| Обратная связьРассылка
Для того, чтобы получать уведомления о новых номерах журнала, оставьте свой E-mail адрес.
Содержание 1 номера
за 2022 год
РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К ПРИМЕНЕНИЮ ДОБАВОК ИЗ ВСПУЧЕННОГО ВЕРМИКУЛИТА ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА ЛЕСОВОЗНЫХ ДОРОГ НА ТЕРРИТОРИЯХ СЕВЕРНОГО, ПРИПОЛЯРНОГО И ПОЛЯРНОГО УРАЛА
Рассмотрены основные проблемы по совершенствованию дорожных одежд лесовозных автомобильных дорог путем использования природных дорожно-строительных материалов. Для этих дорог, характерно использование материалов, способных обеспечивать нормативные значения транспортно-эксплуатационного состояния в сложных природно-климатических условиях.Традиционные дорожные материалы отличаются нестабильностью своих физико-механических характеристик. Это вызывает значительные осложнения при проектировании и при эксплуатации лесных дорог из подобных материалов. Несмотря на ряд проведенных экспериментальных исследований, задача создании дорожных покрытий для условий Северного и Приполярного Урала, с приемлемыми эксплуатационными свойствами остается нерешенной. Таким образом, решить проблему позволит соответствующая методика проектирования составов щебеночно-мастичных асфальтобетонных покрытий, с новыми транспортно-эксплуатационными характеристиками, с учетом природно-климатических условий эксплуатации, а также создание морозозащитных слоев, что и определило цель настоящей работы. Целью исследований разработка требований к морозоустойчивым конструктивным слоям дорожных одежд из вспученного вермикулита лесовозных автомобильных дорог. В работе были решены следующие задачи: 1) разработка требований к морозозащитным слоям дорожных одежд с добавкой из вспученного вермикулита; 2) обоснование технологий строительства лесовозных дорог с добавкой из вспученного вермикулита. Результатами работы было создание рецептуры щебеночно-мастичного асфальтобетона с теплоизолирующей добавкой из вспученного вермукулита фракции 0,5 - 1,0 мм и грунтвермикулитового материала при добавке вспученного вермикулита в объеме до 15 %.Учитывая достаточную адекватность опытно-экспериментальных исследований, результаты подборов смесей могут быть рекомендованы для использования в практике строительства лесовозных дорог для северных территориях Свердловской области и прилегающих к ним лесов Северного, Приполярного и Полярного Урала.
Ключевые слова: лесовозные дороги, морозозащитный конструктивный слой, теплоизолирующей добавка, вспученный вермикулит.
РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ТРАНСПОРТНО-ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЛЕСОВОЗНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ, РАБОТАЮЩИХ В СЛОЖНЫХ ПРИРОДНО-КЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
Рассмотрены основные проблемы при проектировании водопропускных слоев дорожных одежд лесовозных дорогпутем использования современных дренирующих конструкций. Лесовозные дороги, расположенные на переувлажненных и временно подтапливаемых лесных территориях подвержены значительному снижению транспортно-эксплуатационных показателейОбычные конструкции дорожных одежд в этих условиях не всегда способны обеспечить требуемые физико-механическиехарактеристики подстилающих слоев. Это вызывает значительные осложнения пристроительстве и эксплуатациилесовозных дорог. Несмотря на ряд проведенных исследований, задача проектированиядорожных одежд, с приемлемыми эксплуатационными свойствами остается нерешенной. Таким образом, решить проблему позволит соответствующая методика подбора дренирующих конструкций, с улучшенными транспортно-эксплуатационными характеристиками, с учетом природно-климатических условий эксплуатации, что и определило цель настоящей работы. Целью исследований была разработка требований к конструктивным показателям дорожных одежд лесовозных дорог с использованием дренирующих конструкций. В работе были решены следующие задачи:разработка требований к дренирующим конструкциям дорожных одежд лесовозных дорог;обоснование расположения дренирующих конструкций в теле дорожной одежды лесовозных дорог.Результатами работы стало создание конструкции дренирующих устройств без снижения прочностных характеристик дорожных одежд.Выбран вариант расположения дренирующих отверстий в трубчатых дренах, которые располагаются только в верхней части конструкции. Обоснованы размеры дренирующих отверстий и шаг их расположения. Дополнительно были улучшены морозозащитные свойства дорожных одежд. Возросло термическое сопротивление дорожной одеждыдо 0,45 м2К/Вт.Учитывая достаточную адекватность исследований, результаты расчетов и расположения дренирующих конструкций могут быть рекомендованы для использования в практике строительства лесовозных дорог, расположенных в сложных природно-климатических условиях.
Ключевые слова: лесовозные дороги, дренирующие конструкции, дорожные одежды.
ПОВЫШЕНИЕ МОРОЗОУСТОЙЧИВОСТИ ДОРОЖНЫХ ОДЕЖД ЛЕСОВОЗНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Аннотация. Рассмотрены основные вопросы при проектировании морозозащитных слоев дорожных одежд лесовозных дорог путем использования современных водопропускных дренирующих конструкций. Лесотранспортные пути, расположенные на переувлажненных, подтапливаемых и сырых грунтах подвержены значительному снижению прочностных и морозозащитных показателей. Физико-механические характеристики конструктивных слоев традиционных конструкций дорожных одежд автомобильных дорог в рассматриваемых условиях не способны обеспечить требуемые показатели. Это накладывает ограничения на строительство и эксплуатацию лесовозных дорог. Несмотря на ряд проведенных исследований, задача создания морозоустойчивых дорожных одежд, с приемлемыми эксплуатационными свойствами остается нерешенной. Таким образом, решить проблему позволит соответствующая методика расчета дренирующих конструкций, с улучшенными прочностными показателями, с учетом гидро-геологических условий эксплуатации, что и определило цель настоящей работы. Целью исследований была разработка требований к показателям морозоустойчивых дорожных одежд лесовозных дорог с использованием дренирующих конструкций.. В работе были решены следующие задачи: разработка требований к морозозащитным конструкциям дорожных одежд лесовозных дорог; оценка влияния дренирующих устройств на прочностные и морозозащитные свойства дорожной одежды лесовозных дорог. Результатами работы стала разработка конструктивной схемы расположения дренирующих элементов. Выбран вариант шахматного расположения дренирующих конструкций, которые располагаются только в дренирующем слое. Обоснованы размеры дренирующих слоев. Снижение влажности конструктивных слоев дорожных одежд привело к существенному повышению морозозащитных свойств, снизилась величина ожидаемого зимнего пучения. Проведены расчеты дренирующих слоев. Учитывая адекватность полученных результатов, предложенные решения по расположению дренирующих конструкций могут быть рекомендованы для использования при строительстве лесовозных дорог.
Ключевые слова: лесовозные дороги, дренирующие конструкции, морозоустойчивость.
ЭКСПРЕСС-МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ СЕБЕСТОИМОСТИ ПРОДУКЦИИ ПРИ РАСЧЕТЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩИХ ЦЕХОВ
В статье изложены вопросы применения более простого метода определения себестоимости продукции при расчете технико-экономических показателей деревообрабатывающих цехов. Заgрет на вывоз необработанной древесины позволяет увеличить объемы лесопереработки внутри страны, повысить добавленную стоимость экспорта и повысить налоговые поступления в федеральный бюджет. В связи с этим для обеспечения эффективности лесопереработки ожидается приток инвестиций для приобретения новой техники и/или помещений для обработки круглых лесоматериалов. А это в свою очередь потребует проведения технико-экономического анализа при выборе вида выпускаемой продукции, технологии и оборудования. По существующей методике технологический расчет расхода сырья и материалов для производства изделия производится для каждой детали отдельно. А затем производится суммирование сырья и материалов для производства всех деталей в изделии. При большом количестве деталей в изделии это весьма трудоемко. Трудоемкость значительно возрастает, если планируется выпуск нескольких изделий. Поэтому предложен более постой (укрупненный) метод расчета сырья и материалов для одной детали с усредненными размерами по спецификации деталей и их количества, которая составляется на основе разработанной конструкции изделия. При определении технико–экономической эффективности производства производится расчет себестоимости по следующим основным статьям затрат: сырье, материалы, топливо и энергия, оплата труда, отчисления во внебюджетные фонды, амортизация, производственные и непроизводственные расходы. Предложен экспресс-метод определения величины себестоимости продукции на основе затрат на сырье и материалы. Показано на примере практическое применение экспресс-метода расчета себестоимости при составлении при расчете технико-экономических показателей нового мебельного цеха при изготовлении шкафа трех дверного из ЛДСтП.
Ключевые слова: деревообработка, метод, себестоимость продукции, технико-экономическая эффективность.
ПОЛУЧЕНИЕ БЕТУЛИНА ВЫСОКОЙ СТЕПЕНИ ОЧИСТКИ
Рассмотрены свойства бетулина – многокомпонентного соединения, входящего в состав верхнего слоя коры березы. Представлены характеристики бетулина, являющегося биологически активным веществом и обладающего широким спектром лечебных и профилактических свойств, что позволяет применять его в качестве сырья в фармацевтической, парфюмерно-косметической и пищевой промышленности, а также в животноводстве и ветеринарии. Указаны состав и свойства бетулина, а также области его применения в различных отраслях промышленности. Проанализированы способы извлечения бетулина из бересты и проблемы, связанные с их реализацией. Исследована биологическая активность и состав гексанового экстракта коры березы, получаемого при помощи замкнутого экстракционного технологического комплекса. При использовании хромато-масс-спектрометрии установлено, что основным компонентом экстракта березовой корки является бетулин. Путем лабораторных исследований установлено, что полученный бетулин обладает высокой степенью очистки и может применяться в пищевых и лечебных целях.
Ключевые слова: бетулин, береста, кора березы, биологически активная добавка, экстрагирование бетулина.
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ БЕРЕЗЫ, ГИДРОЛИЗОВАННОЙ В ПРИСУТСТВИИ ПЕРЕКИСИ ВОДОРОДА
Исследованы физико-механические характеристики плитных композиционных материалов, полученных из древесины березы после ее обработки методом взрывного автогидролиза в присутствии катализатора. В качестве катализатора гидролиза использована перекись водорода, взятая в количестве от 0,165 до 33% к массе исходной древесины. В водном растворе катализатора осуществлялось предварительное замачивание древесной щепы перед баротермической обработкой. Композиционные материалы изготавливались из гидролизованной древесной массы методом горячего прессования без добавления связующих веществ.
Получены зависимости плотности, прочности на изгиб, водопоглощения и разбухания образцов композиционных материалов от количества использованного катализатора. Обнаружено, что применение пероксида водорода на предварительной стадии гидролиза способствует значительным изменениям в структуре древесной массы и оказывает влияние на физико-механические свойства получаемых из нее композиционных материалов. Свойства материала зависят от количества катализатора и жесткости условий баротермической обработки. Увеличение содержания пероксида водорода в растворе для замачивания щепы первоначально сопровождается пропорциональным увеличением плотности и прочностных характеристик. Для большинства из выбранных режимов баротермической обработки характерно наличие предельного значения количества катализатора, при котором плотность получаемого композиционного материала достигает максимума (насыщения). Дальнейшее увеличение количества катализатора не приводит к увеличению степени дисперсности получаемой волокнистой массы и увеличению плотности получаемых из нее композиционных материалов. Увеличение плотности и прочности материала по сравнению с материалом, получаемым без применения катализатора, составляет до 80% в зависимости от условий баротермической обработки и количества катализатора. Гидрофобные характеристики улучшаются до 100%. Увеличение прочностных характеристик пропорционально увеличению содержания перекиси водорода лишь до определенной концентрации. Для композиционного материала, полученного в присутствии пероксида водорода, характерно наличие точек экстремума, в которых значения прочности при изгибе являются максимальными. Дальнейшее увеличение количества катализатора приводит к ухудшению прочностных характеристик, что является следствием доминирования деструктивных процессов над процессами межмолекулярной сшивки. Обнаруженные эффекты могут быть использованы в процессе оптимизации технологических режимов получения композиционных материалов на основе древесины березы, подвергнутой баротермической обработке методом взрывного автогидролиза.
Ключевые слова: композиционный материал, древесина, гидролиз, перекись водорода.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ СКЛЕИВАНИЯ ПРИ НОРМАЛЬНОМ ОТРЫВЕ ДЛЯ РАЗРАБОТКИ НОВЫХ КЛЕЕВЫХ СОСТАВОВ
В статье предложен новый метод оценки прочности клеевых соединений при нормальном отрыве слоя, который может применяться при разработке новых составов клеев. Применяемые модифицирующие добавки различных видов, позволяют улучшить технологические и эксплуатационные свойства клеев, применяемых при склеивании древесины. Поэтому совершенствование технологии клееных материалов базируется на разработке новых видов клеев и клеевых составов. В ходе исследований по установлению вида и состава модифицирующих добавок проводится большое количество экспериментов, связанных с установлением влияния состава клея на прочность склеивания. В настоящее время в большинстве случаев адгезию оценивают по косвенному критерию - краевому углу смачивания, который непостоянен по времени из-за впитывания растекания и впитывания клея древесиной. Стандартный метод определения прочности при скалывании по клеевому слою достаточно трудоемкий, т.к. включает операции по выпиливанию брусков, строганию в размер, последующему склеиванию брусков, повторной механической обработке склеенных брусков после полного отверждения клея для придания образцам требуемых размеров и формы. Что в достаточной степени трудоемко. С целью снижения трудоемкости при проведении исследований по разработке новых клеевых составов разработан новый метод определения прочности клеевого соединения при нормальном отрыве. Прочность клеевого по предлагаемому данному методу оценивается максимальной нагрузкой, необходимой для нормального отрыва слоя. Применяемые приспособления (захваты) просты в изготовлении и надежны при эксплуатации. Новый предлагаемый метод определения прочности склеивания менее трудоемок, чем стандартный метод, т.к. не требуется повторная механическая обработка склеенных брусков потому, а образцы после отверждения клея имеют требуемые размеры и форму и готовы к испытанию. Приведен пример реализации предлагаемого нового метода оценки прочности склеивания при нормальном отрыве для установления нового состава клея (мастики) при изготовлении багета для художественных рам.
Ключевые слова: прочность на нормальный отрыв, склеивания, древесина, метод, модифицирующие добавки.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ПРОЦЕССА ЭКСТРАКЦИИ ФЕНОЛЬНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
В работе представлено физическое и математическое описание процесса экстракции фенольных соединений из растительного сырья, в частности из коры и листьев деревьев семейства «Salicaceae». Описана методика проведения экспериментальных и аналитических исследований и процесса экстракции. Определено влияние расхода экстрагента на скорость пропитки частиц. Оптимальное значение расхода экстрагента, равное 100 л/мин, способствовало более быстрому проникновению растворителя внутрь частиц. Были получены расчетные и экспериментальные значения изменения температуры по слоям материала и кинетика концентрации извлеченных экстрактивных веществ в экстракте. Выявлено, что нагрев слоев материала различается в пределах 1-2 минуты, а полное время нагрева составило 7 минут. Оптимальная длительность процесса экстракции составляет 35-45 минут.
Ключевые слова: математическое описание, экстракция, фенольные соединения, семейство «Salicaceae».
ИЗУЧЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ПРОЧНОСТНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПЛАСТИКОВ БЕЗ СВЯЗУЮЩЕГО ПО ПОТЕРИ МАССЫ ПРИ БИОРАЗЛОЖЕНИИ
Данное исследование посвящено установлению зависимости изменения прочностных показателей (прочности при изгибе) пластиков без связующего (ПБС) в зависимости от потери массы при экспозиции в почво-грунте на биоразлагаемость. Были получены зависимости «прочность при изгибе – потеря массы» для ПБС на основе опилок сосны и шелухи пшеницы при экспозиции образов в течение 30 суток в почво-грунте. С целью подтверждения полученных закономерностей были проведены испытания на биоразложение по отношению к почво-грунту в течение 90 суток пластиков, полученных на основе древесного (опилки сосны, лиственницы и березы) и недреввесного растительного (шелуха пшеницы, костра конопли и биомасса борщевика) сырья. Полученные результаты показали, что использование полученных зависимостей «потери массы – прочность при изгибе» рекомендуется применять с целью прогнозирования прочности при изгибе ПБС только на основе древесного сырья и при экспозиции в почво-грунте до 30 суток.
Ключевые слова: лигноуглеводные материалы, пластик, биоразложение, прочность при изгибе, потеря массы.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗВЛЕЧЕНИЯ БЕТУЛИНА ИЗ БЕРЕСТЫ БЕРЕЗЫ
В работе представлено математическое описание процесса пропитки и экстракции бересты березы толуолом. Сопоставление результатов математического моделирования и экспериментальных данных подтвердило адекватность разработанной математической модели. Отклонение расчетных значений от экспериментальных данных не превышает 18 %. Для определения коэффициентов массопроводности на этапах пропитки и извлечения бетулина спроектирована экспериментальная установка. В температурном диапазоне 100-105 °С коэффициенты составили, соответственно, amE = 5,2?10-12 и am = 7,8?10-11 м2 /c. В результате моделирования установлено, что средняя продолжительность стадии пропитки бересты составляет 25 мин, а время экстракции при периодическом процессе составляет около 2 часов. Однако выход бетулина при удельном расходе толуола в соотношении 1:7 составляет 60-70 % и для повышения степени извлечения целесообразно организовать процесс в несколько циклов и продолжить исследования по оптимизации параметров процесса.
Ключевые слова: береста, пропитка, экстракция, бетулин, массопроводность, моделирование.
МЕТОДИКА ОЦЕНКИ САМООЧИЩАЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ВОДОЕМА ПРИ ВЛИЯНИИ СТОКОВ СУЛЬФАТ-ЦЕЛЛЮЛОЗНОГО ПРОИЗВОДСТВА
В работе предложена трехкомпонентная модель биохимического окисления органического вещества, описывающая формирование качества воды участка водного бассейна и учитывающая не только специфичные показатели для стоков конкретного производства, но и наличие, а также видовой состав микроорганизмов, участвующих в процессах окисления органических веществ. Данная модель основана на уже существующей бимолекулярной модели биохимического окисления Шишкина А.И. С целью совершенствования данного подхода в математическую модель введен коэффициент учета микроорганизмов, отражающий скорость окисления органического вещества. Для расчета коэффициента учета микроорганизмов предложен алгоритм идентификации параметров модели биохимического окисления органических веществ. Представлены результаты исследований сточных вод сульфат-целлюлозного производства по сезонам и показателям растворенного кислорода, численности микроорганизмов и органических соединений, специфичных для данного типа стоков. Дан прогноз и сделана оценка качества природной воды озера в месте начального и основного разбавления сточных вод с использованием методов математического моделирования процессов биохимического окисления органического вещества. На основе разработанной модели сформирована методика оценки самоочищающей способности водоема, которая позволяет оценить допустимый уровень сброса загрязняющих веществ в водоем и сократить платежи за негативное воздействие сточных вод сульфат-целлюлозного предприятия на водный объект на 25-99% в зависимости от природы вещества и от сезона года. В качестве примера рассмотрены специфические вещества, которые контролируются в месте выпуска сточных вод сульфат-целлюлозного предприятия и в контрольном створе водного объекта – БПКполн, метанол и лигнин сульфатный. Предложенные в работе модель и методика позволяют увеличить норматив сброса загрязняющих веществ в соответствии с реальной способностью водоема к самоочищению, а также снизить годовое значение платы за негативное воздействие на окружающую среду для показателей, отражающих органические вещества, за счет уменьшения платежей за сверхнормативный сброс.
Ключевые слова: трехкомпонентная модель биохимического окисления органического вещества, методика оценки самоочищающей способности водоема, сульфат-целлюлозное предприятие, сточные воды сульфат-целлюлозного производства.
ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ АКТИВАЦИЯ НАПОЛНИТЕЛЕЙ ДЛЯ ДРЕВЕСНО-МИНЕРАЛЬНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
В настоящей работе были рассмотрены вопросы термомеханической активации наполнителей для древесно-минеральных полимерных композиционных материалов (ПКМ). Целью работы являлась оценка возможности повышения эксплуатационных свойств древесно-минеральных ПКМ с помощью термомеханической активации. В качестве полимерной матрицы для получения ПКМ в работе использован поливинилхлорид марки SG-5. В качестве наполнителей использовались смеси древесной муки марки 180 и пудры оксида кремния. Для активации древесно-минеральных смесей наполнителей, использованных в работе, применялись следующие методы: нагрев в открытой пресс-форме, нагрев в закрытой пресс-форме под давлением, кипячение смеси наполнителей в воде с последующей сушкой. Компаундирование компонентов осуществлялось методом экструзии. Для образцов полученных композитов были определены значения показателей ключевых физико-механических свойств: твердость по Бринеллю, контактный модуль упругости при сжатии, прочность при изгибе, ударная вязкость и водопоглощение после 24 часов выдержки. Установлено что термомеханическая активация древесно-минеральных смесей наполнителей является эффективным способом повышения их физико-механических свойств, в частности твердости, прочности при изгибе, а также модуля упругости при сжатии. Наиболее эффективным методом термомеханической активации наполнителя показала себя выдержка древесно-минеральной смеси под давлением 0,7 МПа и температуре 150 оС в течение 60 минут. Активация данным методом также приводит к значительному увеличению производительности процесса экструзии.
Ключевые слова: ПКМ, термомеханическая активация, активация наполнитель, древесно-полимерные композиты, оксид кремния, ПВХ, минеральный наполнитель, физико-механические свойства, ДПК.
