grades of wood sawdust. Building and the Environment 42:3801–3807.

9. Van V-T-A., Robler C., Bui D.-D., Ludwig H.-M. 2014. Pozzolanic reactivity of mesoporous amorphous rice husk ash in portlandite solution. Construction and Building Materials 59, 111-119.

10. Wansom S., Janjaturaphan S., Sinthupinyo S. 2009. Pozzolanic activity of rice husk ash: comparison of various electrical methods. J Met, Mater Miner 19(2):1-7.

11. Yadollahi R., Hamzeh Y., Ashori A., Pourmousa S., Jafari M., Rashedi K. 2013. Reuse of waste paper sludge from papermaking process in cement composites. Polymer Engineering and Science 53 (1): 183-188.

FIBER REINFORCED CEMENT BOARDS MADE FROM RICE 
STALK FIBER AND RICE HUSK ASH

Ghofrani M., Assoc. Prof. Department of Wood Industry Faculty of Civil Engineering Shahid Rajaee Teacher Training University ⁽¹⁾; Nikkar K., Engineering Department Shahid Rajaee University ⁽¹⁾; Torkman J., Ass. Prof. Forest Department, GuilanUniversity ⁽²⁾

ghofrani@srttu.edu, kaveh.nikkar@yahoo.com, j_torkaman@yahoo.com
⁽¹⁾ Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran, Iran
⁽²⁾ University of Guilan, Rasht, Guilan, Iran

This work presents a parametric experimental study which investigates the potential use of rice stalk fiber (RSF) as reinforcement and rice husk ash (RHA) as cement replacement for producing a lightweight fiber-cement composite. Three levels of fibrous materials, namely 10, 25 and 40 wt % were mixed with 0, 10 and 20 wt % of RHA. The effects of above-mentioned variable parameters on the mechanical properties of the samples, i.e., modulus of rupture (MOR), modulus of elasticity (MOE) and internal bond (IB), and the physical properties of those, i.e., water absorption (WA) and thickness swelling (TS), were studied. The results showed that the effect of high level replacement of RSF with RHA does not exhibit a sudden brittle fracture even beyond the failure loads which indicates high energy absorption capacity. Based on the findings in this work, the WA and TS of the composites increased with increasing amount of the RSF content in the samples from 10 wt% to 40 wt %. On the other hand, MOR and MOE of the boards were enhanced with the increased percentage of RSF. Boards having 25 wt % RSF showed the highest internal bond (IB) strength. However, the addition of RSF and RHA reduced the IB strength. Moreover, boards made with RSF had superior properties compared to the mixture of hardwood fibers.

Keywords: Fiber-cement composite; Mechanical properties; Rice stalk fiber; Rice husk ash.

 

5

ВАКУУМНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОСЛОЙНЫХ ПРЕПРЕГОВ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ПОЛИМЕРА

39-34



В.Д. КОТЕНКО, проф., МГУЛ, д-р техн. наук⁽¹⁾,
И.В. ГЛЕБОВ, аспирант МГУЛ⁽¹⁾

caf-mtkm@mgul.ac.ru, glebov@mgul.ac.ru
⁽¹⁾ ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет леса»
141005, г. Мытищи, ул.1-ая Институтская, 1

В статье описано назначение препрегов с высоким содержанием полимера и указаны требования, которые предъявляются к ним при изготовлении. Описаны существующие технологии изготовления препрегов и указаны их основные достоинства и недостатки. Оценивается возможность применения вакуумной пропитки для изготовления данных материалов. Результаты теоретических расчетов показывают, что применение трехкратной вакуумной пропитки с промежуточными вакуумными сушками позволяет получать препреги с заданным содержанием полимера при сокращении времени технологического процесса. Описаны экспериментальные исследования, подтверждающие положения теоретических выводов, описана экспериментальная установка и методика проведения опытных пропиток пористого наполнителя. Исследуется содержание полимера по площади и толщине образца в полученном препреге на основе кремнеземных и кремнеземно-капроновых полотен при использовании для его пропитки вакуумного метода пропитки с промежуточными вакуумными сушками, представлены численные данные по содержанию смолы и приведен анализ причин неравномерности ее распределения. Показано, что содержание смолы в препреге после трехкратной пропитки удовлетворяет предъявленным требованиям, а также близко к расчетному значению. Распределение смолы по толщине полотна оказывается более равномерным в полотнах толщиной до десяти миллиметров, в полотнах толщиной более десяти миллиметров центральные слои пропитаны хуже, чем внешние. Анализ полученных результатов показывает, что применение данной технологии для изготовления препрегов с высоким содержанием полимера позволяет сократить время технологического процесса с семисот до семидесяти часов и значительно снизить расход пропиточного состава, что приводит к существенной экономии средств. Применение данной технологии также повышает культуру труда на производстве и экологичность технологического процесса.

Ключевые слова: вакуумная пропитка, фенолоформальдегидная смола, кремнеземная ткань.

Библиографический список

1. Задорский, В.М. Продвинутая технология пропитки капиллярно-пористых тел. / В.М. Задорский // Импрегнация капиллярно-пористых тел. Материалы конф. Днепропетровск, 26-28 октября 2005 г. – С. 4–21

2. Полякова, Л.Ю. Управление технологическим процессом изготовления препрега для изделий авиационной техники: дисс. канд. техн. наук: 61:07-5/3618 / Л.Ю. Полякова. – Уфа: Уфимский гос. авиац. тех. ун., 2007 – 170 с.

3. ГОСТ 13863-89 Полотна вязально-прошивные дублированные технического назначения. Технические условия. – 
М.: Издательство стандартов, 1989 – 11 с.

4. ГОСТ 901-78 Лаки бакелитовые. Технические условия. – 
М.: ИПК Издательство стандартов, 2003 – 15 с.

5. Котенко, В.Д. Новая технология получения препрегов с высоким содержанием полимера / В.Д. Котенко, И.В. Глебов // Итоги дис. иссл. Том 3. Мат. V Всерос. конкурса молодых ученых. – М.: РАН, 2013. – C. 34–41.

6. Котенко, В.Д. Новая технология пропитки стеклокапронопрошивных заготовок полимерным связующим с высоким содержанием растворителя / В.Д. Котенко, В.А. Романенков и др. // Актуальные проблемы Российской космонавтики, Материалы XXXYI академических чтений по космонавтике. – М., МГТУ, 24–27 января 2012 г. – C. 511–512.

7. Котенко, В.Д. Технология получения препрегов с высоким содержанием полимера / В.Д. Котенко, В.В. Абразумов // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. – 2013. – 
№1(93). – С. 77–81.

8. Способ изготовления препрега. Патент России № 2484956. 2013. Бюл. №17.

9. Котенко, В.Д. Универсальный лабораторный стенд для исследования процессов пропитки связующим различных прошивных полотен / В.Д. Котенко, И.В. Глебов // Сб. ст. Межд. Начно-прак. конф. – Уфа: РИЦ БашГУ, 31 мая 2013 г., – С. 115–118.

10. Глебов, И.В. Влияние температуры сушки на содержание фенолоформальдегидной смолы в препрегах на основе вязально-прошивных полотен и бакелитовых лаков / И.В. Глебов // Актуальные проблемы развития науки и образования: Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции 5 мая 2014 г. В 7 частях. Часть IV. – М.: «АР-Консалт», 2014. – С. 22–23.

VACUUM TECHNOLOGY FOR PRODUCING OF MULTI-LAYER PREPREGS WITH A HIGH CONTENT OF POLYMER

Kotenko V.D., Prof. MSFU, Dr. Sci. (Tech.)⁽¹⁾; Glebov I.V., pg. MSFU⁽¹⁾

caf-mtkm@mgul.ac.ru, glebov@mgul.ac.ru
⁽¹⁾ Moscow State Forest University (MSFU), 1st Institutskaya st., 1, 141005, Mytischi, Moskow reg., Russia

The article describes the purpose of the prepregs with a high polymer content and specifies the requirements that they must meet during their manufacture. It describes the existing technologies of the prepregs production and their main advantages and disadvantages. The possibility of using vacuum impregnation in the production of these materials has been evaluated. The results of theoretical calculations show that the application of threefold vacuum impregnation with intermediate vacuum drying