| Обратная связьРассылка
Для того, чтобы получать уведомления о новых номерах журнала, оставьте свой E-mail адрес.
 (1)-1_page-000186_120.jpg "2 номер за 2023 год")
Содержание 2 номера
за 2023 год
МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ ЛЕСОВОЗНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
В статье проанализированы методы измерения влажностных характеристик грунтов лесовозных автомобильных дорог и установлен комплекс факторов, влияющих на дорожное покрытие, которые вызывают нарушение водно-теплового режима дорожного полотна и работы всей конструкции. На основании исследований был взят за основу электрический метод измерения влажности при изучении тепловлажностных свойств грунтов, являющихся основой дорожной одежды. Была составлена схема замещения, включающая в себя все элементы измеряемой системы влажного грунта в электромагнитном поле. В системе был применен емкостной датчик влажности, позволяющий наиболее точно оценить факторы, влияющие на почвенный состав грунтов и водно дисперсную среду в зависимости от температуры воды находящейся в грунте. В результате исследований была составлена и решена система уравнений, позволяющая определить состояние влажностных характеристик грунтов с помощью частотных колебаний, которые вследствие прохождения через грунт по энергетическим потерям позволяет оценить влажностные характеристики грунтов, являющихся основой лесовозных автомобильных дорог.
Ключевые слова: лесовозная автомобильная дорога, влажность почвы, гранулометрический состав, электромагнитное поле, радиоволны
РАЗРАБОТКА ТРЕБОВАНИЙ К УПЛОТНЕННОМУ СНЕЖНОМУ ПОКРОВУ ЗИМНИХ ЛЕСНЫХ ДОРОГ
Рассмотрена проблема совершенствования оценки транспортно-эксплуатационного состояния зимних лесных автомобильных дорог, эксплуатирующихся в уплотненном снежном покрове. Учитывая, что лесные дороги в зимний период не только обеспечивают систему транспортировки древесины, но и оказывают значительное влияние на средообразующую функцию леса, необходимо рассмотреть возможность проведения мероприятий по обеспечению устойчивого управления лесами, что накладывает существенные ограничения на требования к зимним лесным дорогам. Как показывает практика, для зимних дорог, чаще всего используются уплотненный снежный покров. Использование снега в качестве дорожно-строительного материала вызывает значительные сложности, как в строительстве, так и в эксплуатации зимних лесных дорог.Таким образом, решить проблему позволит соответствующая методика оценкитранспортно-эксплуатационных параметров уплотненного снежного покрова зимних дорог, с учетом природно-климатических условий эксплуатации, что и определило цель настоящей работы. Целью исследований была разработка требований к зимним лесным дорогам, работающим в уплотненном снежном покрове.В задачи исследований входили экспериментальная оценка физико-механических свойств снежных поверхностей, расположенных в лесосырьевых базах Свердловской области, а также проведение комплекса полевых испытаний, по оценке прочностных свойств снежных поверхностей, методом динамического упругого прогиба. Динамический упругий прогиб снежного покрытия измерялся с помощью динамического плотномера. Результатами работы стала разработка требований к уплотненному снежному покрову в виде зависимостей динамического модуля упругости, плотности снежного покрова и толщины слоя снега на дорожном покрытии. Учитывая достаточную адекватность полученных данных, они могут быть рекомендована для использования в практике строительства и эксплуатации зимних лесных дорог.
Ключевые слова: снег, зимние лесные дороги, уплотненный снежный покров, динамический модуль упругости.
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ ЛЕСОВОЗНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ
Статья посвящена решению задач по определению тепловых характеристик грунтов лесовозных автомобильных дорог. Множество способов определения глубины промерзания грунтов базируются на полуэмперических подходах и имеют ряд недостатков, которые можно исключить применением более современного подхода, заключающегося в комплексном измерении теплофизических свойств на основе батарейного датчика теплового потока. Задача решается сведением ее к системе конечно-разностных уравнений и в результате его решения величина тепловой энергии должна быть отнесена к средней температуре образца за время процесса, который определяется моментом наступления стационарного режима. В методике применен датчик, представляющий батарею медь-константовых сверх малогабаритных термопар, включенных параллельно по тепловому потоку и последовательно по генерируемому сигналу. За основу измерения тепловых потоков батарейными датчиками положен метод вспомогательной стенки и тепловой поток, пронизывающий тело датчика, создает на его плоскостях перепад температур.
Ключевые слова: тепловой поток, тепловая энергия, температуропроводность, слой дорожной одежды, земляное полотно.
РЕКОНСТРУКЦИЯ ЛЕСОВОЗНЫХ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДОРОГ С УЧЕТОМ РАЗБИВОЧНО-КОНТРОЛЬНЫХ РАБОТ
В статье приведены результаты исследований по выбору направления базиса фото-видео фиксации и определению параметров участков лесовозных автомобильных дорог, подлежащих реконструкции.
Для повышения точности линейных измерений по стереоскопической модели местности, величину базиса фотографирования следует увеличивать, поэтому при производстве наземной фото-видео фиксации участков лесовозных автомобильных дорог, подлежащих реконструкции, при выборе величины базиса фотографирования, следует особое внимание обращать на необходимую точность измерений. В ходе проведенных исследований установлено, что при производстве съемочных работ на существующих участках лесовозных автомобильных дорог, наиболее рациональным направлением базиса фото-видео фиксации следует считать направление перпендикулярно к оси дороги; величину средней квадратической погрешности измерения линейных параметров дорог можно рассчитать по формуле; точность измерения линейных параметров дорог по стереоскопической модели местности вполне соответствует инструктивно допустимой.
Ключевые слова: лесовозные автомобильные дороги, реконструкция дорог, базис фотографирования, наземная фото-видео фиксация, разбивочно-контрольные работы.
ПРОЕКТ ПРОИЗВОДСТВА ДЕКОРАТИВНОЙ ЩЕПЫ ИЗ ОТХОДОВ ДЕРЕВООБРАБАТЫВАЮЩЕГО КОМПЛЕКСА
В работе представлен проект производства декоративной щепы из отходов действующего деревообрабатывающего комплекса на базе ГКУ РТ «Сабинское лесничество». Проект направлен на решение проблемы комплексной переработки древесного сырья с получением дополнительного объема товарной продукции. Декоративная щепа может быть использована для благоустройства клумб и дорожек, создания национальных орнаментов, а также повышения экологической обстановки городской среды. Производство декоративной щепы интегрировано в структурную схему основного производства деревянных поддонов. На основе баланса образующихся отходов разработана технология получения декоративной щепы, произведен расчет сырья и материалов по каждой операции, спроектирована конструкции ванны для антисептирования и покраски щепы. Исходя из годовой программы выпуска продукции, длительности технологического цикла окрашивания щепы и принятого режима работы действующего предприятия представлен расчет потребного количества оборудования и параметров его загрузки на каждом этапе выполнения технологически операций. Выполненные расчеты отражены в технологической карте процесса производства декоративной щепы. Экономические расчеты доказали высокую эффективность и доходность проекта при низких затратах на сырье и производство, что обеспечит его конкурентные преимущества.
Ключевые слова: древесные отходы, декоративная щепа, технология, конструкция, эффективность.
МОДЕЛИРОВАНИЕ ОСЦИЛЛИРУЮЩЕЙ СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ ПРИ ПЕРПЕНДИКУЛЯРНОМ К ПЛАСТИ ПОДВОДЕ СВЧ-ЭНЕРГИИ
Одной из основных нерешенных проблем СВЧ технологии на сегодняшний день является неравномерность температурного поля при нагреве толстых сортиментов, максимальное значение которого устанавливается в средних слоях пиломатериала. В этой связи, для создания равномерного нагрева и выравнивания влажности по слоям сортимента в работе рассматривается процесс сушки в режиме осцилляции давления среды, состоящем из чередующихся между собой стадий СВЧ нагрева и вакуумирования. Представлены расчетные кривые и экспериментальные данные распределения температуры и влагосодержания по сечению пиломатериала при расположении излучателя СВЧ энергии с двух противоположных сторон от пласти. Установлено, что импульсная подача СВЧ энергии с попеременным включением СВЧ магнетронов сначала с одной, потом с другой стороны сортимента приводит к наиболее эффективному распределению температуры и влажности по всему сечению пиломатериала.
Ключевые слова: СВЧ нагрев, магнетроны, осциллирующий режим, древесина.
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СЫРЬЕВЫХ КОМПОНЕНТОВ НА ПРОЧНОСТЬ ГИПСОДРЕВЕСНОГО КОМПОЗИТА
Представлены результаты математического моделирования влияния сырьевых компонентов на прочность гипсодревесного композита (ГДК)для ограждающих конструкций зданий. Получение древесно-цементных композитов затруднено, в связи с наличием в древесном заполнителе экстрагируемых веществ – легко диффундируемых через стенки клеток древесины и вымываемых водой частиц размером до 1 мкм, которые оказывают негативное влияние на гидратацию цемента, сроки схватывания и твердения древесно-цементной смеси, форму и размеры образующихся кристаллогидратов и, соответственно, снижают прочность материала. Гипсовые вяжущие, в отличие от цементных, менее чувствительны к воздействию экстрагируемых веществ, однако они характеризуются низкой адгезией гипсовой матрицы и древесного заполнителя, что приводит к снижению прочностных показателей ГДК. Решением данной проблемы является структурирование ГДК водорастворимыми полимерными добавками – смолами. Методом ортогонального центрального композиционного планирования эксперимента построена математическая модель зависимости прочности на сжатие ГДК от количества строительного гипса, древесного заполнителя из свежесрубленной древесины лиственных пород и карбамидоформальдегидной смолы. По критериям Стьюдента и Фишера выполнена оценка статистической значимости и адекватности математической модели, позволяющей определять рациональные значения рецептурных факторов при ресурсосберегающемизготовлении ГДК с прочностью на сжатие более 31 МПа для ограждающих конструкций зданий. Выполнен электронно-микроскопический анализ микроструктуры гипсодревесного композита, показывающий, что повышение прочности ГДК обусловлено уплотнением пространства между кристаллогидратами двугидрата сульфата кальция(CaSО4•2Н2О) и улучшением адгезионных связей в системе «гипсовая матрица – древесный заполнитель» при введении карбамидоформальдегидной смолы.
Ключевые слова: гипсодревесный композит, строительный гипс, древесный заполнитель, карбамидоформальдегидная смола, математическая модель, прочность на сжатие.
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ СКЛЕИВАНИЯ ДРЕВЕСИНЫ КЛЕЕВОЙ КОМПОЗИЦИЕЙ НА ОСНОВЕ ЭПОКСИДНОЙ СМОЛЫ
В статье рассматривается склеивание массивной древесины клеевой композицией на основе эпоксидной смолы. Разработка и применение в технологии склеивания массивной древесины быстроотверждаемых и технологичных клеев является актуальным. В результате исследований проведен эксперимент по отработке рецептуры клеевой композиции, что позволило установить зависимость предела прочности клеевого соединения от массовой доли отвердителя в ее составе. Проведена статистическая обработка результатов эксперимента, в том числе: дисперсионный анализ, линейный и нелинейный регрессионный анализ с получением уравнения зависимости предела прочности клеевого соединения от содержания отвердителя. Получены обнадеживающие результаты исследования, которые позволили сделать вывод о дальнейшем проведении исследований по отработке рецептуры клеевой композиции.
Ключевые слова: клей, клеевая композиция, склеивание древесины, эпоксидная смола, прочность клеевого шва.
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК НЕПЛОДОВЫХ ЧАСТЕЙ ОБЛЕПИХИ, ИМЕЮЩИХ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ ПРОЦЕССА ЭКСТРАКЦИИ
В работе представлены результаты исследований по определению физических параметров неплодовых частей облепихи, а именно коры, побегов, древесной части и побегов, оказывающих влияние на процесс извлечения ценных компонентов из капиллярно-пористых материалов. Основными физическими характеристиками являются средняя и истинная плотность, удельная поверхность пор и коэффициент пористости. Указанные величины были определены классическими методами, а также с использованием оборудования Центра коллективного пользования «Наноматериалы и нанотехнологии» Казанского национального исследовательского технологического университета. Установлено, что наибольшую среднюю плотность имеет древесная часть облепихи вследствие наличия в ней плотных целлюлозных клеток. Наименьшее значение средней плотности присуще листьям, которые участвуют в фотосинтезе и имеют большое количество пор. При этом анализ истинной плотности показал, что наименьшее значение наблюдается у коры облепихи, что объясняется большим количеством пустот в структуре образцов. Высокая истинная плотность древесины облепихи объясняется природным строением и связана с обеспечением прочности ствола дерева. Исследуемые физические параметры, а именно средняя, истинная плотности и пористость, указанных частей облепихи адекватно согласуются с показателями удельной поверхности пор. Полученные показатели являются параметрами дифференциального уравнения переноса массы в капиллярно-пористых материалах посредством молекулярной диффузии и использованы для его решения.
Ключевые слова: неплодовая часть облепихи, средняя плотность, истинная плотность, удельная поверхность пор, коэффициент пористости.
К РАСЧЕТУ ЛОКАЛЬНОГО КОНВЕКТИВНОГО ТЕПЛОМАССООБМЕНА ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ ДРЕВЕСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Показано, что увеличение коэффициента конвективного теплообмена при сушке и другой термообработке древесных материалов связано, прежде всего, не с влиянием массообмена, а с повышенной шероховатостью их поверхностей, которая определяется структурой и воздействием режущих инструментов и для различных материалов различна. Предложена формула для расчета конвективного теплообмена при турбулентном течении в трубах и щелевых каналах с шероховатыми стенками, имеющими место при камерной сушке пиломатериалов в штабелях, с учетом особенностей шероховатости древесных материалов. Предложена формула для расчета теплообмена при обтекании плоской шероховатой поверхности. Рекомендовано проводить расчет локального конвективного массообмена при термообработке в промышленных камерах на основе положений аналогии тепло- и массообмена и соотношений, полученных для других материалов, учитывая сложность физического моделирования массообмена в промышленных условиях и не высокую точность экспериментов.
Ключевые слова: сушка древесных материалов, шероховатость поверхностей, коэффициенты конвективного тепло- и массообмена, тепломассообменная аналогия.
ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИОННЫХ И ДЕСТРУКТИВНЫХ СВОЙСТВ ЛИГНОНАПОЛНЕННОГО ПОЛИГИДРОКСИБУТИРАТА
Широкое применение натуральных волокон в качестве наполнителей для разработки новых, недорогих, экологически чистых биокомпозитов, армированных волокнами, является одной из наиболее быстро развивающихся областей исследований композитов. Биоразлагаемые полимеры, полученные из природных ресурсов, являются потенциальными заменителями существующих синтетических полимеров на нефтяной основе, для снижения стоимости которых, их наполняют измельченной древесиной. Однако низкие механические свойства и высокая чувствительность к влаге пластиков на основе натурального древесного наполнителя ограничивают их широкое использование. В этой связи замена древесного наполнителя отходами гидролизного производства с целью повышения гидрофобности наполненных биополимеров является актуальной задачей.
Целью данного исследования является изучение эксплуатационных свойств лигно-наполненного биоразлагаемого полимера – полгидроксибутирата с позицией водопоглощения, стойкости композита к деструкции в кисло-щелочных средах и скорости биодеградации.
Ключевые слова: полигидроксибутират, лигнин, древесное сырье, биокомпозит, водопоглощение, химическая стойкость, биоразложение.
ПРИМЕНЕНИЕ ПРОДУКТОВ ТЕРМООКИСЛИТЕЛЬНОЙ ДЕСТРУКЦИИ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ПОЛИБУТАДИЕНОВОГО КАУЧУКА В КАЧЕСТВЕ СТАБИЛИЗАТОРА НАТУРАЛЬНОЙ ДРЕВЕСИНЫ
В последнее время особое внимание уделяется проблеме защитной обработки материалов из натуральной древесины. Ведутся поиски, позволяющие защитить древесину от воздействия неблагоприятных факторов и продлить срок службы изделий на её основе. Однако, не мало, важным критерием выступает соотношение цены защитного состава и его качества. В представленной работе рассматривается возможность применения продукта термоокислительной деструкции отходов производства бутадиенового каучука марки СКД-НД с молекулярной массой Мw–5-10 тыс. в сочетании с сиккативом в качестве защиты натуральной древесины от влаги и воды. При этом необходимо отметить тот факт, что данные отходы не могут применяться в производстве лакокрасочных материалов по таким показателям как: темный цвет, наличие апалесценции и др. Использование отходов бутадиенового каучука позволяет получить не только ценные и доступные составы на его основе, но и решить ряд экологических задач (проблем). В качестве объектов исследования были выбраны образцы древесины осины. Свойства древесины контролировали по изменению таких показателей как водопоглощение, а также разбухание в радиальном и тангенциальном направлениях. Установлено, что модифицированная продуктами отходов термоокислительной деструкции бутадиенового каучука древесина имела более низкое водопоглощение и разбухание в радиальном и тангенциальном направлениях. Исследовано влияние содержания полимеров (олигомера) в пропиточном составе на показатели водопоглощения и разбухания древесно-олигомерных композитов.
Ключевые слова: древесина,отходы производства каучука, олигомеры, обработка, водопоглощение, влагопоглощение.
