авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |

«ТЕХНОЛОГИЯ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ЛЕСОЗАГОТОВКИ И ДЕРЕВООБРАБОТКИ УДК 630*383 В.И. Посметьев ...»

-- [ Страница 4 ] --

Шамаев, В.А. Теоретические основы совмещенного способа 3.

модифицирования древесины [Текст] / В.А.Шамаев, А.И.Сидельников // Технология и оборудование деревообработки в ХХI веке : межвуз. сб. науч.

тр. / ВГЛТА. – Воронеж, 2001. Вып. 1. – С. 149– УДК 630. 11 Е.В. Авдеева О.В. Харыбина ОБЕСПЕЧЕННОСТЬ СКВЕРАМИ ИСТОРИЧЕСКОГО ЦЕНТРА ГОРОДА КРАСНОЯРСКА ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г.Красноярск Скверы являются важным звеном в насаждениях общего назначения.

Площадь зеленых насаждений и обеспеченность скверами в центральной части города Красноярска за последние 20 лет значительно снизилась.

Крупнейшие города в значительной степени удалены от природного окружения, поэтому для них большое значение имеют пригородные и зеленые зоны в планировочной структуре. Исходя из этого, мониторинг зеленых насаждений является актуальной задачей при создании комфортной среды городов [1].

Скверы являются важным звеном в озеленении общего назначения, предназначаются для различного отдыха населения и размещаются по всей территории города, объединяют застройку и зоны отдыха, подчеркивают архитектурные ансамбли города.

Расчет нормативной обеспеченности скверами городских территорий проводится в зависимости от количества жителей пользующихся данным типом зеленых насаждений и допустимой рекреационной нагрузки на 1 га для данного объекта озеленения.

Исследованиями ряда авторов установлено, что максимальная плотность посещения для скверов в перерасчете на 1 га составляет 300 чел/га.

Расчеты производятся по дням наибольшей посещаемости скверов [2].

Центральный район Красноярска является наиболее посещаемой частью города. В скверах ежедневно отдыхают жители и гости города. Для расчета обеспеченности данной территории зелеными насаждениями скверов принимаем, что не менее 25% постоянно проживающего населения, а также “временное” население – приезжие, туристы, командировочные ежедневно проходят через скверы Центрального района города. Исследованиями установлено, что гости миллионного города составляют в среднем 4000 человек, при этом около 25% из них также воспользуются скверами. Исходные данные для расчетов обеспеченности скверами Центрального района города Красноярска представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Исходные данные 25% от общего Численность "временное" Район города числа население население (25%) населения 2005 г. 64200 16050 Центральный 1985 г. 74600 18650 Особыми требованиями при проектировании новых или реконструкции существующих селитебных зон и размещении объектов озеленения общего пользования – скверов являются: при недостатке скверов жилых районов на каждый 1 м2/чел. нормативная площадь должна увеличиться на 0,5 м2/чел;

при примыкании жилых районов к промышленным предприятиям I – II класса вредности норма обеспеченности скверами жилых районов должна быть увеличена в 1, раза, при примыкании к железнодорожным вокзалам – в 2 раза. При примыкании жилых районов к городским лесам, лесопаркам и крупным паркам норма обеспеченности скверами может быть уменьшена в 2 раза.

Результаты расчетов обеспеченности скверами Центрального района города Красноярска в динамике развития городской среды за последние лет, представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Расчетная обеспеченность скверами Центрального района города Красноярска в динамике Площадь, га Обеспеченность, м2/чел расчетная существующая расчетная существующая Район города 1985 г. 2005 г 1985 г. 2005 г. 1985 г. 2005 г. 1985 г. 2005 г.

Центральный 65,50 56,83 29,30 17,28 8,78 8,85 3,93 2, Анализ исходных и расчетных данных показывает, что обеспеченность зелеными насаждениями данного типа за последние 20 лет снизилась на 31% и составляет 2,7 м2/чел. вместо расчетных 8,85 м2/чел.

Площадь скверов за данный период уменьшилась на 16 %. Динамика изменения насыщенности скверами Центрального района города Красноярска показывает, что в 1985 году дефицит площадей составлял %, на 2005 год – 70 %.

Полученные данные обеспеченности Центрального района Красноярска скверами и сложившаяся экологическая и эстетическая обстановка в городе говорит о необходимости принимать комплекс мер по увеличению площадей зеленых насаждений, что в значительной степени повысит комфортность городской среды.

Библиографический список 1 Авдеева, Е.В. Зеленые насаждения городов Сибири [Текст] :

монография / Е.В. Авдеева. – Красноярск : СибГТУ, 2000. – 150 c.

2. Разумовский, Ю.В., К вопросу о возрастных изменениях объемно пространственной структуры парковых территорий [Текст] / Ю.В. Разумовский, Л.М. Фурсова // Науч. тр. ландшафтная архитектура и садово-парковое строительство. – Вып. 246. – М.: МЛТИ, 1991. – С. 84-93.

УДК 339.13. Н.Б. Александрова СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ РЫНКА ДЕРЕВЯННЫХ КЛЕЕНЫХ КОНСТРУКЦИЙ В РОССИИ Институт экономики и ОПП СО РАН г. Красноярск В статье приведены результаты выполненного анализа российского рынка деревянных клееных конструкций. Рассмотрена динамика производства и потребления ДКК, конкурентная среда, объемы внешней торговли. Сделаны выводы о перспективности развития рынка для отечественных производителей.

В России с начала XXI века отмечается формирование рынка изделий из клееной древесины на фоне оживления экономической ситуации и положительного опыта применения клееной древесины во всем мире.

Стабильное увеличение производства и потребления деревянных клееных конструкций (ДКК) в стране происходит с 2000 г., хотя их объемы очень далеки от уровня развитых стран. Так, доля России в европейском производстве ДКК менее 2%, тогда как Австрии – 7%.

По данным Госкомстата РФ, с 2001 по 2007 гг. объемы производства деревянных клееных конструкций выросли в 17 раз, в том числе несущих конструкций – в 47 раз. Резкий скачок объемов производства ДКК в России (в 4,5 раза) был отмечен в 2003г., после которого тенденция роста сохранялась, но уже с меньшими темпами. В 2007 г. было произведено 103,51 тыс. м3 деревянных клееных конструкций, в т.ч. несущих – 41, тыс. м3, прирост по сравнению с 2006 г. составил 146% и 125% соответственно. В 2008г. рост объемов производства деревянных клееных конструкций сохраняется. За период январь-сентябрь 2008г. объемы составили 121,21 тыс. м3, что превысило аналогичный показатель прошлого года на 58% (рис. 1).

Отмечается рост несущих конструкций в общем объеме ДКК. Если в 2001 г. их доля составляла 14%, то к 2007 году доля несущих ДКК достигла почти половины всех деревянных клееных конструкций.

Большая часть отечественных производителей ДКК сосредоточена в Центральном, Северо-Западном, Приволжском и Южном ФО. Российские предприятия за короткий срок смогли ликвидировать основные технологические проблемы, и в настоящее время многие из них предлагают потребителю достойное соотношение «цена-качество».

Уровень конкуренции на российском рынке средний, однако, она значительно ужесточилась за последние два года, особенно в Европейской части России, в связи с активным вводом новых мощностей и ограниченностью внутреннего рынка.

140, 120, 100, 80, 60, 40, 20, 0, янв-сент 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Конструкции деревяные клееные из них несущ ие конструкции Рисунок 1. Объемы производства деревянных клееных конструкций в России, 2000-2008 гг., тыс.м3 (по данным Госкомстата РФ) Ряд крупных производителей имеют оборудование для изготовления большепролетных конструкций, в том числе криволинейных: «Хаус Концепт Содружество» (Санкт-Петербург), «Сокофекс-ДревСтрой»

(г.Волоколамск Московской обл.), «160 ДСК Стройконструкция-2»

(г.Королев Московской обл.), «78 Деревообрабатывающий комбинат Н.М.» (Нижний Новгород), «Тимбер» (г. Волжск Республики Марий Эл), «Сафоноводрев» (г.Смоленск), «Стилвуд» (г.Новосибирск), «Завод «КДК»

(г. Вологда).

Производством клееного бруса и домов из клееного бруса занимаются все вышеперечисленные предприятия, а также: «Тамак» (Тамбовская обл.), «Ураллеспром» (Свердловская обл., г.Первоуральск), «Сокольский деревообрабатывающий комбинат» (Вологодская обл.), «Истра-Ламбер»

(г. Москва), «Инарко» (г.Москва), «Питервуд» (Санкт-Петербург), Промстройлес (Санкт-Петербург) и др. Отечественные производители в общем объёме рынка занимают доминирующие позиции, хотя конкуренция с зарубежными производителями является высокой в сегменте элитного жилья. Большая часть производителей клееного бруса представляют собой сравнительно небольшие компании, производящие клееный брус, комплекты домов или эксклюзивные дома «под ключ»

(начиная от производства бруса, заканчивая монтированием сантехники и электрики). Около 40% рынка приходится на крупные производственные предприятия, половина из которых имеет производство полного цикла:

лесозаготовку, лесопереработку производство, а также строительно монтажные подразделения.

Устойчивый рост потребления изделий из клееной древесины отмечается в России с 2003 г. По предварительным оценкам объем потребления ДКК в 2007г. составил 85 тыс. м3. Темпы роста потребления ДКК в России в 2007 году были ниже, чем производства (34% против 47%). Основные объемы потребления изделий из клееной древесины приходятся на регионы Европейской части РФ и Урала. Крупнейшим потребителем является московский регион.

Спрос на изделия из клееной древесины тесно связан с развитием жилищного строительства, прежде всего, малоэтажного. Основной причиной ограничения потребления ДКК в России является их высокая стоимость, что сдерживает их применение на внутреннем рынке и развитие объемов производства отечественных производителей.

В настоящее время основные объемы производства ДКК отправляются на экспорт. Из рисунка 2 видно, что внешняя торговля деревянными клееными конструкциями в России за последние пять лет отличается положительной динамикой.

Рост импорта изделий из клееной древесины на российском рынке связан с ростом денежных доходов населения и увеличением спроса на деревянные здания и мебель высокого качества. Импорт клееных изделий за последние пять лет вырос в три раза и достиг своего максимума в г. с объемом 7,10 тыс. м3, что на 12% выше уровня 2006 г. Импортируются, в основном, ДКК, предназначенные для монтажа сложных конструкций.

Российский экспорт деревянных клееных изделий стабильно растет, что свидетельствует о высоком качестве отечественной продукции отдельных производителей, способных конкурировать на международном рынке. В 2007 году объем экспорта составил 72,44 тыс.м3, что на 9% больше, чем в 2006 году и в два раза больше, чем в 2002 году. Однако объемы экспорта все еще находятся на крайне низком уровне по сравнению с развитыми странами.

80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 2002 2003 2004 2005 2006 импорт экспорт Рисунок 2. Российский экспорт и импорт ДКК в 2002-2007 гг., тыс. м (по данным ФТС РФ) 42% объема экспорта ДКК из России приходится на Японию, которая является стабильным рынком сбыта для российских клееных изделий.

Основными странами-импортерами клееных изделий для России являются также Германия, Италия и Казахстан.

Из исследования рынка изделий из клееной древесины можно сделать вывод, что за последние 10 лет в этом секторе лесопереработки происходят значительные положительные изменения, особенно в году. До осени 2008 г. наблюдалась тенденция роста в строительной промышленности вследствие общего улучшения благосостояния населения, что обуславливало высокий спрос на клееную древесину в России. Вместе с тем, производство ДКК пока остается ориентированным на экспорт.

Долгосрочные перспективы развития российского производства деревянных клееных конструкций благоприятные и связаны с уникальностью данного материала, дальнейшим расширением масштабов строительства, государственной поддержкой деревянного домостроения и глубокой переработки древесины, а также с ростом доходов населения и повышением конкурентоспособности отечественных производителей.

Спрос на ДКК в развитых странах продолжит интенсивно развиваться из за нехватки лесных ресурсов в странах-потребителях деревянных клееных конструкций и высокой потребности в клееной древесине.

Кроме того, в течение ближайших лет ожидается получение нового нормативного обеспечения клееных изделий в форме технических регламентов, национальных стандартов и стандартов организаций, а также приближение национальных противопожарных регламентов, стандартов, норм и правил по ДКК к мировым.

Ожидаются следующие перспективы развития рынка деревянных клееных конструкций в России:

с 2010 года ежегодный рост производства в абсолютных показателях составит порядка 150-250 тысяч м3;

доля средних и крупных (с объемами более 25 тыс. м3 в год) предприятий будет увеличиваться, в основном за счет инвестиций в экспортно-ориентированное производство. Значительная часть ДКК для внутреннего рынка будет производиться на мелких предприятиях;

получит широкое распространение применение ДКК в различных областях промышленно-гражданского строительства, прежде всего в малоэтажном строительстве;

освоение технологий поточного производства домов с использованием ДКК и других новых технологий позволит снизить стоимость 1 м2 при сохранении высокого качества продукции. Это позволит применять клееные изделия не только в элитных загородных домах, но и в жилье для граждан с разным уровнем дохода;

следует ожидать значительного увеличения объемов и номенклатуры стандартных ДКК, используемых в строительстве;

развитие внутреннего потребления несущих и ограждающих ДКК будет происходить за счет московского, санкт-петербургского рынков, однако будут расти объемы потребления в других регионах Европейской части России, а через 3 года – и в высокодоходных регионах Сибири;

возможно усиление проникновения на внутренний рынок европейских производителей, которые даже при существующих 20%-х ввозных пошлинах способны конкурировать с отечественными производителями;

экспорт ДКК будет расти в основном за счет восточно-азиатского и средне-азиатского направлений, рост объемов производства ДКК будет значительно определяться инвестициями в производство для экспорта в этих направлениях.

К факторам, препятствующим развитию рынка деревянных клееных конструкций, можно отнести следующие:

устаревшая нормативно-правовая база по производству и применению ДКК, противопожарные стандарты, нормы и правила;

крайне малое число проектных организаций, занимающихся проектированием большепролетных сооружений с деревянными клееными конструкциями, а также отсутствие современного программного обеспечения, адаптированного для российского производства;

морально устаревшая производственная база по строительству ДКК, наличие таможенных пошлин на качественные зарубежные станки;

нехватка квалифицированных кадров;

стереотипное восприятие материала как менее качественного по сравнению с металлическими и железобетонными конструкциями;

низкое качество досок, идущих на внутренний рынок для изготовления ДКК, т.к. лучшая часть заготовленного леса идет на экспорт, а также из-за неудовлетворительной технической базы для лесопиления;

низкие возможности для освоения выпуска высококачественных ДКК деревообрабатывающими предприятиями в лесодобывающих регионах из-за высокой стоимости оборудования, неразвитости рынков сбыта и отсутствия квалифицированной рабочей силы.

УДК 674.055:531.1 А.А. Воробьев СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ВЕРТИКАЛЬНЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ ШПИНДЕЛЯ ПРИ ФРЕЗЕРОВАНИИ ДРЕВЕСИНЫ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Представлены результаты сравнения параметров виброскорости для вертикальных и горизонтальных колебаний шпинделя консольно – фрезерного станка для фрезерования древесины Современный этап развития станков, работающих с высокими скоростями резания и подачи, предполагает создание высокоточных деревообрабатывающих станков для повышения производительности и качества обработки деталей столярно-мебельного производства. Однако увеличение скоростных режимов обработки влечет за собой увеличение амплитуды колебаний механизмов станка, в первую очередь, амплитуду вибрации механизма резания, воспринимающего наибольшую динамическую нагрузку. Это неизбежно снижает качество обрабатываемых деталей ввиду того, что траектория движения шпинделя станка при фрезеровании оставляет на обрабатываемой поверхности волны, величина и шаг которых являются функцией закона движения шпинделя. Поэтому снижение виброактивности механизма резания станка является актуальной задачей современного производства [1].

Целью работы является сравнительный анализ вертикальных и горизонтальных колебаний шпинделя, по величине амплитуды виброскорости, при адекватных режимах обработки. Так как именно вынужденные поперечные колебания в большей степени определяют качество и точность получаемого контура детали.

Для определения зависимости показателей амплитуды виброскорости от основных режимных факторов процесса фрезерования: частоты вращения шпинделя, скорости подачи заготовки и глубины фрезерования, были проведены эксперименты. Обработка их результатов производилась согласно методу полных факторных планов для получения математической модели второго порядка. Коэффициенты регрессионной модели были получены с использованием метода наименьших квадратов по разработанной программе написанной в среде Mathcad.

Варьирование факторов осуществлялось на верхнем, основном и нижнем уровнях представленных в таблице 1[2].

Экспериментальная установка состоит из горизонтального консольно – фрезерного станка модели 6Т82Г-29, оснащенного виброметром модели ВВМ – 201, для регистрации величины виброскорости, с датчиком ДН-3-М1 с погрешностью измерения величины амплитуды пиковой виброскорости до 0,001 мм/с.

Фрезерование осуществлялось цилиндрической сборной фрезой с двумя ножами из быстрорежущей стали HSS 18, отбалансированной по классу точности согласно ГОСТ 22061-76.

Таблица 1 – Обозначения варьируемых факторов Уровень варьирования Интервал Обозначение фактора Наименование варьирова фактора ния Натураль- Нормализо- нижний основной верхний фактора ное ванное (-1) (0) (+1) Частота вращения x n 600 400 1000 шпинделя, мин Скорость подачи, 30 20 50 x VS мм/мин Глубина фрезерования, t x3 0,95 0,1 1,05 2, мм Обрабатываемым материалом являлась заготовка из сосны, размером 3030500 мм с влажностью 16% при резании вдоль волокон.

После проверки полученных математических моделей на однородность дисперсий и адекватность были получены следующие уравнения по которым были построены графики зависимостей амплитуд виброскорости от режимных факторов (рисунок 1, 2).

Для вертикальных колебаний y = 0,388 + 0,17 x1 0,025 x 2 0,018 x3 + 0,04 ( x1) 2 + 0,014 ( x 2) 2 + 0,025 ( x3) 2 0,014 x1 x 2 + 0,02 x 2 x3 0,0056 x1 x 0. 0. 0. y=f(x2), x3=- y=f(x1), x2=- 0. y=f(x2), x3=+1 0. 0.6 y=f(x1), x2=+ 0. y31( x3)0. y11( x1)0.5 y21( x2) 0.29 y32( x3) y12( x1) y22( x2) 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0.2 0. 0.26 1 0. 1 0.5 1 0.5 0 0.5 0 0.5 1 0 0.5 x x1 x y=f(x3), x1=- y=f(x3), x1=+ Рисунок 1 – Графики зависимостей величины амплитуды виброскорости от режимных факторов для вертикальных колебаний Анализируя уравнение вертикальных колебаний согласно диссоциативно - шагового метода, было установлено, что минимизация амплитуды виброскорости достигается при значении нормализованных факторов x1 = x 2 = 1, x3 = +1.

Для горизонтальных колебаний:

y = 0,552 + 0,179 x1 0,022 x3 + 0,064 ( x1) 2 + 0,022 ( x3) 2 + 0,043 x1 x 2 + 0,0399 x1 x 1 0. y=f(x2), x3=- y=f(x1), x2=- y=f(x2), x3=+ y=f(x1), x2=+1 0. 0. 0.5 y31( x3) y11( x1) y21( x2) 0. y32( x3) 0. y12( x1) y22( x2) 0. 0. 0. 0. 1 0.5 0 0.5 x 0.2 0. 1 0.5 0 0.5 1 1 0.5 0 0.5 1 y=f(x3), x1=- x1 y=f(x3), x1=+ x Рисунок 2 – Графики зависимостей величины амплитуды виброскорости от режимных факторов для горизонтальных колебаний Для уравнения горизонтальных колебаний минимизация амплитуды виброскорости получается при x1 = 1 и x2 = x3 = 1.

Исследования показали, что амплитуда горизонтальных колебаний превышает амплитуду вертикальных колебаний. Это можно объяснить тем, что, во-первых, изменялась жесткость стыков при креплении заготовки, во-вторых, базирование заготовки осуществлялось в двух точках.

Библиографический список 1. Филиппов, Ю.А. Синтез виброактивности деревообрабатывающих машин: Монография [Текст]/ Ю.А. Филиппов. – Красноярск: КГТА, 1996. – 261с.

2 Пижурин, А.А. Исследования процессов деревообработки [Текст]/ А.А. Пижурин, М.С. Розенблит. – М.: Лесная промышленность, 1984. – 232 с.

УДК 630*81 Елисеев С.Г.

Ермолин В.Н.

ОСНОВЫ ЭКСПЛУАТАЦИОННОЙ НАДЕЖНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ ОСИНЫ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск В статье приводятся данные исследований одной из причин длительной стойкости древесины осины к дереворазрушающей флоре при эксплуатации деревянных конструкций из осины.

Осина одна из самых неоднозначных древесных пород Сибири в плане эксплуатационных свойств, это в частности проявляется и в естественной стойкости ее древесины к дереворазрушающей флоре. С одной стороны экспериментальные данные лабораторных исследований естественной биостойкости древесины осины, полученные нами, показали низкий уровень естественной стойкости [1], что также подтверждается и исследованиями Э.К. Чуриковой [2]. В то же время длительный практический опыт использования древесины осины в качестве строительного материала накопленный в нашей стране показывает обратное. Постройки из осины в Костромской, Ивановской, Курской и др.

областях центральной России сохраняются от 50 до 200 лет без серьезных разрушений [2,3,4]. Древесина осины использовалась и для строительства колодезных срубов, гидротехнических сооружений, погребов, бань, которые также сохранялись длительное время и считались долговечнее изготовленных из хвойных пород [2,3]. В дореволюционной России было широко распространено применение осина для производства кровельной щепы, считалось, что лемех, сделанный из осины служит в 1,5-2 раза дольше в сравнение с изготовленным из хвойных пород. К примеру, в Ярославской области башни Ростовского кремля, покрытые лемехом еще в XVII в., до настоящего времени не подвергались ремонту, простояв около 300 лет [2].

Из приведенного выше возникает закономерный вопрос – в чем причины различия устойчивости древесины осины к биоразрушению при лабораторных испытаниях и при длительной эксплуатации.

Из работ [5,6] известно, что есть прямая зависимость базисной плотности древесины и ее влаго- и водопроводности, то есть чем меньше базисная плотность древесины, тем больше ее влаго- и водопроводность.

Исходя из этого, мы предположили, что древесина осины, имея низкую базисную плотность, а значит и высокую влаго- и водопроводность, при использовании конструкций в атмосферных условиях значительно быстрее увлажняется и высыхает в сравнении с другими древесными породами, что создает неблагоприятные условия для развития дереворазрушителей.

Для подтверждения выдвинутой гипотезы нами был проведен эксперимент. С этой целью из пяти древесных пород (осина, лиственница, пихта, сосна, береза) произрастающих в нашем регионе были выколоты образцы 10 50100 мм (последний вдоль волокон) торцы которых тщательно гидроизолировались. Выбор пород основывался на стойкости к дереворазрушителям. Лиственница – как наиболее стойкая древесная порода из хвойных, являющаяся своеобразным эталоном биостойкости.

Пихта – как наименее стойкая из хвойных, сосна (заболонь) – как наиболее близкая порода по естественной стойкости в лабораторных условиях к древесине осины, береза – как наименее стойкая порода из лиственных представленных в нашем регионе.

Эксперимент проводился в два этапа общей продолжительностью часов, сначала образцы древесины в течение 24 часов увлажнялись в воде при постоянной температуре 25°С. Затем они помещались в сушильную камеру где при той же температуре и скорости воздушного потока 4 м/с сушились в течение 24 часов. Циклы повторяли 5 раз. По окончании эксперимента были рассчитаны средние значения изменения влажности образцов за 5 циклов. Полученные данные приведены на рисунке 1.

Границы оптимальной влажности для развития дереворазрушителей Влажность, % 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 Время, ч Лиственница Сосна Пихта Осина Береза Рисунок 1 – Графики изменения влажности образцов при увлажнении и сушке Как видно из рисунка 1, влажность древесины лиственницы, при увлажнении в воде за 24 часа увеличилась до 39,9%, то есть, так и не достигла оптимального значения для развития дереворазрушающих грибов, которое составляет по данным [7] 50%-70%. При увлажнении и сушке образцы осины в зоне оптимальной влажности для дереворазрушителей находились около 9 часов, в то же время образцы сосны и пихты находились в диапазоне влажности от 50 до 70% в течении 15 часов, а березы – 15,5 часов, что однако не намного хуже сосны и пихты.

Из полученных результатов можно сделать вывод, что высокая стойкость деревянных конструкций из древесины лиственницы обеспечивается не только набором экстрактивных веществ содержащихся в ее древесине, но и за счет особенностей физических свойств древесины обуславливающих низкую динамику влагопоглощения и быструю влагоотдачу при высыхании. В древесине осины также создаются экстремальные условия для дереворазрушителей за счет высокой динамики поглощения влаги и ее отдачи, что и является одним из факторов обуславливающих длительный срок эксплуатации конструкций из древесины осины.

Библиографический список 1. Елисеев С.Г., Харук Е.В., Лузганов А.Г. Особенности свойств древесины разных форм осины (Populus tremula): Лесной и химический комплексы – проблемы и решения: сб. ст. студентов и молодых ученых, регион. Науч.-практ. Конф. - Красноярск : СибГТУ, 2006 – стр. 66- 2. Стороженко В.Г., Михайлов Л.Е., Багаев С.Н. Ведение хозяйства в осинниках. – М.: Агропромиздат, 1987 – 144 с.

3. Яблоков А.С. Воспитание и разведение здоровой осины. – М.:

Гослесбумиздат, 1963 – 441 с.

4. Клар Г.В. Осина как строительный и поделочный материал:

Бюллетень научно-технической информации – М.: Издательство МСХ СССР, 1958 – стр. 24-27.

5. Москалева В.Е. Строение древесины и его изменение при физических и механических воздействиях. – М.: издательство Академии наук СССР, 1957 – 168 с.

6. Серговский П.С. Гидротермическая обработка и консервирование древесины. – М.: Лесная промышленность, 1975 – 400 с.

7. Рипачек В. Биология дереворазрушающих грибов. – М.: Лесная промышленность, 1967 – 237 с.

УДК 684.04667.634.7:674.032 А.В. Мелешко Г.А. Логинова Л.Э. Гасанова Е.В. Кувалдина СВЕТОСТОЙКОСТЬ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ ДРЕВЕСИНЫ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск В статье исследовалось влияние УФ-облучения и температуры на светостойкость лакокрасочных покрытий. Исследовались покрытия, образованные лакокрасочными материалами на основе нитроцеллюлозных, полиуретановых и акриловых пленкообразователей.

Установлено, что на изменение цвета лакокрасочных покрытий помимо УФ-облучения оказывает значительное влияние воздействие повышенной температуры, интенсифицирующей процессы изменения цвета при эксплуатации в атмосферных условиях.

Декоративные свойства лакокрасочных покрытий во многом определяют внешний вид готового изделия. Стабилизация цвета – одно из основных требований к лакированной поверхности. Изменение цвета лакированных поверхностей связано с влиянием множества факторов, поэтому изучение степени их влияния с целью разработки технологий, обеспечивающих стабильность цвета лакированной поверхности древесины, является актуальной задачей Целью проведения исследований является изучение влияния УФ облучения и температуры на изменение цвета лакокрасочной полимерной пленки.

Причины изменения цвета хвойной древесины рассмотрены в работах Ю.В.Хлоптуновой. Автор исследовал влияние УФ-излучения на изменение цвета покрытий, который контролировался по светлоте (при измерении прибором ФБ-2). В качестве источника УФ-излучения использовалась лампа ДРТ–400, исследования проводились в лабораторных условиях, при этом использовались разные виды пленкообразователей. Проведенные исследования показали, что на стекле светлота прозрачных пленок изменяется в пределах 2% [1].

Однако, цвет деревянных лакированных поверхностей, эксплуатируемых в атмосферных условиях, изменяется более значительно.

Поэтому требуется определить степень влияния отдельно древесины и самой лакокрасочной пленки на изменение цвета лакированной поверхности в целом.

С учетом этого были проведены дополнительные исследования по изучению одновременного воздействия УФ-излучения и температуры на лакированную поверхность древесины в атмосферных условиях.

Контролировалось изменение светлоты прозрачных полимерных пленок, сформированных на поверхности образцов из древесины сосны.

Покрытия были образованы лакокрасочными материалами на основе различных пленкообразователей: нитроцеллюлозным грунтом (гр), полиуретановым (пу), нитроцеллюлозным (нц) и акриловым (акр) лаками при нанесении одно-, двух- и трехслойных покрытий. Образцы выдерживались под прямыми солнечными лучами в течение двух летних месяцев. Результаты исследований представлены на рис.1.

При этом также контролировалась светлота свежеобработанной древесины (древесина) и древесины, подвергавшейся УФ-облучению (экспонированная древесина). Светлота контролировалась по величине диффузного отражения на молочно-белой пластине, входящей в комплект прибора, которая принималась за 100 %.

Древесина 80 Экспонированная древесина 70 65 64 64 2акр 58 2пу 60 гр+2акр Светлота, % гр 43 43 2гр 40 нц гр+пу гр+нц гр+2нц 2нц Вид испытуемой поверхности Рисунок 1- Изменение светлоты лакированной поверхности древесины сосны при атмосферной выдержке Исследования показали, что по сравнению со свежеобработанной древесиной, светлота которой составляет 75%, светлота поверхности экспонированной древесины уменьшается до 65%, а для нитроцеллюлозного двухслойного покрытия она составляет 28%.

Цвет поверхности двухслойных покрытий, образованных акриловым и полиуретановым лаками, изменяется практически так же (до 64 %), как и цвет экспанированной поверхности древесины.

Следовательно, помимо древесины меняет цвет и само покрытие.

Поэтому можно сделать вывод, что изменение цвета лакированной поверхности древесины в значительной степени определяется изменением цвета самой полимерной пленки покрытия в результате одновременного воздействия УФ-излучения и температуры.

Изменение цвета полимерной пленки объясняется тем, что в результате облучения УФ-лучами в покрытии происходят фотофизические и фотохимические процессы. В результате фотофизических процессов происходит рассеивание поглощенной энергии или передача ее другим молекулам. В результате фотохимических реакций сначала молекула переходит в электронно-возбужденное состояние, затем образуются радикалы, ионы, комплексы, изомеры, которые взаимодействуют во вторичных реакциях, приводящих к изменению цвета [2].

Для высокомолекулярных пленкообразователей, содержащих двойные и сопряженные связи, карбонильные группы, пероксидные группы и ароматические ядра, фотохимические реакции обусловлены непосредственной адсорбцией ультрафиолетового излучения этими хромофорными группами. Группы атомов с двойными связями поглощают свет длинной волны более =250 нм. Карбонильные группы имеют полосу поглощения в области от 230 до 320 нм, гидроперекисные группы поглощают свет с 330 нм. Для ядра бензола граница длинноволновой области поглощения достигает 280 нм. Все эти длины волн излучаются лампой ДРТ-400. Поэтому эта лампа может использоваться для проведения сравнительных исследований.

Процессы фотохимического инициирования вызывают последующее развитие темновых реакций, обусловливающих отщепление небольших молекул, разрывы макромолекул, деполимеризацию, поперечное сшивание, образование ненасыщенных групп и протекание окислительных процессов. [1,2]. Фотоокисление имеет много общего с термическими процессами окисления и отличается от них, главным образом, стадией инициирования, на которой образуются свободные радикалы. В образовании свободных радикалов для ряда высокомолекулярных соединений важную роль играют фотохимические реакции возбужденных карбонильных групп, приводящие к разрывам связей в основной цепи макромолекул.

Образующиеся в фотохимических процессах маркорадикалы легко реагируют с кислородом воздуха. При избытке кислорода возрастает концентрация радикалов [ROO·]. Далее происходит отрыв водорода от молекулы полимера с образованием полимерных гидропероксидов [ROOН], распад полимерных гидропероксидов в результате поглощения излучения и каталитических реакций [2ROOH RO·+ ROO· + H2O], и взаимодействие свободных радикалов с макромолекулами. В результате этих реакций развивается цепной вырождено-разветвленный процесс окисления. При этом обрыв цепи происходит в результате взаимодействия свободных радикалов друг с другом. В результате протекания окислительных реакций, в высокомолекулярных пленкообразователях наблюдается образование различных кислородосодержащих групп:

гидроксильных, карбонильных, альдегидных, кислотных. При фотоокислении наряду с разрывами макромолекул могут протекать и процессы структурирования за счет рекомбинации радикалов и присоединения радикалов к двойным связям [2]. Помимо ускорения процесса фотоокисления повышение температуры приводит к изменению физической структуры покрытий за счет потери остаточных растворителей и частично пластификаторов. С повышением температуры легче протекают релаксационные процессы, что существенно влияет на физико механические свойства.

Таким образом, процессы, связанные с поглощением различных видов энергии, в результате которых образуются свободные радикалы, приводят к образованию окрашенных соединений за счет функциональных групп, свойственных хромофорам и, следовательно, – к изменению цвета.

Дальнейшие исследования проводились в лаборатории с использованием лампы ДРТ–400 и коротковолнового ИК- излучателя при температуре 65 С на расстоянии 35 см от поверхности.

На рисунке 2 представлено влияние температуры (60 и С) на изменение цвета покрытия. Для сравнения представлена светлота лакированной поверхности при нормальных условиях (при температуре С).

100 99 96 98 95 92 100 90 90 84 ур 2ур Светлота, % нц 2нц акр 2акр 20 60 Температура, ?С Рисунок 2- Изменение цвета покрытий при воздействии температуры (выдержка 90 мин) С повышением температуры лакокрасочные покрытия на основе нитроцеллюлозных пленкообразователей значительно изменяют свой цвет (с 96% до 60% при 125 тогда как покрытия на основе других С), пленкообразователей темнеют незначительно (с 96% при 20 до С % при 125 С для акриловых покрытий;

и со 100 % при 20 С до 90 % при для полиуретановых покрытий). Следовательно увеличение С температуры выдержки до 60С приводит к значитель ному изменению цвета нитроцеллюлозных покрытий, но не вызывает существенных изменений полиуретановых и акриловых покрытий.

100 99 96 пу 100 91 88 2пу 84 80 80 нц Светлота % 2нц гр 2акр 0 Время выдержки, мин Рисунок 3 - Изменение светлоты образцов с различным лаковым покрытием при УФ-облучении Анализ результатов проведенных исследований при одновременном воздействии УФ-облучения и температуры 60 (рисунок 3) позволяет С сделать вывод о существенном влиянии на изменение цвета лакокрасочных покрытий повышения температуры за счет интенсификации процессов химических превращений в покрытии. Это необходимо учитывать при выборе вида лакокрасочного материала для создания лакокрасочных покрытий, эксплуатируемых в атмосферных условиях.

Библиографический список 1 Хлоптунова Ю.В. Регулирование цвета поверхности изделий из древесины хвойных пород физико-химическими методами. Автореферат дис…канд. техн. наук (052105). - Красноярск: СибГТУ, 2004. – 24 с.

2 Андрющенко Е.А., Светостойкость лакокрасочных покрытий. М., Химия, 1986, - 192 с.

УДК 674.023 Н.В. Вишуренко И.С.Корчма И.Б.Нестерова АНАЛИЗ ФАКТОРОВ, СДЕРЖИВАЮЩИХ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ПРИ РАСПИЛОВКЕ МЕРЗЛОЙ ДРЕВЕСИНЫ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Представлены результаты анализа условия распиловки древесины на производительность лесопильных рам.

Сила, возникающая на резце, при резании является результатом влияния следующих факторов:

факторы, относящиеся к объекту обработки (порода, 1) плотность, влажность древесины, температура, механические свойства);

факторы, относящиеся к режущему инструменту:

2) геометрические параметры резца (передний, задний углы, острота режущей кромки, шаг, высота зубьев), ёмкость впадины;

факторы, относящиеся к оборудованию: скорость резания, 3) скорость подачи, мощность резания и подачи, характер движения инструмента.

Так как наиболее распространенным оборудованием при продольном раскрое бревен на пилопродукцию в настоящее время остаются лесопильные рамы, то остановимся на анализе факторов, сдерживающих производительность лесопильных рам.

В условиях Сибири и Дальнего Востока, где лиственница является преобладающей породой, значительное время года распиливается мерзлая древесина. Замораживание древесины весьма существенно влияет на ее физико-механические свойства, что ведет к увеличению силовых показателей при распиловке мерзлой древесины, по сравнению с талой.

Производительность лесопильных рам прямопропорциональна величине подачи (посылке) бревна за один оборот вала и выбирается в зависимости от требуемого класса шероховатости пиломатериалов, устойчивости полотна пилы, мощности привода механизма резания и вместимости впадин зубьев пил.

Шероховатость поверхности пиломатериалов лимитирует производительность оборудования только при распиловке оттаянной и талой древесины. Поэтому при ограничении посылки шероховатостью поверхности пиломатериалов производительность оборудования при распиловке лиственницы будет такой же, как и при распиловке сосны, ели, пихты, и на 12 – 14% больше, чем при распиловке кедра.

Повышенная плотность и прочность лиственницы вызывает рост сил при ее распиловке, а также более интенсивное затупление пил при пилении. Поэтому, когда ограничивающим фактором является устойчивость полотна пилы или мощность привода, производительность при распиловке лиственницы меньше, чем при распиловке других хвойных пород. Согласно РТМ, удельная работа резания К, Дж / см 3, определяется по формуле q p ah K = p+ +, (1) Uz b где p - среднее давление передней грани резца на стружку;

q - удельная сила сопротивления на 1 мм ширины лезвия;

p - коэффициент затупления (для острых пил равен 1);

U z - подача на зуб;

a - коэффициент интенсивности трения;

h - высота пропила;

b - ширина пропила.

Для равных условий распиловки разность значений удельной работы резания для сосны и лиственницы, для кедра и лиственницы соответственно составит:

0,13 K К = 1,9 + 0,35, K Л К С = 0,8 + ;

Л К Uz Uz где К л, К С, К К - удельная работа резания соответственно древесины лиственницы, сосны и кедра. Это соотношение определяет разность в производительности при распиловке лиственницы и сосны в 15 – 17%, а при распиловке лиственницы и кедра в 41 – 43%.

В зимних условиях заметно возрастают силовые и энергетические показатели резания при распиловке как лиственницы, так и других хвойных пород. Причем, интенсивность роста у лиственницы выше, чем у других хвойных пород. Поэтому соотношения в производительности не изменятся.

Пиление оказывается возможным только тогда, когда объем уплотненной стружки не больше допустимого для заполнения впадины.

Коэффициент напряженности впадин определяется по формуле упл =, (2) зап где упл - коэффициент уплотнения стружки;

зап - коэффициент заполнения впадин зубьев опилками.

Объем уплотненной во впадине между зубьями древесины уменьшается на величину объема пор, свободных от капиллярной влаги, и коэффициент уплотнения опилок во впадине (упл.) определяется по формуле Vc ( упл ) упл =, (3) Vc где Vc(упл) – объем срезанного слоя (уплотненного во впадине);

Vc - объем срезаемого слоя.

При распиловке мерзлой древесины ледяные включения не могут быть вытеснены из полости клеток. Следовательно, объем стружки уменьшается только на объем пор, свободных от кристалликов льда.

После несложных преобразований получаем Fвп =, (4) FC где Fвп - площадь впадины;

FС - площадь срезанной стружки.

Размер впадины определяются пятью параметрами: шагом t,мм, высотой h, мм, радиусом закругления r, мм, длиной задней грани l, мм, а также угловыми значениями: передним углом, град, задним углом, град.

Был поставлен эксперимент по В5 – плану второго порядка для пяти факторов. Уровни варьирования факторов:

r (5 – 6), l (9,5 – 11,5), h (16 – 18), (22 – 27), (15 – 20).

Для каждого опыта согласно матрице плана были графически построены межзубовые впадины и геометрическим путем определены площади впадин.

Затем по формулам, имеющимся в литературных источниках, были рассчитаны коэффициенты регрессии и получена математическая модель в нормализованных координатах у = 234,25 + 5,751 х1 + 3,952 х2 + 14,52 х3 + 5,553 х4 1,871 х5 + 22,869 х 6,731 х2 16,171 х3 2,345 х4 + 27,389 х5 + 0,633 х1 х2 + 4,901 х1 х 2 2 2 + 4,65 х1 х4 2,62 х1 х5 3,567 х2 х3 1,229 х2 х4 + 0,173 х2 х 2,276 х3 х4 + 3,536 х3 х5 0,453 х4 х Средняя точность совпадения модели с экспериментальными данными составляет 2,98 %.

Анализ этого уравнения показывает, что наибольшее влияние на увеличение функции отклика оказывает радиус закругления впадины (r) и передний угол ().

По найденным значениям факторов был построен профиль зуба рамной пилы. Сравнительные расчеты показывают, что коэффициент формы зуба по сравнению со стандартным профилем для tз=26 мм увеличился на 8,7 %. На столько же может быть увеличена производительность лесопильной рамы.

Аналогичный эксперимент был проведен для рамной пилы с шагом tз = 32 мм. Проанализировав результаты расчета, заметим что коэффициент формы зуба у рекомендуемого увеличился на 3,66%.

Следовательно, на столько же может быть увеличена производительность лесопильной рамы.

Усовершенствование конструкции рамной пилы позволит увеличить максимально допустимую подачу на зуб по заполнению межзубовой впадины.

УДК 674.2:624.011.15 Б.Д.Руденко ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СОСТАВА СПИРТОСОДЕРЖАЩЕЙ ДОБАВКИ НА СВОЙСТВА ЦЕМЕНТНО-ДРЕВЕСНОГО КОМПОЗИТА ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск В работе показано, что за счет применения минерализатора более высокой концентрации, а также при использовании органических добавок (этиловый спирт), можно повысить не только качество готовых древесных бетонов, но и адгезию цементного клея к древесине лиственницы.

Наибольшая прочность исследуемого цементно-древесного композита получается при следующих соотношениях компонентов: водоцементное соотношение – 1:1, хлористого кальция – 7 % к массе цемента, этилового спирта 0,125 к массе цемента.

При рассмотрении вопросов повышения адгезии цементного клея к древесине в работе [1] показано, что за счет применения минерализатора более высокой концентрации, а также при использовании органических добавок, можно повысить не только качество готовых древесных бетонов, но и адгезию цементного клея к древесине лиственницы.

Рассмотрим использование в качестве добавки этилового спирта, как вещества, имеющего свободные гидроксильные группы ОН, обладающих способностью к образованию водород-водородных связей с гидроксильными группами древесины. В качестве исследуемых факторов приняты: водоцементное отношение, содержание хлористого кальция и содержание этилового спирта. Область исследуемых факторов представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Уровни варьирования факторов Обозначение Наименование Уровни значений факторов фактора фактора -1 0 А Вода, В/Ц 0,8 1,0 1, В CaCl2, %Ц 5 7 С С2Н5ОН, %Ц 0,025 0,125 0, Для проведения эксперимента использовалась игольчатая стружка из древесины сосны, естественной влажности, полученная от станка ДС-6 и используемая в наружных слоях древесно-стружечных плит. Соотношение цемента к древесине принято 1:2, как наиболее употребительное для данных древесных частиц.

В рассмотренной области факторного пространства был поставлен эксперимент, производилось смешивание компонентов в следующей последовательности, стружка, водный раствор добавки, цемент. Добавка вводилась в смесь в виде водного раствора, согласно принятой стратегии эксперимента, вместе с водой.

После тщательного перемешивания формировались балочки размером 4 4 16 см, которые твердели в течение 14 суток в комнатных условиях и производились испытания прочности при изгибе ГОСТ 310.4 – 81, плотности и влажности. Влажность определялась после 14 суток твердения образцов и ее можно считать косвенной характеристикой структурообразования рассматриваемого композита.

Методика обработки эксперимента взята по [2,3] На рисунке 1 представлены влияния исследуемых факторов на прочность цементно-древесного композита.

Рисунок 1 – Влияние исследуемых факторов на прочность цементно древесного композита Как видим из рисунка, влияние водоцементного отношения проявляется в виде закономерности, имеющей хорошо выраженный оптимум. Такая зависимость хорошо согласуется с характером структурообразования цементно-древесного композита. Малое содержание хлористого кальция в составе соответствует малой прочности, затем, по мере увеличения содержания хлористого кальция, прочность достигает максимума, после чего наблюдается значительное снижение прочности, что по видимому связано с образованием неоптимальных структуры цементного камня. В литературе [2] из-за повышеного содержания (более 8 кг на 1 м3 арболита) хлористого кальция указывается на значительное повышение гигроскопичности. Влияние этилового спирта проявляется в виде хорошо выраженного оптимума в середине исследуемого диапазона, возможно такой характер определяется водородными связями в образующемся конгломерате.

Если рассмотрим влияние исследуемых факторов на прочность, их наглядное представление изображено на рисунке 2.Наблюдается более разделенное влияние взаимодействия факторов водоцементное отношение и хлористого кальция на прочность, что связано с растворимостью последнего в воде и возможность его распределения в жидкой фазе вяжущего.

На рисунке 3 представлены величины значений влияния исследуемых факторов на прочность исследуемого материала. Как видим, наибольшее влияние на процесс образования прочности оказывает фактор ВВ (спирт), наименьшее влияние оказывает взаимодействие факторов АС (В/Ц и спирт), остальные факторы влияют меньше.

Рисунок 2 – Контурная поверхность влияния значений исследуемых факторов на прочность цементно-древесного композита.

На рисунке 5 показана поверхность отклика для плотности получаемого композиционного материала. Как видим характер формирование плотности композита, в зависимости от исследуемых факторов, соотвествует изменениям прочности. Некоторые отличия объясняются различным формированием адгезионных контактов в материале из за разного соотношения исследуемых компонентов.

Рисунок 3 – График значений для прочности Рисунок 5 – Поверхность отклика для плотности Наибольшая прочность исследуемого цементно-древесного композита получается при следующих соотношениях компонентов: водоцементное соотношение – 1:1, хлористого кальция – 7 % к массе цемента, этилового спирта 0,125 к массе цемента.

Следует отметить, что в [5] указывается о том, что мономерные сахара в небольших количествах (до 0,125 %) в растворе улучшают процессы схватывания цементного теста. Такое же действия оказывают и многоатомные спирты (глицерин, пентаэритрит).

Библиографический список 1. Руденко, Б.Д., Стрижнев В.П. Органическая добавка для цементно древесных материалов [Текст] / Б.Д.Руденко, В.П.Стрижнев // Научное обозрение. – 2002. - №2. – с. 95-98.

2. Справочник по производству и применению арболита [Текст] / П.И.

Крутов [и др.].- М.: Стройиздат, 1987. – 208 с.

3. Пен, Р.З. Статистические методы моделирования и оптимизации процессов целлюлозно-бумажного производства [Текст] / Р.З.Пен. – Красноярск, 1982. – 192 с.

4. Дюк, В. Обработка данных на ПК в примерах [Текст] / В. Дюк. – СПб.: Питер, 1997. – 240 с.

5. Щербаков, А.С. Арболит. Повышение качества и долговечности [Текст] / А.С.Щербаков, Л.П.Хорошун, В.С.Подчуфаров. – М.: Лесн. пром сть, 1979. – 160 с.

УДК 625.71 И.М. Еналеева-Бандура Г.Л. Козинов АЛГОРИТМ МОДЕЛИРОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ ПЕРЕВОЗОЧНОГО ПРОЦЕССА ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Предлагается алгоритм позволяющий реализовать единый подход к формализации методов решения задач управления в транспортной логистике. Это позволит осуществить трехуровневую оптимизацию по мере редуцирования количества рассматриваемых объектов (поставщики, потребители) и последовательного включения дополнительных факторов, связанных с конкретными маршрутами перевозок.

Один из основополагающих принципов транспортной логистики — доставка «точно во время», когда правильное планирование перевозок требует оценки гарантированного времени доставки, чтобы исключить штрафные санкции и не потерять клиентов. Важно при этом оценить затраты труда, средств и времени на преодоление всех препятствий по доставке груза клиенту, возникающих по объективным и субъективным причинам. Один из способов решения этой задачи - моделирование времени движения автомобиля на маршруте с имитацией случайных задержек в местах плановых и неплановых остановок.


С другой стороны, при каждой перевозке потребители выдвигают требования не только ко времени доставки, но и к партии груза. В настоящее время наметилась тенденция к уменьшению партии товара, что связано с отсутствием мест для хранения сырья или продукции у потребителя или с нежеланием иметь излишние запасы на складах. Такое требование приводит к новому ограничению в транспортной задаче, связанному с размером партии груза, которую поставщик отправит и потребитель примет. Если партия груза, отгружаемая одному потребителю, будет меньше грузоподъемности автомобиля, то рассматриваются варианты, когда схема доставки груза потребителям будет состоять из развозочных маршрутов.

Ввиду того, что в рыночных условиях при перевозках затрагиваются интересы нескольких субъектов, возникают ситуации, при которых объектом управления для АТП остается маршрут, но сам процесс перевозки главным образом определяется клиентами.

Поэтому актуальна проблема формирования единого алгоритма организации перевозочного процесса, учитывающего многообразие вариантов взаимодействия «поставщик — перевозчик — получатель» или более сложных схем организации перевозок с учетом логистических посредников, например, в виде экспедиторских фирм и др.

В общих чертах данный алгоритм должен выглядеть так:

во - первых формируется база данных, включающая сведения о количестве транспортных средств, их типе и грузоподъемности;

количестве отправителей и получателей груза;

ограничениях, накладываемых отправителем и получателем на партию груза, которая может быть отправлена и получена соответствующим субъектом;

временных ограничениях по доставке грузов в пункты назначения и их вывозу из пунктов отправления;

затратах на перемещение единицы груза от каждого отправителя каждому получателю и др.

во - вторых на основе полученной информации определяется схема организации перевозок.

в - третьих вначале проверяется условие: используется ли при перевозке груза схема «многие ко многим». Если условие выполняется, то решается транспортная задача.

Критериями оптимальности в транспортной задаче могут выступать транспортная работа, затраты времени на доставку или стоимость перевозки.

На последнем этапе третьего блока определяется, по каким маршрутам — маятниковому или развозочному (сборному или сборно - развозочному) - будет перевозиться груз от каждого отправителя к получателям, закрепленным за ним после решения транспортной задачи.

В- четвертых проверяется условие: используется ли при перевозке груза схема 1 «один к одному». Если условие не выполняется, то перевозка между отправителями и получателями осуществляется по схеме 2 «один ко многим», при которой требуется решать задачи маршрутизации ( что рассматривается на пятом шаге алгоритма).

Математическая постановка задачи зависит от типа маршрута, по которому перевозятся грузы.

Если составленный по рассматриваемому алгоритму маршрут не учитывает случайного характера составляющих перевозочного процесса, их количественная оценка может быть получена моделированием (шестой шаг).

Для перевозки необходимо определить время на движение автомобиля с грузом и без груза на i-м участке, время на погрузку поставщика и на разгрузку потребителя, включающие время ожидания погрузки и разгрузки соответственно. Сумма всех составляющих дает время в наряде.

Логистический подход к моделированию времени на выполнение транспортных услуг требует увязки работы автомобильного транспорта с режимом работы поставщиков и потребителей груза, т. е. необходимо учитывать время начала и окончания обеденных (технологических) перерывов в работе клиентов. Поэтому расчеты должны быть откорректированы.

Рассчитанная продолжительность рейса позволяет определить гарантированный срок доставки груза потребителю. Количество временных составляющих, включаемых во время рейса, возрастает при мультимодальных или смешанных перевозках.

В этом случае требование к соблюдению сроков перевозки диктуется не только клиентом, но и спецификой организации такого рода перевозки (например, опоздание на паром приводит к незапланированным многочасовым простоям). Особенностью моделей является наличие нелинейностей из-за ограничений, связанных с ЕСТР, режимом работы складов и т.д., и случайного характера временных составляющих перевозочного процесса.

На седьмом шаге определяется соотношение смоделированных значений времени нахождения автомобиля в наряде (в рейсе) с требованиями клиентов по срокам доставки груза. Например, для внутригородской перевозки определяется возможность обслуживания всех потребителей на маршруте в пределах установленных временных интервалов. Если условие не выполняется, то требуется откорректировать маршрут, или, если возможно, время работы складов, грузоподъемность используемого на данном маршруте подвижного состава и заново смоделировать время движения.

Таким образом, предлагаемый алгоритм позволяет реализовать единый подход к формализации методов решения задач управления в транспортной логистике. Это позволяет осуществить трехуровневую оптимизацию по мере редуцирования количества рассматриваемых объектов (поставщики, потребители) и последовательного включения дополнительных факторов, связанных с конкретными маршрутами перевозок.

УДК 625.71 И.М. Еналеева-Бандура Г.Л. Козинов ОПРЕДЕЛЕНИЕ КООРДИНАТ РАСПОЛОЖЕНИЯ СКЛАДОВ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Произведены логические рассуждения о необходимости работ по поиску решений задачи определения количества складов в любом регионе.

Одна из наиболее интересных задач теории логистики - определение количества складов в регионе и координат их расположения.

Предполагается, что известны:

- координаты поставщиков и потребителей;

- объемы производимой и потребляемой клиентурой продукции;

- характеристики транспортной сети региона (например, имеется сеть дорог, позволяющих осуществлять перевозки между поставщиками, потребителями и складами).

Решению этой задачи уделяется большое внимание в работах зарубежных и отечественных специалистов. Так, в ряде изданий приводятся графики для отдельных составляющих и обобщенных логистических издержек в зависимости от количества складов.

Считается, что транспортные затраты и упущенная выгода от продаж уменьшаются с увеличением количества складов, тогда как расходы на содержание запасов, эксплуатацию складского хозяйства и управление складской системой возрастают. Наличие указанных противоречивых тенденций приводит к тому, что зависимость общих затрат на функционирование системы распределения от количества складов имеет параболический характер с явно выраженным оптимумом. К сожалению, отсутствие соответствующих формул и количественных характеристик не позволяют проделать необходимые расчеты;

т. е. вышеуказанные зависи мости носят качественный характер, основанный на логике и здравом смысле, но математически не определены.

Другое направление, связанное с решением рассматриваемой задачи, может быть охарактеризовано как аналитическое. В этом случае целевая функция для решения оптимального количества складов представляет собой так называемую транспортно-производственную задачу, решение которой предполагает использование алгоритма «комбинаторного поиска последовательных оценок вариантов» или методов динамического программирования. Однако, как и в первом случае, отсутствие примеров расчетов говорит о необходимости дальнейших исследований.

Расчет включает следующие варианты.

Первый вариант - отсутствие складов. В этом случае решается классическая транспортная задача закрепления потребителей за поставщиками. Расстояние между объектами определяется как корень квадратный из суммы квадратов разностей их координат. Для распределения объемов перевозок используется ускоренный алгоритм Фогеля с последующим поиском оптимального варианта — минимума транспортной работы методом потенциалов.

Второй вариант — один склад. При определении его координат используется алгоритм численного поиска с минимизацией транспортной работы.

Третий вариант — два, и более складов, в распределительной системе региона.

Особенности расчетов задач третьего варианта характеризуются тем, что, во-первых, вводится условие примерного равенства мощностей складов. Если мощности складов могут варьировать, то задача становится многокритериальной.

Во-вторых, расстояние между складами по оси X (или Y) не должно быть меньше определенной величины.

Если не ввести это искусственное ограничение, то возможно вырождение общей задачи поиска искомой зависимости транспортных издержек от количества складов на оптимальном варианте.

Рассмотрим итерационный алгоритм поиска координат на примере двух складов.

Первый этап. Выбираются координаты первого и второго складов, затем решается транспортная задача (см. первый вариант) при наличии т поставщиков и двух потребителем (склады).

Второй этап. Вновь решается транспортная задача, но при условии двух поставщиков (склады) и потребителей.

Третий этап. Результаты расчетов транспортной работы для первого и второго этапа суммируются и фиксируются в качестве первого приближения.

Четвертый этап. По выбранному правилу меняются координаты складов и повторяются расчеты первого — третьего этапов. Поиск вариантов координат складов прекращается в случае, когда разница величин транспортной работы, двух последовательных итераций, становится меньше заданной величины.

В реальных логистических распределительных сетях транспортная работа и транспортные издержки не всегда уменьшаются по гипербо лической зависимости при увеличении количества складом в регионе.

Исследования по поиску решений задачи определения количества складов в регионе должны быть продолжены, при этом расчет транспортной составляющей общих логистических издержек может быть выполнен на основе предложенного алгоритма.


УДК 625.096 П.В. Косов Г.Л. Козинов К ВОПРОСУ О ПОВЫШЕНИИ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ И СНИЖЕНИИ УРОВНЯ АВАРИЙНОСТИ НА УЛИЧНО – ДОРОЖНОЙ СЕТИ Институт градостроительства управления и региональной экономики Сибирского федерального университета ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Анализируются причины травматизма на дорогах. Приводятся конкретные расчеты по длине безопасных перегонов в городе Красноярске.

В настоящее время на улично-дорожной сети городов сложилась критическая ситуация: ежегодно в нашей стране более тридцати тысяч человек гибнет и около двухсот тысяч получают ранения различной степени тяжести в дорожно-транспортных происшествиях, основное количество которых происходит в городах. Одна из причин этого — несовершенство планировки городов, что влечет за собой снижение общей пропускной способности улично-дорожной сети.

По вопросу повышения безопасности дорожного движения в целом и рассмотрения оптимизации маршрутов движения транспортных потоков в частности много лет проводятся исследования как в нашей стране, так и за рубежом. У истоков исследования закономерностей транспортного движения на улично-дорожной сети в нашей стране стояли такие научные деятели, как А.Е. Страментов, М.С. Фишельсон, Е.А. Меркулов и многие другие. В соответствии с их трудами были сделаны обоснования нормативных характеристик различных категорий улиц, разработаны методики расчета и определения различных показателей сети улиц и движения транспортных потоков. К числу таких показателей относится и определение оптимальной и минимально-допустимой длины перегона улично-дорожной сети.

При проектировании расстояния между магистралями в настоящее время используют значение, которое считается оптимальным — метров. В центральной части города проектировщики принимают до метров. Эти расстояния определены исходя из расстояния пешеходной доступности. Конечно это обосновано для условий, в которых находилась транспортная сеть нашего государства в то время, когда разрабатывались эти решения (1960-е гг). Но фактически сейчас это не полностью отражает существующие реалии дорожного движения на улично-дорожной сети крупных городов. И данные расстояния не могут быть приняты без пересмотра их с учетом сложившихся критических ситуаций на магистральных улицах. Необходимо понимать, что решать транспортную проблему необходимо еще на стадии проектирования улично-дорожной сети, потому как в условиях сложившейся застройки данная задача всегда влечет за собой гораздо большие затраты. Поэтому ответственность на принятии решения о размещении элементов будущей улично-дорожной сети очень велика.

Руководствуясь хорошо зарекомендовавшей себя в прошлом методикой определения оптимальной длины перегона проектировщики применяют ее до сих пор. Суть методики такова: при рассмотрении элемента транспортной сети простейшего (прямоугольного) начертания средние затраты времени на один пешеходный подход к остановочному пункту не должны превышать 5 мин. В тех условиях, когда данная проблема исследовалась, данный подход был полностью оправдан и не требовал дополнительного обоснования. Движение общественного транспорта в то время не было так явно затруднено заторами, как это происходит сейчас в всех крупных и порой даже в средних городах. Исходя из сложившейся ситуации необходимо внести некоторые изменения в устоявшуюся методику определения оптимальной длины перегона — это расстояние должно зависеть не от минимального времени пешеходного подхода к остановочному пункту из жилого квартала, а от минимальной суммы времени, затрачиваемого на подход, на проезд в общественном транспорте до места назначения (естественно усредненное) и на подход от остановки места назначения до конечной цели. То есть, фактически, необходимо минимизировать время, затрачиваемое общественным транспортом при обслуживании пассажиропотока, что можно сделать, в том числе применив новую методику определения длины перегона улично дорожной сети. В результате этого снизится количество дорожно-транспортных происшествий, уменьшатся потери времени в пробках и напрасное сжигание горючего, которое в свою очередь наносит непоправимый ущерб окружающей среде.

Причин критической ситуации на дорогах довольно много, тут и высокие темпы роста автомобилизации населения, и недостаточное финансирование развития улично-дорожной сети, при котором строительства необходимых как воздух транспортных развязок приходится ждать годами, и плохое развитие пассажирского транспорта (из-за которого люди предпочитают обзаводиться личными автомобилями, что, опять же, приводит нас к увеличению автомобилизации и заполнению и так уже перегруженных улиц). Сюда же можно добавить низкую культуру вождения, в результате которой возникают дорожно транспортные происшествия на, казалось бы, практически безопасных участках, а также создание затруднений для других участников дорожного движения из-за несоблюдения сигналов светофора, требований дорожных знаков и горизонтальной разметки — все это усугубляет напряженность транспортного потока в часы «пик» и способствует возникновению продолжительных транспортных заторов. Данный список может пополняться и пополняться, однако наиболее существенные факторы мы уже указали. Указали, кроме одного — длины перегона, рассчитанной только на удобство пешеходного движения. В настоящее время при проектировании такого важного элемента, как перегон улично-дорожной сети нельзя не учитывать множество факторов, влияющих на изменение оптимальной (а также минимально-допустимой длины перегона).

Один из наиболее важнейших факторов — это наличие примыканий на перегоне. В зоне влияния этого элемента резко возрастает опасность возникновения аварийных ситуаций вследствие стеснения потока и повышения психофизиологического напряжения участников движения.

Следующий фактор, необходимый для рассмотрения в данном случае — это, безусловно, остановки общественного транспорта и парковочные карманы легковых автомобилей. Здесь также высокая степень опасности возникновения аварийных ситуаций из-за сужения эффективной проезжей части улицы и затруднения совершения маневров.

Далее необходимо учесть то, что на минимально-допустимую величину перегона улицы влияет также состав транспортного потока, если в потоке значительная величина длиннобазовых маршрутных автобусов, затрудняющих маневры легковых автомобилей при перестроении, то длина перегона должна быть (при прочих равных условиях) более длины перегона для состава потока с большей долей легковых.

Также из факторов, влияющих на оптимальную (и минимально допустимую) длину перегона можно выделить: наличие и расположение пешеходных переходов в одном уровне;

параметры плана и профиля перегона (величина продольного уклона, радиусы выпуклых и вогнутых кривых, радиусы кривых в плане). Кроме вышеперечисленных существуют и другие факторы, но они обладают меньшим влиянием на определение длины перегона улично-дорожной сети.

Общая картина факторов, влияющих на определение оптимальной длины перегона будет неполной, если не упомянуть о режимах движения на перегоне. При въезде на перегон с перекрестка автомобили попадают в зону смешивания потоков (речь идет о двух и более полосах движения в одном направлении), длина которой зависит от множества факторов (в рамках данной статьи не будем останавливаться на них подробно, но остановимся на основных - это радиусы въезда на перегон, ширина проезжей части, состав и интенсивность движения), далее автомобили двигаются более равномерно в зоне «транзита» до зоны разветвления, где снова начинаются маневры перестроений перед выездом автомобилей на перекресток. Длина первой и последней зон — величина относительно постоянная (при прочих равных условиях), уменьшить длину перегона возможно только за счет уменьшения длины зоны «транзита» (при условии обеспечения возможности перегруппировки автомобилей по полосам при подъезде к зоне разветвления).

Из вышеизложенного очевидно что называть 500-800 метров оптимальным расстоянием перегона без анализа перечисленных условий движения — это решение, которое не может быть обосновано при сложившейся критической ситуации на улично-дорожной сети. Из данной ситуации давно назрела необходимость выхода: для решения данной проблемы в существующей застройке может применяться проектирование разноуровневых развязок, уширения за счет сноса жилой застройки, создание улиц-дублеров. Каждый из этих вариантов связан с большими трудностями как в материальном плане, так и в конструктивно технологическом. Для проектирования новых магистралей необходим пересмотр существующей методики определения оптимальной и минимально-допустимой длины перегона улично-дорожной сети с учетом всех необходимых факторов и величины их влияния.

Для определения оптимального расстояния (с точки зрения безопасности движения) между перекрестками на проектируемых магистральных улицах реконструируемого района проведем расчет длины перегона, при движения по которому пиковая скорость одиночного автомобиля достигнет 60 км/ч (нормативная величина, принимается для регулирования движения на магистральных улицах населенных пунктов).

Величину ускорения (а) и торможения принимаем равными 1 м/с2.

Скорость автомобиля: V=60 км/ч=16,7 м/с.

Путь, который пройдет автомобиль, двигающийся равноускоренно (равнозамедленно) при изменении скорости от 0 до 60 км/ч (от 60 до км/ч): S=V2/a=278 м.

Длина перегона, удовлетворяющая условиям безопасности дорожного движения: L=2*S=556 м.

Исходя из условий расположения реконструируемой территории в структуре города и анализа сложившейся транспортной инфраструктуры длина проектируемого участка улицы Пушкина на перегоне Мира — Чкалова составляет 600 метров. Проведем расчет наиболее вероятной пиковой скорости одиночного автомобиля на данном отрезке:

L=600 м;

S=L/2=300 м;

V= (S*a)0,5=17,3 м/с = 62 км/ч.

Учитывая то, что на данном перегоне находятся следующие объекты, создающие помехи транзитному движению автомобилей: остановка общественного транспорта, примыкание улицы жилой застройки, пересечение с проездом, два пешеходных перехода, следует принять во внимание снижение пиковой скорости транспортных средств на участке до 50 — 55 км/ч, данная величина пиковой скорости удовлетворяет требованиям безопасности движения на магистральной улице и обеспечивает необходимую пропускную способность.

Исходя из условий расположения реконструируемой территории в структуре города и анализа сложившейся транспортной инфраструктуры длина проектируемого участка улицы Чкалова на перегоне Советская — Пушкина составляет 580 метров. Проведем расчет наиболее вероятной пиковой скорости одиночного автомобиля на данном отрезке:

L=580 м;

S=L/2=290 м;

V= (S*a)0,5=17,0 м/с = 54,5 км/ч.

Учитывая то, что на данном перегоне находятся следующие объекты, создающие помехи транзитному движению автомобилей: примыкание двух проездов и регулируемое примыкание улицы жилой застройки, пересечение с улицей жилой застройки, два пешеходных перехода, следует принять во внимание снижение пиковой скорости транспортных средств на участке до 45 — 50 км/ч, данная величина пиковой скорости удовлетворяет требованиям безопасности движения на магистральной улице и обеспечивает необходимую пропускную способность.

УДК 674.816.2 В.П. Стрижнев Г.Л. Козинов К. Л. Сморгон ЛИСТВЕННИЦА В КАЧЕСТВЕ СЫРЬЯ ДЛЯ ДРЕВЕСНЫХ БЕТОНОВ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Анализируется количество и состав лиственницы в поставках древесины. Рассматриваются технологические и структурные свойства лиственницы. Эти специфичные свойства ставят перед исследователями ряд задач, основной из которых является: повышение прилипаемости цементного клея к поздней древесине лиственницы с одновременной нейтрализацией водорастворимых веществ без их предварительной экстракции. Решение этой задачи позволит использовать отходы лиственницы в производстве относительно дешевых теплоизоляционных и конструкционных древесно-цементных материалов.

На территории России лиственница является самой распространенной породой. Запасы лиственницы составляют 28,4 млрд.м или 37,8% общих запасов леса в стране.

Особенно распространена лиственница в районах Восточной Сибири и Дальнего Востока, где на долю лиственничных лесов приходится свыше половины покрытой лесом площади. В различных районах своего ареала лиственница представлена несколькими формами, отличающихся биологическим строением. Всего на территории России произрастает разновидностей лиственницы, пять из них растут в Сибири (лиственница сибирская, даурская, Чекановского, Сукачева, Каяндера), несколько разновидностей растет на Дальнем Востоке(лиственница приморская, курильская, охотская, ольгинская, Любарского, Комарова, Миддендорфа).

Лиственница сибирская занимает территорию от 58° на западе до озера Байкал на востоке и от тундры на севере до Алтая и Саян на юге, и образует несколько самостоятельных разновидностей: алтайскую, саянскую, ленскую и байкальскую. Порода быстрорастущая, может достигать возраста до 700 лет, но обычно в возрасте 350-450 лет перестает расти, начинает подсыхать и погибает.

Ареал лиственницы даурской охватывает часть Восточной Сибири и значительную часть Дальнего Востока. Его северная граница доходит до 72° северной широты, на юге – до сухих степей (до 40° северной широты).

На стыке ареалов лиственницы даурской и сибирской растет лиственница Чекановского. Лиственница Сукачева растет на северо-западной части Западной Сибири, левее рек Оби и Иртыша. В Якутии в бассейнах рек Колымы, Анадыря, Алдана растет лиственница Каяндера.

На Среднесибирском плоскогорье, в связи с суровым климатом, преобладающей породой деревьев, является лиственница: на западе сибирская, на востоке – даурская, представляющих основные группы лиственничников: лишайниковые, зелено-мошниковые, разнотравные, заболоченные, сложные, пойменные, осоко-злаковые, сфанговые, травяные, горно-травяные, багульниковые, ерниковые, брусничниковые и др. Каждый из указанных видов лиственничников имеет свои отличительные признаки, связанные с климатическими условиями и особенностями строения почв. Для наглядности некоторые районы Среднесибирского плоскогорья приведены в таблице (Тихомиров, 1961).

Общие запасы лиственницы сибирской составляют 13,9% от общих запасов лиственницы в России. На долю даурской лиственницы приходится 86%, запасы лиственницы в Красноярском крае по данным (Тихомиров, 1961) составляют 1,4 млрд. м3, в Иркутской области – около млрд. м3, в Якутии – 9,5 млрд. м3, Бурятии – 1 млрд.м3, на Дальнем Востоке – 5,1 млрд.м3.

Таблица – Породный состав Среднесибирского плоскогорья Средние Общий Район Лиственничники Состав запас м3/га Высот Диамет а, м р, см Пойма р. Уды, Пойменный 10Л 41,4 41,2 приток Ангары Район г.

Разнотравный 10Л 30,6 41,7 Братска Верховья р. Зеленомошнико 8Л+2C 29,4 42,5 Лены вый,К Байкальский 10Л+К Заболоченный 19,1 23,9 хребет,Е,Б Ср. течение р.

Осоко-злаковые 7Л+3К 20,5 28,6 Ангары Верх. течение 6Л+2Е Заболоченный 15,5 21,2 р.Тунгуски,1К,1Б Правый приток р. Сфанговый 10Л+К 19,8 25,8 Витим Л - лиственница, С - сосна, К - кедр, Е - ель, Б - береза Для Якутии, Читинской, Магаданской и Камчатской областей лиственница является практически единственной промышленной породой дерева. В Бурятии в общем объеме перерабатываемой древесины на долю лиственницы приходится свыше 80%.

Из приведенных цифр следует: в поставках круглого леса из регионов Восточной Сибири и Дальнего востока должна преобладать древесина лиственницы, или ее доля должна составлять заметную величину. Так, например, в пиловочном сырье Иркутской области удельный вес лиственницы в настоящее время составляет 18,6%, в поставках Братского лесопромышленного комплекса – 20%. Те предприятия, выпуск продукции которых связан с поставками круглого леса из Сибири и Дальнего Востока, неизбежно сталкиваются с вопросами использования ее отходов, так как по ряду своих физико-механических показателей лиственница существенно отличается от древесины других хвойных пород деревьев.

Древесина лиственницы тяжелее и плотнее древесины сосны на 20%, если – на 30%, пихты на - 40% (Жалина, 1975). Средняя плотность древесины составляет 484,5 кг/м3 и колеблется в пределах 412 – 554 кг/м (Куликов,1983). Плотность древесины лиственницы неоднородна не только в связи с неодинаковыми условиями произрастания (климатическими, почвенными), но она не однородна так же и в пределах одного дерева, изменяется как в радиальном направлении, так и по высоте ствола. В поперечном сечении ствола лиственницы авторы (Куликов,1983) отмечают несколько зон, отличающихся и по плотности и по прочности.

Разброс показателей по плотности и прочности может доходить до 30%, при этом прочность образцов, выпиленных из крайней зоны, по отношению к прочности образцов из центральной зоны при испытании может составлять: на сжатие 151%, на изгиб - 121%, на растяжение – 180%.

Неравномерное распределение плотности древесины лиственницы по радиусу ствола и изменчивость в этом направлении ее прочности приводит к образованию стружек, опилок из разных зон с резко отличительными свойствами как физического, так и механического характера.

Технологические свойства лиственницы, как возможного сырья для производства древесно-цементных композиций (фибролита, арболита, цементно-стружечных плит, опилкобетонов), приводят к большому разбросу механических показателей готовой продукции не только в следствии анизотропности различных частей дерева (комля, ствола, ядра, заболони, веток), но и вследствие неоднородности строения древесины в пределах одного годичного кольца.

Как и у других хвойных пород годичное кольцо лиственницы состоит из ранней и поздней древесины. Ранняя древесина формируется весной и обладает разрыхленной структурой, поздняя формируется в конце лета, осенью (Антонова,1992). В единице объема ранней древесины древесного вещества содержится меньше, чем в поздней (около 25%, в поздней – 53%). Плотность ранней древесины составляет 383 кг/м3, поздней 863 кг/м3, сопротивление ранней древесины статическому изгибу составляет 48,3 МПа, поздней – в 5 раз выше (250 МПа).

Из-за более развитой поверхности древесного вещества поздняя древесина способна впитать большее количество гигроскопической влаги, чем ранняя, вследствие чего объемные изменения у поздней древесины при увлажнении – высыхании значительно выше, чем у ранней.

Деформативность ранней древесины лиственницы при усушке составляет 7,87%, поздней 13,87%. Отношение деформации поздней: ранней древесины составляет цифру 1,76;

у сосны этот показатель равен 1,39, у ели – 1,27. В древесине лиственницы при высыхании (вследствие вышесказанного) вдоль годичного слоя возникают значительно большие скалывающие напряжения, чем у других хвойных пород.

Отличается древесина лиственницы от других хвойных пород и структурой годичных колец (толщиной клеточных стенок поздней и ранней древесины, длинной трахеид) и эти отличия являются одной из причин самой плохой прилипаемости цементного клея к древесине лиственницы. По данным (Неназашвили,1990) адгезия цементного клея к поздней древесине лиственницы близка к нулю, сцепление осуществляется за счет рыхлой ранней древесины и это обстоятельство (наряду с другими) существенно снижает прочностные показатели готовых древесно цементных композиций на основе лиственницы.

При увлажнении от 30% и выше древесина лиственницы снижает прочность на сжатие в большей степени, чем другие хвойные породы, как вдоль волокон, так и поперек. Так, для увлажненной ели снижение прочности при испытании на сжатие вдоль волокон составляет 3,13%, у сосны – 5,2%, у лиственницы – 11,6%;

снижение прочности поперек волокон у ели – 4%, у лиственницы – 16,6% (Неназашвили, 1990).



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.