Термопластбетон из древесины

В последнее время широкое применение в строительстве получили композитные материалы на основе древесины. Среди них – арболит, фибролит, дюрисол, термопластбетон. Наиболее распространенным является арболит, который состоит из древесной щепы (размер фракции 3–5 х 5–10 х 25 мм), цемента и химических добавок. Особенность технологии его изготовления заключается в том, что перед производством древесную дробленку приходится выдерживать для уменьшения в ней содержания сахаров, которые мешают отверждению цемента. За это время происходит естественная деструкция древесины микроорганизмами, в результате которой мешающие процессу адсорбции сахара, содержащиеся в древесине, утилизируются микробами.

Технологический процесс изготовления фибролита от производства арболита отличается тем, что используемое древесное волокно имеет другую геометрию и размер.

Следующим популярным композиционным строительным материалом на основе древесины является дюрисол. Этот материал производится на основе дерева и камня, не выделяет вредных веществ, не загрязняет окружающую среду и поддается стопроцентной вторичной переработке. В объеме продукта древесная щепа составляет 85–90%. Из него делают строительные блоки, из которых возводятся несъемные опалубки для строительства домов.

Значительно менее известна и распространена перспективная технология производства термопластбетона с наполнителем из древесины. Термопластбетон состоит из термопластичного связующего и наполнителя. В качестве исходного сырья могут использоваться отходы, в том числе и бытовые – полиэтилентерефталат (ПЭТ), полиэтилен, полипропилен, полистирол и другие термопласты в виде дробленой крошки, сметов, пленки, мешков, сеток, бутылок, нитей и т.п., в том числе и загрязненные; сухие осадки природных и сточных вод, бой кирпича, стекла, бетона, резиновая крошка, опилки; и при необходимости целевые добавки – отходы волокна, волокна, пигменты, красители, антипирены, стабилизаторы и др.

Требования к качеству и подготовке отходов минимальные – в ряде случаев можно напрямую использовать тонкослойные отходы.

Варьируя соотношением компонентов композиции (вид и гранулометрию наполнителя; вид связующего), технологическими параметрами, можно получить материалы с широкой гаммой свойств. Для наиболее полного функционального соответствия термопластбетонов можно подобрать рецептуру, исходные материалы и параметры технологического процесса таким образом, чтобы полученные материал и изделия на его основе отвечали требованиям данной области применения.

Термопластбетон может быть конструкционным или фильтрующим материалом. Среди его основных характеристик – высокая устойчивость к воздействию химических веществ, водо­ и морозостойкость, повышенная трещиностойкость, низкая тепло­ и электропроводность, повышенная, по сравнению с бетонными и керамическими изделиями, прочность на изгиб и растяжение; устойчивость к воздействию, вибрации, ударным нагрузкам, радиации.

По сравнению с термопластами термопластбетоны, благодаря высокой степени наполнения, устойчивее к воздействию ультрафиолетового излучения, температуры. Из термопластбетона производят изделия, применяющиеся в промышленном, сельскохозяйственном, водном, коммунальном, дорожном строительстве. Так, например, это могут быть плиты покрытия полов, в том числе химически стойкие, кормушки для животных, лотки для удаления технологических стоков, черепица, траверсы линий электропередач, подоконники и оконные сливы, плиты покрытия и орнаментальные изделия для заправочных станций и многое другое.

Комплект оборудования для производства термопластбетона и изделий из него включает в себя узел подготовки исходных материалов, смеситель, формующее устройство и вспомогательное оборудование. Как такового специализированного типового оборудования для производства этой продукции еще не разработано, используется или применимое из имеющегося, или изготавливаемое экспериментальное. Формование изделий может происходить с применением статического прессования, проката и укатки, комбинированных способов, включающих экструзию и вибрирование.

Гибкая технология получения и переработки термопластбетонов позволяет приспособить производство изделий к существующим технологическим возможностям компании. Получение термопластов и формирование из них изделий осуществляют в один цикл. В бункер приема наполнителя поступает измельченная древесина – опилки, щепа. Из бункера древесный наполнитель по ленточному питателю/транспортеру направляют на ситовой сепаратор (виброгрохот), на котором отсеивается недопустимая фракция – как крупная, так и/или мелкая, отсеянное древесное сырье удаляется из технологического процесса транспортером отсева. Кондиционная фракция древесного наполнителя по ленточному питателю поступает в устройство нагрева наполнителя, где нагревается до определенной температуры. Древесина высушивается заранее, в данном устройстве наполнитель, в зависимости от своих физических свойств, нагревается до температуры, необходимой для смешивания со связующим/полимером. После этого наполнитель шнековым питателем подается в дозатор. Одновременно с этим из бункера связующего через шнековый питатель измельченный пластик/полимер поступает в дозатор связующего. Из дозаторов древесный наполнитель и связующее поступают в обогреваемый смеситель, из которого полученная смесь пластика/полимера и древесного наполнителя поступает в дозатор горячей смеси, а оттуда – в пресс­форму. Заполненная пресс­форма подается в штемпельный пресс, а после него в установку охлаждения изделий – ванну, наполненную водой, с проходящим через нее ленточным транспортером для перемещения пресс­форм. После охлаждения пресс­форма поступает на распалубку на стол. Полученное изделие проходит контроль качества и по конвейеру перемещается на склад готовой продукции.

Данная технологическая цепочка и система оборудования для получения термопластбетона может применяться для широкого внедрения в производство. Создание термопластбетона имеет ряд преимуществ. Данная технология позволяет заменить первичные исходные материалы на вторичные. При этом не ухудшаются функциональные характеристики изделий. А утилизация таким образом твердых отходов, полимерных и минеральных материалов, продуктов природного происхождения позволяет поддерживать чистоту окружающей среды. Кроме того, производство термопластбетона требует в два­четыре раза меньше энергозатрат по сравнению с производством аналогичных изделий из традиционных материалов. Снижаются и трудозатраты, так как можно использовать загрязненные отходы. Благодаря относительно низкой стоимости и доступности исходного сырья, полученные из термопластбетона изделия обладают высокой конкурентоспособностью.

К технологическим преимуществам термопластбетона относится: получение изделий из термопластбетонов характеризуется кратковременным циклом изготовления в результате интенсивного набора прочности на ранней стадии, что позволяет резко уменьшить количество формооснастки. Еще одно преимущество – простота получения цветных (в объеме) изделий. Кроме того, в производстве можно использовать отходы термопластов с различной температурой плавления. Также данная технология является безотходной – отбракованные изделия можно повторно перерабатывать.