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 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |

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

-- [ Страница 5 ] --

Специфической особенностью лиственницы является содержание в ней повышенного (по сравнению с другими породами деревьев) количество водорастворимых веществ (ВРВ). В свежесрубленной древесине лиственницы количество ВРВ может достигать 33,3% от массы древесины (Поздняков, 1958), в то время как у ели этот показатель не превышает 2,6%, у сосны – 6%. При этом из-за высокой биологической устойчивости основного компонента ВРВ лиственницы арабиногалактана количество ВРВ при длительном выдерживании на воздухе снижается не существенно по сравнению с другими хвойными породами. Остаточное количество ВРВ, например, в древесной мелочи лиственницы сибирской, после годичного хранения в условиях лаборатории снизилась с 17,8% до 15,7%, у еловой мелочи – с 2,62% до 0,2%, у сосновой – с 5,67% до 0,6%.

При этом в водные растворы ВРВ лиственницы поступают в значительном количестве практически мгновенно (до 50% от их общего содержания за первые 5 минут вымачивания в воде), в щелочные растворы (жидкая фаза цементного клея является щелочной средой) по данным (Миллер,1968) количество и скорость выделения ВРВ из лиственничной мелочи увеличивается.

Наличие значительного содержания ВРВ как свежесрубленной, так и выдержанной на воздухе древесине лиственницы – основная причина возникающих затруднений при изготовлении древесно–цементных материалов на ее основе. Водорастворимые древесные сахара, адсорбируясь на исходных зернах вяжущего и на зародышах новообразований, препятствуют гидратации вяжущего и росту кристаллических структур в жидкой фазе, и при достаточно большом проценте содержания их в жидкой фазе (что характерно при нахождении в воде частиц лиственницы) могут полностью стабилизировать систему на фазе начального растворения, предотвратить процесс отвердевания вяжущего.

Однако даже при полном удалении ВРВ бетоны из экстрагированных частиц лиственницы на цементном вяжущем не достигают механических показателей бетонов на основе частиц из других хвойных пород деревьев, сказываются структурные особенности древесины лиственницы, такие как плохая прилипаемость цементного клея к поздней древесине, повышенная деформативность древесины лиственницы при увлажнении – высыхании, неравномерность распределения плотности и прочности по сечениям ствола и др.

Эти особенности 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 (или ее смесей с отходами других хвойных пород) в производстве относительно дешевых теплоизоляционных и конструкционных древесно-цементных материалов, например, труднострогаемых цементно-стружечных плит или опилкобетонов повышенной прочности.

Библиографический список 1. Тихомиров, Б.Н., Коропачинский, И.Ю., Фалалеев, Э.Н. Лиственничные леса Сибири и Дальнего Востока [Текст]/ Л.:

Гослесбумиздат, 1961.-164с.

2. Жалина, В.А., Савинова, В.Н. и др. Химический состав древесины лесосырьевой базы Братского ЛПК. Межвузовский сборник научных трудов ЛЛТА. Л.: ЛТА, 1975. Вып. II. – с. 28-31.

3. Куликов, В.А., Леонтьева, М.М. Физико-механические свойства древесины лиственницы. Механическая обработка древесины. Реферат. сб.

– М.: ВНИПИЭИ леспром, 1983. Вып. 7. – с. 15-16.

4. Антонова, Г.Ф., Стасова, В.В. Формирование годичного слоя древесины стволов сосны обыкновенной и лиственницы сибирской.

Лесоведение №5. М.: «Наука», 1992. с 19-27.

5. Неназашвили, И.Х. Строительные материалы из древесно цементных композиций [Текст]/ Л.: Стройиздат, 1990. – 416с.

6. Поздняков, Л.К. Даурская лиственница. В сб.: Изучение химического состава даурской лиственницы. Тр. Института леса, т.45. М.:

Изд-во АН СССР, 1958. – 5с.

7. Миллер, А.Т. Белитошламовый фибролит. Автореферат дисс….канд. техн. наук. Красноярск, СТИ, 1968. – 22с.

УДК 674.816.2 К.Л. Сморгон В.П. Стрижнев ОБРАБОТКА ЧАСТИЦ ЛИСТВЕННИЦЫ ДЛЯ ДЕРЕВОБЕТОНОВ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Рассматривается влияние кратковременной экстракции древесных частиц лиственницы в воде, слабых растворах минеральных кислот HCl, H2SO4 и щелочи на прочностные показатели цементно-древесных материалов.

Цель работы -за счет кратковременной экстракции частиц лиственницы в указанных растворах снизить содержание в них водорастворимых веществ (ВРВ) до уровня, позволяющего нейтрализовать их отрицательное действие на гидратирующееся в цементно-древесных материалах вяжущее приемлемым для практических целей количеством добавок-ускорителей твердения цемента.

Ставилась задача – разработать технологии, позволяющие изготовить из частиц лиственницы цементно – стружечные плиты (ЦСП) и легкие бетоны (опилкобетоны) по прочностным показателям не уступающие аналогичным материалам из частиц сосны и удовлетворяющие требованиям соответствующих ГОСТов и технических условий.

Выборочные результаты исследований из проделанной работы приведены ниже.

Продолжительность экстракции частиц лиственницы в воде и водных растворах назначали в соответствие с результатами исследовательских работ в этой области /1;

2/. По данным Антоновой Т.Ф. наибольшее количество ВРВ из частиц лиственницы в воду температурой 20о выделяется за первые 6 мин., по мнению Наназашвили И.Х. дробленку лиственницы в воде надо экстрагировать не менее 15 минут.

Нами были проверены обе возможности с использованием в качестве частиц невыдержанные игольчатые стружки даурской лиственницы с содержанием ВРВ 21,4%.

Из кратковременно экстрагированных стружек готовили образцы цементно - стружечных плит по следующей технологии:

вымачивание стружек в воде (или слабых растворах щелочи, минеральных кислот и их солей) в течение 6 и 15 мин. при гидромодуле 1:10;

отжим стружек до влажности W=110-120%;

подачу стружек в мешалку и введение туда же концентрированных растворов минерализаторов;

перемешивание массы 1,5-2 мин.;

подача в мешалку цемента и дополнительное перемешивание 2-3 минуты;

формование образцов ЦСП при давлении 2,5 МПа;

термообработка образцов при 65-70° в течение 8 часов;

испытание образцов на изгиб в возрасте 1 и 28 суток по ГОСТ 28816-86 «Цементно-стружечные плиты».

В таблице 1 представлены некоторые результаты экспериментов.

Выбор минерализаторов в начальных опытах брали аналогично примененным в работе /3/.

Анализируя результаты экспериментов можно отметить следующее:

экстракция стружек в водной среде при температуре 20° в течение 6 и 15 минут дает практически одинаковые результаты при испытании образцов ЦСП на изгиб как в возрасте 1 суток, так и в возрасте 28 суток;

в обоих случаях прочность не достигала в суточном возрасте 5, МПа, в возрасте 28 суток – 13,0 МПа и не соответствовала требованиям ГОСТ 28816-86 для плит класса Ц-1.

экстракция стружек в 0,1% - ном растворе Na(OH) в течение минут так же не обеспечивала прочность ЦСП класса Ц-1, для этого необходимо было экстрагировать стружки лиственницы не менее минут;

экстракция стружек в растворе Na(OH) концентрацией 0,3% обеспечивала прочность ЦСП класса Ц-1 как при 6 минутной, так и при минутной продолжительности.

Недостатком способа с использованием предварительной обработки древесных частиц в слабых растворах щелочи является то, что последующая очистка сточных вод от остатков едкого натра и экстрактивных веществ лиственницы вызывает определенные затруднения, тем более что эта очистка (первичная) осуществляется силами предприятия – изготовителя.

В связи со сказанным, нами была проверена обработка стружек в слабых растворах минеральных кислот. Кислотные остатки легче нейтрализовать в сточных водах, например, известью.

Таблица 1 – Прочность ЦСП из обработанных лиственничных стружек в воде и растворах щелочи.

Прочность на Среда Темпе Минерализатор экстраг Время, мин изгиб в возрасте,,% Ц ра сутки, МПа № и тура, ровани Al2(SO С СаCl 6 15 1 я ) 1 в воде + - 20 2 3 3,62 10, 2 в воде - + 20 2 3 3,86 10, в 0,1% ном р 3 + - 20 2 3 4,97 12, ре NaОН в 0,1% ном р 4 - + 20 2 3 5,52 13, ре NaОН в 0, %-ном 5 + - 20 2 3 5,87 13, р-ре NaОН в 0, %-ном 6 - + 20 2 3 5,92 13, р-ре NaОН + - означает проведение испытания;

Ц – цемент Автор работы /2/, рассматривая действие раствора хлористого алюминия на древесину, указывает на то, что при гидролизе AlCl3 в водной среде наряду с Al(ОН)3 образуется соляная кислота, которая окисляет древесные сахара и переводит их в менее агрессивную форму по отношению к цементу. Следовательно, обрабатывая древесные частицы соляной кислотой заблаговременно можно получить для деревобетонов заполнитель в менее агрессивном по отношению к цементу состоянии.

Соответственно при гидролизе Al2(SO4)3 в водном растворе наряду с Al(ОН)3 образуется серная кислота. Серная кислота концентрацией 0,24%,по данным /4/, проявляет большую агрессивность при действии на древесную мелочь в течение 10 минут, чем соляная кислота (за 10 минут в 0,24% -е растворы Н2SO4 выделялось максимальное количество ВРВ из древесной мелочи по сравнению с действием растворов других кислот, в том числе и растворов НСl.

Для обработки лиственничных частиц нами были использованы растворы обеих кислот концентрацией 0,075, 0,15, 0,25, 0,5%.

Прочностные характеристики определяли на образцах опилкобетонов, изготовленных на основе невыдержанных опилок лиственницы Чекановского, содержавших 17,73% ВРВ. Влажность опилок на момент экстракции в растворах кислот составляла W=50,31%.

Параллельно использовали воздушно-сухие опилки даурской лиственницы. В таблице 2 приведены результаты экспериментов.

Таблица 2 - Прочность опилкобетонов из частиц лиственницы, обработанных растворами минеральных кислот, в течение – 6 мин Прочность Плотность Минерализатор, % Ц на сжатие в возрасте № Среда СаCl2 (сух.сост.)кг\м Концентрация, % Al2(SO 28 сут., МПа )3 Н2SO 1 0,075 2,00 3,00 1070 3, Н2SO 2 0,15 2 3 1078 4, Н2SO 3 0,25 2 3 1085 5, НСl 4 0,15 2 3 1065 4, НСl 5 0,25 2 3 1080 5, Испытания выявили недостаточность одноразовой кратковременной обработки лиственных опилок растворами кислот концентрацией 0,075 и 0,15%. Для изготовления бетонов прочностью 5,0 МПа нужно обрабатывать опилки в растворах кислот концентрацией не менее 0,25%.

Одновременно было выявлено: обработка опилок растворами серо кислого алюминия концентрациями 0,15 и 0,25% в течение 6 минут также позволяет получать опилкобетоны суточной прочностью более 5,0 МПа при одинаковых условиях изготовления (5,36 и 5,85 МПа соответственно ).

То же относится и к растворам AlCl3 концентрациями 0,15 и 0,25% (прочность образцов в этом случае составляло 5,48 и 5,75 МПа соответственно).

Обоснованию выбора растворов солей алюминия для экстракции лиственных опилок послужило то, что с одной стороны, в воде данные соли образуют растворы минеральных кислот /4/, с другой то, что по данным работы /5/ ион Al3+ мгновенно образует с гидроксилами целлюлозы прочные связи, не вымываемые при многократном увлажнении древесины. Возможно, данные связи и являются «мостиком», соединяющим кристаллические образования цемента с древесным веществом.

Выводы из проделанных экспериментов:

- экстракция частиц лиственницы в воде температурой 200 в течение 6 и 15 минут с последующей минерализацией их комплексным минерализатором из CaCl2 и Al2 (SO4)3 в суммарном количестве 5% к массе цемента не позволила изготовить ЦСП, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 26816-86 «Цементно-стружечные плиты»;

- экстракция частиц лиственницы в растворе щелочи концентрацией 0,1% в течении 6 минут так же не дала положительного результата;

- экстракция частиц в 0,1% щелочи в течение 15 мин. и в 0,3% растворе в течение 6 мин. позволила получить плиты по прочности соответствующие требованиям ГОСТ 26816-86;

- экстракция опилок лиственницы в 0,25% растворах кислот в течение мин. также позволила получить опилкобетоны высокой конечной прочностью (свыше 5 МПа). Аналогичные показатели были получены и при экстракйии опилок в растворах AlCl3 и Al2(SO4) концентрацией 0,15 и 0,25%. Данная обработка частиц лиственницы приемлема для изготовления цементно-древесных плит и жестких бетонов.

Библиографический список 1.Антонова, Т.Ф. Об экстракции водорастворимых веществ древесины лиственницы. [Текст]: в сб. «Лиственница».Вып.3. /Т.Ф. Антонова. Красноярск: СТИ, 1968.-452 с.

2.Наназашвили, И.Х. Строительные материалы из древесно-цементных композиций [Текст]: монография./И.Х. Наназашвили.- Л.: Стройиздат.

1990. – 416с.

3.Стрижнев, В.П. Разработка технологии изготовления и исследование свойств арболита из древесины лиственницы: [Текст]: автореферат диссертации на соискание звания кандидата технических наук./В.П.

Стрижнев;

Сиб. технологический институт, - Красноярск: СТИ, 1980. – 22с.

4.Чесноков, А.Ф. Материалы к технологии производства камеди из лиственницы. [Текст]: в сб. «Лесохимическая промышленность», № 8.

/А.Ф. Чесноков.- М.: Гослестехиздат, 1940.-16с.

5.Лекторский, Д.Н. К изучению явлений происходящих при пропитке древесины растворами различных солей. [Текст]: в сб. «Лесохимическая промышленность»,№ 10. /Д.Н. Лекторский.-М.: Гослестехиздат, 1935.-с 8 13.

УДК 625.74 П.В. Серватинский Г.Л. Козинов ОСОБЕННОСТИ УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ ВЕСЕННИХ ПОЛОВОДИЙ И МЕТОДОВ РАСЧЕТА МАКСИМАЛЬНЫХ РАСХОДОВ ВОДЫ В РЕКАХ РЕСПУБЛИКИ САХА (ЯКУТИЯ) ОАО «Проекттрансстрой»

г.Москва ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Рассматриваются вопросы отклонений в расчетных величинах расходов воды, по данным гидрометпостов и эмпирических кривых. В качестве расчетного метода, автор рекомендует использовать эмпирические кривые графического очертания к условиям САХА (Якутии).

По повторяемости, площади распространения и суммарному годовому материальному ущербу в масштабах нашей страны наводнение занимает первое место в ряду известных разновидностей стихийных бедствий.

Республика Саха (Якутия), один из районов России, который периодически 1 раз в 10-15 лет подвергается воздействиям наводнений.

Весеннее половодье является главной фазой режима рек.

Климатическая характеристика территории характеризуется резковыраженной континентальностью, которая проявляется в очень низких зимних и высоких летних температурах воздуха, т.е. абсолютная амплитуда достигает 90-990С. Основным источником пополнения воздушных масс региона является арктический воздух, трансформирующийся над континентом и, отчасти, воздух умеренного пояса, определяющий особенности климата данного района.

Особенности водного режима соответствуют характеру питания водотоков и отличаются весьма неравномерным распределением стока в течении года. Питание рек смешанное, с преобладанием снегового или дождевого (до 40-60%). Доля подземного питания рек, находящихся в условиях прерывистого и сплошного распространения многолетнемерзлых пород, непревышает 15% и приходится на теплую часть года (сток вод сезонно-талого слоя). Зимний сток, даже при наличии множества источников тектонических разломов, не превышает 5-6% годового. В зимние месяцы сток на малых и даже средних водотоках на некоторое время прекращается вследствие промерзания. В большинстве случаев около 90-95% объема годового стока проходит в весенне-летний период (апрель – сентябрь). Соотношение стока рек за весну - лето весьма различно. За период май – июнь в реках проходит 65-70% объема годового стока, а в июле – сентябре соответственно 20-25%.

Половодье начинается вначале мая. Характер половодья, как правило, бывает бурным. При вскрытии крупных рек часто происходят мощные заторы льда, вызывающие подъем уровня. На гидрографе в половодье выделяются 1 – 2 пика кроме первого максимума. Это обусловлено возвратом холодов, выпадением дождей в период снеготаяния, несовпадением паводочных волн на основной реке в притоках.

Продолжается половодье в среднем 30-43 дня (максимум до 57), заканчивается 4-30 июня. Паводки преимущественно наблюдаются в июне – августе. Интенсивность подъема паводка составляет 2 – 5 дней, спада 3 – 11 дней, общая продолжительность 10 – 15 дней (максимум – до 30 дней).

За летне-осенний период проходит два – три небольших паводка, наибольшие уровни наблюдаются в июле.

Рассматриваемая территория относится к зоне стока с годовыми модулями менее 2.8 л/сек.км2. В исследуемом районе имеется довольно густая сеть малых рек. Русла их в основном подвержены плановым деформациям, обусловленным ежегодным промерзанием, а в летнее время пересыханием водотоков. Наиболее распространенным типом руслового процесса является свободное меандрирование (60% длины речной сети).

Ограниченное меандрирование получило распространение только на верхних участках рек.

В ходе выполнения исследования максимального стока талых вод в Саха (Якутия) был произведен сбор, систематизация и анализ данных многолетних наблюдений, производимых на водомерных постах Гидрометеослужбы.

На реках Якутии необходимой информацией для выполнения расчетов по многолетним рядам наблюдений обладают 74 таких поста.

Длительность наблюдений на них колеблется от 15 до 57 лет. Ряды наблюдений на этих водомерных постах были положены в основу расчетов максимальных расходов воды с вероятностью превышения (ВП) в диапазоне 0.33 – 50%.

Расчеты основных статистических параметров по всем 74 рядам наблюдений (коэффициенты вариации и ассиметрии, среднемноголетние величины) были определены в соответствии с рекомендациями СНиП 2.01.14-83 (1) и Пособия к СНиП 2.05.03-84 (2).

Анализ полученных результатов расчета позволил установить, что коэффициент вариации годовых сумм осадков (Сv) на 74 водомерных постах изменяется в пределах от 0.19 до 0.72.

Коэффициент ассиметрии на всех 74 водомерных постах имеет положительные величины. Они изменяются в диапазоне от 0.4 до 2.6.

Временная изменчивость исследуемых максимальных расходов воды в многолетнем периоде и их расчетные величины в заданном диапазоне ВП могут быть оценены с помощью эмпирических и аналитических кривых распределения вероятностей превышения этих расходов воды.

Эмпирическую ежегодную вероятность превышения максимальных расходов воды было принято целесообразным определять по следующей нормативно-обусловленной формуле (1):

m Рэ = 100%, n + где m – порядковый номер убывающих членов ранжированного ряда исследуемых величин максимальных годовых расходов воды;

n – общее количество членов этого ряда.

Представленная формула практически не влияет на удлиненное положение первых членов (точек) ряда наблюдений и позволяет объективно охарактеризовать их исходное положение на эмпирической кривой вероятности превышения.

Построение эмпирических кривых распределения вероятностей превышения на клетчатках вероятностей позволяет в удобной и наглядной форме оценить характер распределения исследуемых величин годовых максимумов расходов воды и осуществить выбор наиболее оптимальной функции распределения для последующей их экстраполяции и определения расчетных максимумов расходов воды требуемой вероятности превышения.

Для исследования характера ассиметричности распределения вероятностей превышения максимальных расходов и выбора оптимальной модели их экстраполяции в области редкой повторяемости были отобраны те водомерные посты, которые обладают наибольшими рядами длительных наблюдений за годовыми максимальными расходами воды.

По рядам наблюдений на них было построено 74 клетчатки вероятностей по всем этим водомерным постам.

Для сглаживания и экстраполяции эмпирических кривых распределения ежегодных вероятностей превышения гидрологических характеристик, как правило, применяется нормативно-обусловленное трехпараметрическое гамма-распределение при любом отношении Сs и Сv.

При надлежащем обосновании нормами (1) допускается применять биноминальную кривую распределения (при Сs 2Сv ) или другие функции распределения вероятностей, в том числе графические или графоаналитические методы.

В мировой практике гидрологических расчетов известны и другие кривые распределения вероятностей превышения, предложенные в свое время рядом авторов: Пирсоном, Фостером, Гауссом, Бровковичем, Крицким и Менкелем, Чегодаевым, Болдаковым, Алексеевым, Блохиновым, Перевозниковым и другими авторами.

Разнообразие эмпирических кривых распределения вероятностей превышения определило значительное количество предложений, рекомендаций по индивидуальным аналитическим, графоаналитическим, спрямляющим, логарифмическим, усеченным и другим кривым распределения вероятностей превышения максимальных расходов воды.

Отсутствие готовых методических решений привело к необходимости исследовать эмпирическим путем характер распределения вероятностей превышения максимальных расходов воды, наблюденных на реках Якутии, а так же подобрать расчетную кривую ВП и оценить степень ее достоверности.

Анализ 74 кривых распределения ВП максимальных расходов воды, наблюденных на реках Якутии, позволил установить, что 48 (64.8%) из них имеют явные признаки положительной ассиметрии, 13 (17.6%) близки к нормальному распределению и 13 (17.6%) характеризуются отрицательной ассиметрией.

Этот анализ позволил установить, что подбор расчетной кривой распределения ВП ежегодных величин изучаемых максимальных расходов воды предопределен необходимостью учета положительной и отрицательной ассиметрии, а так же признаков нормального распределения исследуемых эмпирических кривых.

Разнообразие признаков ассиметрии, наличие у большинства эмпирических кривых ВП положительной ассиметрии, а так же значительных отскоков точек максимумов расходов воды в верхней части этих кривых предопределили исходные предпосылки для обоснования выбора расчетных кривых распределения вероятностей превышения этих максимумов.

В качестве исходных для проведения исследования по выбору и обоснованию расчетных кривых распределения ВП изучаемых максимальных расходов могли быть приняты, прежде всего, нормативные (1) аналитические кривые в виде трехпараметрического гамма распределения С.Н. Крицкого и М.Ф. Менкеля, кривые биноминального распределения и кривые выраженные графоаналитическим методом Г.А.

Алексеева.

В то же время в практике расчетов находят применение параболические кривые полного и частичного графического очертания с касательными прямолинейными вставками в концевых частях этих кривых.

Если необходимость применения аналитических кривых распределения С.Н. Крицкого и М.Ф. Менкеля, биноминальных кривых, а так же метода Г.А. Алексеева предопределена строительными нормами (1), то возможность использования параболических кривых предопределена результатами более поздних исследований Б.Ф.

Перевозникова, С.М. Бадра, Д.П. Чандры, Э.М. Жедда, Ш.И. Ассад и ряда других авторов, выполненных по разным климатическим регионам.

Поэтому в качестве изучения возможности применяемости параболических кривых графического очертания к условиям САХА (Якутии) были произведены построения этих кривых по всем эмпирическим распределениям вероятностей превышения максимальных расходов воды.

Анализ особенностей эмпирических распределений и возможностей параболических кривых позволил установить, что эти кривые способны достаточно полно вписываться в эмпирические кривые различного очертания.

Сопоставление параболических кривых с аналитическими нормативными кривыми С.Н. Крицкого и М.Ф. Менкеля (1) позволило установить, что параболические кривые более полно отвечают общему очертанию эмпирических кривых и положению на них первых точек этих кривых с наиболее значительными максимумами максимальных расходов воды.

Охватывая первые точки, параболические кривые распределения ВП максимальных расходов воды занимают на клетчатках вероятностей верхнее положение по сравнению с нормативными аналитическими кривыми. Это их положение обеспечивает получение более надежных расчетно-прогнозных данных по максимальным расходам талых вод с вероятностью превышения в диапазоне редких ВП (0.33 – 2%).

Повышение надежности этих данных характеризуется величинами отклонений расчетных величин максимальных расходов, определяемых по параболическим и нормативно-аналитическим кривым ВП максимальных расходов.

Для эмпирических кривых с признаками нормального распределения эти отклонения составляют от 0.7 до 15.2%. Для эмпирических кривых с признаками отрицательной ассиметрии эти отклонения изменяются от 0. до 20.9%. При этих двух признаках эмпирического распределения расчет ные расходы воды, вычисленные по нормативным кривым, оказались менее расходов воды, вычисленных по параболическим кривым ВП.

В условиях наличия относительно коротких рядов наблюдений на государственной опорной сети Гидрометеослужбы и малой их достоверности подобные отклонения в расчетных величинах расходов воды достаточно убедительно подтверждают малую приемлемость нормативных аналитических кривых к расчетам максимальных расходов талых вод в условиях САХА (Якутии).

Все это дало основание для выполнения экстраполяции всех эмпирических кривых ВП и оценки расчетных максимумов расходов талых вод в требуемом диапазоне ВП принять в качестве расчетных параболические кривые ВП. С помощью этих кривых и были определены расчетные величины максимальных расходов различной вероятности превышения (0.33-10%).

УДК 630*376 Ф.Х. Юрков Г.Л. Козинов СТАБИЛИЗАЦИЯ ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА ДОРОГИ НА УЧАСТКАХ ПРИДОРОЖНЫХ ТЕРМОКАРСТОВЫХ ОЗЕР И ТЕРМОЭРОЗИОННЫХ ОВРАГОВ Проектно-исследовательский центр ООО «ЛД-Проект»

ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск На конкретном примере и опыте одного из соавторов показано как происходит стабилизация земляного полотна в северных районах страны.

Даются рекомендации.

Дальнейшее экономическое развитие российского государства в значительной степени связано с освоением месторождений водородного сырья, самых разнообразных полезных ископаемых, леса и других природных ресурсов на Севере и Северо-Востоке. Освоение строительных природных и других сырьевых ресурсов в этих районах практически невозможно без хорошо развитой транспортной инфраструктуры и, прежде всего автомобильных дорог. Большая часть активно развивающихся экономических районов находится в районах распространения многолетне- мерзлых грунтов в криолитозоне.

Полувековой опыт строительства и эксплуатации дорог на многолетнемерзлых грунтах свидетельствует о подверженности дорог в криолитозоне водно-тепловой эрозии. Этому виду деформаций, по результатам обследования, подвержены от 5 до 20 % дороги - Хандыга Магадан, Эльдикан - Югоренок, Магадан – Усть Нера, Романовка Богдарин, Дудинка - Аликель - Норильск и другие. В арктической части северной территории этот процент достигает 50 %.

Причинами развития водно-термо-эрозионных деформаций дороги являются необеспеченный водоотвод и ошибочное представление строителей о роли ненарушенного мохоторфа в основании дороги и в придорожной полосе. При ненарушенном мохоторфе на склоне изрезанном мелкими логами, понижениями, западинами, отсыпанное земляное полотно прекратит естественный по этим малым формам рельефа сток дождевой или талой воды. Вода, после насыщения мохоторфяного слоя в его талой верхней части, выступит на поверхность и образует открытые неглубокие водные «блюдца». Эти «блюдца»

выполняют роль теплового штампа прогревая нижележащие грунты в течение всего летнего периода до 22-25°С. В суточном цикле температура воды практически не меняется. Под воздействием водного теплового штампа, на участках дороги с льдистыми грунтами, под дорогой, в придорожной полосе и у откоса насыпи начинают развиваться термокарстовые озера, глубина которых при глинистых грунтах достигает 3 - 4 метров при дренирующих грунтах она может быть больше. При достижении глубины термокарстового озера 3 - 4 м, они по глубине, как правило, не прирастают, зато развиваются по длине и ширине. При этом развитие термокарстового озера вширь приводит к потере устойчивости откоса дороги, к ее разрушению, уменьшению ширины земляного полотна.

Прирост по глубине термокарстовых озер прекращается при достижении их глубины 3-4 м из-за устойчивой стратификации распределения температуры по глубине. Температура на поверхности достигает 20-22° С, в то время как у дна она имеет температуру 0-4° С, то есть, вода из активного теплового штампа при малых глубинах, и увеличении глубины до 3-4 м превращается в теплоизолятор, препятствующий вытаиванию льда. Данные выводы сделаны на основании натурных инструментальных исследований на одной из дорог юго-восточной части республики Саха Якутия. В свою очередь эти выводы позволили рекомендовать производственникам отказаться от традиционных методов стабилизации земляного полотна на участках дороги с «наступающими» на нее термокарстовыми озерами. Традиционно рекомендовалось сбрасывать воду из возникших по какой-либо причине водоемов непосредственно у дороги. Такие рекомендации были даны также специалистами Омского филиала СоюзДорНИИ (Н.Ф. Савпо и др.) для северных дорог.

На наш взгляд сброс воды до полного осушения с последующей защитой от вытаивания подземного льда в донных грунтах, осушение озер слишком затратно и на дорогах низких технических категорий (IV-V) вообще не оправдано. Частичный же сброс воды, что реально возможно, активизирует новообразование термокарстовых озер только на более низких отметках. Это в свою очередь приведет к еще большим деформациям откосов земляного полотна.

Еще более опасны для устойчивости земляного полотна термоэрозионные овраги, возникающие, как правило, вдоль дорог на участках с льдистыми глинистыми грунтами со сложной слоистой или слоисто-сетчатой криогенной текстурой.

Дождевая вода, собранная дорогой с самой дороги и притекающей с верхового склона, имеет достаточно высокую температуру 14-16°С. На участках с продольными уклонами вдоль дороги такая вода даже в виде небольших струйчатых потоков совершает огромную эрозионную работу. Это происходит особенно быстро тогда, когда смыв грунта осуществляется сразу после его оттаивания, и оттаявшие, разобщенными трещинами и льдом, микроблоки грунта не успевают восстановить физические и химические связи, присущие такому грунту. Поэтому одноименные по названию влажные, льдистые грунты, но находящиеся в талом и оттаивающем состоянии имеют разные размывающие скорости.

На участках с продольными уклонами более 50-80 ‰ за один летний сезон могут образоваться термоэрозионные овраги глубиной до 3-3, метров.

Таким образом разработке методов стабилизации земляного полотна, подверженного водно-тепловой эрозии, не уделяется должного внимания.

В дорожно-эксплуатационной практике нередки случаи строительства новых участков дорог в обход деформированных. К такой крайней мере дорожная служба вынуждена прибегать потому, что ремонтные работы, заключающиеся в отсыпке обломочных грунтов на эрозионное полотно дороги оказываются малоэффективными.

Термоэрозионные овраги и термокарстовые озера образуются у подошвы насыпи. Достигнув 1,5-3 м глубины, они интенсивно увели чиваются в ширину и приводят к потере устойчивости земляного полотна.

Вместе с тем, обход деформированных участков дорог не целесообразен по ряду причин:

1. Дорогу переносят и перестраивают, как правило, сами эксплуатационники без качественной оценки мерзлотно-грунтовых условий. Поэтому нет никакой гарантии в том, что подобные деформации не появятся и на перенесенном участке;

2. На большом протяжении переносимого участка дороги в пределах проезжей части за 4-5 лет эксплуатации происходит частичная стабилизация земляного полотна;

3. Обход деформированных участков обычно связан с перестройкой искусственных сооружений, которых при сложных мерзлотно-грунтовых условиях до 3-4 штук на один километр дороги.

Для полной стабилизации земляного полотна необходимы такие мероприятия, которые уменьшили бы до минимума водно-тепловую эрозию - основную причину деформаций.

На основе многолетних полевых обследований дорог, исследований температурного режима придорожных термокарстовых озер и донных отложений в летний и зимний периоды в Саха-Якутии, а также моделирования температурного поля обводненного земляного полотна по среднегодовым температурам на проезжей части -12° С, донных отложений придорожных озер +6° С, и -2° С на глубине 10 м, авторы предлагают несколько способов стабилизации земляного полотна, подверженного водно-тепловой эрозии.

1. Закрепление оврагов Методика закрепления оврагов, образовавшихся в льдистых грунтах, имеет много общего с борьбой против оврагообразования в степных районах. Вместе с тем неизбежны некоторые дополнительные мероприятия, обусловленные наличием льдистых, просадочных грунтов.

Общими рекомендациями борьбы, как со степными, так и термоэрозионными оврагами являются:

- организованный отвод поверхностных вод (рис.1, обозн. 6);

- выполаживание склонов и их закрепление (рис.1, обозн. 2);

- закрепление дна оврага против его дальнейшего размыва.

Отличительными мероприятиями закрепления термоэрозионных оврагов являются:

- выполаживание склонов привозным грунтом, чтобы избежать дальнейшего вытаивания льда и их обрушения;

- отсыпка грунта на дно оврага слоем, назначенным по теплотехническому расчету, чтобы избежать понижения верхней границы вечномерзлых грунтов (рис.1, обозн. 2);

- сброс воды по дну оврага в водонепроницаемых лотках (рис.1, обозн.3). Лотки лучше устраивать на стойках или лежнях;

- закладка керосиновых или других термосвай в склоны оврага для повышения аккумуляции холода зимой (рис.1, обозн.5);

- устройство по откосу деревянных щитов с проветриваемым подщитовым пространством (рис.1, обозн.4). Такие щиты летом исключает обогрев склонов солнечной радиацией и отепляющее влияние снежного покрова зимой. Откосы можно также укрывать жердями, кустарниками и другими местными материалами.

Рисунок 1 - Мероприятия по закреплению термоэрозионного оврага 1 - земляное полотно;

2 - привозной грунт;

3 - водоотводный лоток на стойках (лежнях);

4 - откосный щит;

5 - термосвая;

6 - водоотводный валик Не все перечисленные мероприятия следует применять на одном овраге одновременно. Систему мероприятий следует назначать на основе анализа размеров оврагов и характера их роста, а также наличия местных строительных материалов.

2. Борьба с придорожными термокарстовыми озерами Борьба с термокарстом и термокарстовыми озерами складывается из ряда одновременно проводимых мероприятий:

- досыпки насыпи до отметки в соответствии с теплотехническим расчетом, гарантирующим сохранение ВГВИГ на уровне ее залегания в естественных условиях;

- засыпки водонепроницаемым грунтом начальных карстовых западин;

- исключения или сведения до минимума отепляющего влияния термокарстовых озер на основание и откосы насыпи.

Для обеспечения ВГВМГ на уровне не ниже залегания ее в естественных условиях необходима высота насыпи 1,2-1,5 и при низкотемпературных грунтах и обеспеченном поверхностном водоотводе.

Засыпать термокарстовые западины целесообразно в летний сезон на второй год после возведения земляного полотна, когда они выявились, но не достигли больших размеров.

Рисунок 2 - Способы стабилизации земляного полотна а) погребения озер;

б) выполаживание откосов;

в) экранизация озер 1 - земляное полотно;

2 - торф;

3 - водоотводной лоток;

4 - лед;

5 вода;

6 - гравий с мохоторфом;

7 - экран из мха на проволочной паутине или твердом настиле.

Спустя 4-5 лет термокарстовые провалы-озера засыпать уже не выгодно, так как потребуется выполнить объемы земляных работ, больше чем на устройство насыпей на обходном участке дороги. Для стабилизации земляного полотна, обводненного термокарстовыми озерами значительных размеров, предлагается в соответствии с рисунком 2 - три способа реализации:

1 - погребение термокарстовых озер;

2 - выполнение обводненных откосов;

3 - экранизации из сплавины мха на проволочной паутине или жердевом настиле.

При погребении термокарстовых озер (рис.2 «а») предусматривается отсыпка на лед мохогрунтового слоя после полного или максимального промерзания озер. Для ускорения промораживания глубоких (более 1.5 м) озер и их донных отложений необходимо с них удалять снег, а также можно использовать термосваи С.И. Гапеева.

Толщина отсыпаемого слоя определяется техническим расчетом условия предотвращения таяния озерного льда в течение всего периода эксплуатации дороги. Сроки производства работ определяются временем от максимального промерзания до начала стаивания озерного льда. Особое внимание следует обращать на сопряжение засыпки озера с естественным берегом и отвод поверхностной воды с верховой стороны от озера. Работы следует закончить до наступления положительных температур воздуха, чтобы больше саккумулировать холода в насыпном грунте. Мохоторфяной грунт необходимо заготавливать летом. Хранить его лучше в буртах, защищенных от промерзания хворостом, снегом или другими подручными материалами. Погребение озер полностью исключает водно-тепловую эрозию земляного полотна и прилегающей к нему полосы.

Способ выполаживания откосов (рис.2 «б») заключается в доведении заложения обводненных озерами откосов до отношения 1:2 насыпным, перемешанным с торфом обломочным или глинистым грунтом. Он основан на том факте, что положение ВГВМГ повторяет форму обводненного откоса. Поэтому при водонепроницаемых грунтах засыпки на откосе не будет происходить дальнейшего эрозионного процесса.

Выполаживание откосов можно вести летом с полотна дроги.

Этот способ значительно уменьшает теплоэрозионное воздействие воды на основание и откос насыпи, не исключая него вообще.

Способ экранизации (рис.2 «в») рассчитан на оживление мха над поверхностью озера, который будет находиться в постоянно-увлажненном состоянии. Мох, перехватывая тепло солнечной радиации, испаряя влагу, будет способствовать охлаждению водоема летом.

Зимой из-за сильного увлажнения и малой мощности мха 15-20 см озеро будет промерзать достаточно глубоко. С течением времени, по мере увеличения мощности мха, под ним образуется сквозной лед. Экран предусматривается устраивать зимой в виде сплавины изо мха на проволочной паутине или настиле из жердей, закрепленных по берегам и уложенных на лед. Мох необходимо заготавливать летом в виде пластов и складировать у озера, высушивая его. Зимой после приготовления несущей основы, он раскладывается одним слоем на поверхность льда. Такой способ работ возможен в отдаленных от населенных пунктов районах, чтобы не пострадали люди. При этом экранизированные озера следует хорошо обозначать, предупреждающими об опасности табличками.

Выводы 1. При достаточно развитой придорожной сети оврагов и озер в большинстве случаев стабилизация земляного полотна оказывается более рациональной, чем перестройка дороги. Поэтому прежде чем принимать решение о переносе трассы дороги, необходимо рассмотреть вариант закрепления оврагов и исключения отепляющего влияния термокарстовых озер.

2. Борьбу с термокарстовыми явлениями следует вести спустя один год после возведения насыпи. При этом выявляются просадочные участки, которые можно стабилизировать при относительно небольших объемах земляных работ.

УДК 591.115 В.П. Стрижнев О СХВАТЫВАНИИ И ТВЕРДЕНИИ ЦЕМЕНТНЫХ ПАСТ В ПРИСУТСТВИИ ЭКСТРАКТА ЛИСТВЕННИЦЫ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Рассматриваются различные способы воздействия реагентов на экстракт лиственницы.

Необходимость проведения дополнительных исследований по схватыванию и твердению цементного теста в присутствии водорастворимых веществ (ВРВ) лиственницы была вызвана начатыми на кафедре «Промышленного транспорта и строительства» СибГТУ работами по изготовлению прессованных материалов из мелкораздробленных частиц лиственницы.

Первые попытки изготовления прессованных материалов из лиственничных частиц по известным технологиям, разработанным для древесины сосны или ели, окончились неудачей. Образцы не набирали за сутки и четверти требуемых ГОСТом 26816-96 «Цементно-стружечные плиты» на указанные материалы прочностных показателей на изгиб.

В связи со сказанным было решено продолжить ранее начатые исследования по выявлению влияния ВРВ лиственницы на процессе твердения вяжущего в цементных пастах и определению способа (или способов) нейтрализации этого влияния.

Некоторые данные о ранее проведенных исследованиях содержатся в публикации /1/. Дополнительные исследования касались вопросов, связанных с процессами схватывания и твердения вяжущего в присутствии повышенного содержания ВРВ лиственницы, с добавками и без них, как в естественных условиях, т.е. при температуре воздуха 20- С, так и в условиях повышенных температур (до 800 С). При этом цементное тесто брали с водоцементным отношением (В/Ц) таким, каким оно примерно сохраняется на поверхности древесных частиц, т.е. брали В/Ц = 0,5. Экстракт лиственницы доводили до содержания равного 3% к массе вяжущего. Цемент использовали Красноярского цементного завода класса по прочности В40-портландцемент (Ц). При применении термообработки продолжительность прогрева образцов составляла 4 часа.

Без термообработки образцы хранили в воздушно-влажных условиях (в эксикаторах над водой).

В таблице 1 представлены данные по схватыванию и твердению цементного теста в присутствии экстракта лиственницы при твердении образцов-кубиков в воздушно-влажных условиях.

Таблица 1 - Схватывание и твердение цементного теста с В/Ц = 0, Экстракт Сроки схватывания, ч-мин Прочность на сжатие, МПа, лиственницы сутки,%Ц Начало Конец 1 - 8 – 00 12 - 30 1,55 25, 1,0 0 – 30 0 - 45 0,0 0, 3,0 0 – 25 0 - 40 0,0 0, Как видно из таблицы 1, при повышенном содержании экстракта лиственницы (1 и более процента) сроки схватывания цементного теста с В/Ц = 0,5 резко сокращаются. Связано это с образованием сильно оводненных промежуточных новообразований первоначально растворенных частиц вяжущего и органических веществ и, как было сказано в работе /1/, с формированием бронирующей корки из субмикрокристаллического гидросульфоалюмината кальция трехсульфатной формы на поверхности алюминатных составляющих цемента. Система надолго стабилизируется на стадии начального растворения и практически не отвердевает в течение 1 –28 суток (в зависимости от процента введенного экстракта). При содержании ВРВ лиственницы в количестве 3% Ц прочность образцов – кубиков на сжатие в возрасте 28 суток была близка к нулю.

В условиях соприкосновения цементного вяжущего с частицами древесины лиственницы сибирской в древесно – цементных композициях содержание ВРВ в жидкой фазе вяжущего в первые же минуты может достичь 2,5 – 3% Ц. Становится очевидным: без применения специальных приемов по нейтрализации повышенного содержания ВРВ в цементных пастах изделия из лиственничных частиц не имеют перспективы набрать не только достаточную суточную прочность для распалубки готовой продукции, но и в более поздние сроки твердения (вплоть до месячного возраста) их прочность может оказаться равной нулю.

В целях нейтрализации стабилизирующего действия ВРВ лиственницы на цементное тесто были испробованы следующие меры:

добавка максимально возможного количества химических реактивов, введение в смеси глинистых грунтов, глинистых грунтов и химических реактивов, повышение плотности образцов за счет снижения водоцементного фактора и применения повышенных давлений прессования (до 2,5 Мпа), применение термообработки изделий с добавками и без них.

Ниже приводим выборочные результаты исследований. В таблице показана попытка нейтрализации лиственничного экстракта с помощью введения в цементные пасты глинистого грунта. Для исследований брали тонкодисперсную каолинит-галлуазитовую глину с содержанием фракций менее 0,001 мм в количестве 33,84 %.

В таблице 2 водный фактор брали от суммы твердых составляющих смеси, т.е. от массы цемента и грунта (Т). Грунт вводили дополнительно к массе цемента.

Из таблицы 2 видно: добавка грунта (без экстракта лиственницы) снижает прочность изделий почти прямо пропорционально проценту введенной глины. Связано это в первую очередь с увеличением водопотребности смесей. В присутствии экстракта (до 1 % Ц) и глин (25% и выше) цементное тесто отвердевает, но его суточная и месячная прочность остается невысокой.

Важно отметить: грунт способен нейтрализовать (адсорбировать) некоторое количество ВРВ лиственницы в цементном тесте с В/Ц = 0,5.

Тонкодисперсная каолинит-галлуазитовая глина в количестве 5 г практически нейтрализует действие на цемент 0,1 г экстрактивных веществ лиственницы. В принципе можно подсчитать: сколько необходимо ввести глины в древесно-цементные смеси в зависимости от ожидаемого выхода ВРВ в жидкую фазу вяжущего. Однако при повышенном содержании ВРВ процент добавки глин может оказаться таким значительным, что использовать его в практических целях не представится возможным.

Таблица 2 - Нейтрализация ВРВ лиственницы глинистым грунтом В/Т Добавки, % Ц Прочность, Мпа, сутки Экстракт Грунт 1 0,5 - - 1,55 25, - 10 1,44 23, - 25 1,06 19, 1 - 0,0 0, 1 10 0,0 2, 1 25 0,15 5, 1 40 0,37 8, В связи со сказанным были проведены испытания цементных паст, содержавших повышенный процент экстракта лиственницы (до 3 % Ц), глину и минерализаторы. Некоторые результаты проделанной работы приведены в таблице 3. Суммарное количество химических добавок, как правило, брали не свыше 3 % Ц.

Таблица 3 - Твердение цементных паст с добавками В/Т Добавки, % Ц Прочность, Мпа, сутки Экстракт грунт CaCl2 Al2(SO4)3 Na2O 1 18H2O 2SiO 0,5 3,0 25,0 3,0 - - 0,15 0, - 3,0 - 0,0 1, - - 2,0 0,0 13, 1,5 1,5 - 0,0 0, 1,5 - 1,5 0,0 2, - 1,5 1,5 0,82 6, - 1,5 3,5 1,65 16, 2,5 - 3,5 0,0 17, Как видно из таблицы 3, химические добавки в количестве до 3 % Ц совместно с грунтом не способны нейтрализовать действие на цемент экстракта лиственницы, взятого в количестве 3 % Ц. Лишь при более высоком проценте химических добавок возможно подавить органические вещества. Наиболее успешно с этим справилась комбинация из сернокислого алюминия и силиката натрия, но конечная прочность образцов существенно уступала прочности образцов из цементного теста с В/Ц = 0,5, твердевших без добавок.

В таблице 4 приведены некоторые данные по твердению цементных паст в условиях термообработки.

Прогрев образцов производили в металлических формах в сушильном шкафу при температуре 800 С.

Таблица 4 - Твердение цементных паст при прогреве Добавки, % Ц Экстракт Грунт Прочность, CaCl2 Al2(SO4)3 Na2O Ca(OH) Мпа, 1 сутки 18H2O 2SiO 3,0 25,0 1,5 - 2 - 0, 1,5 1,5 - - 1, - 1,5 2 1, - 1,5 3,5 - 3, 2 - 5 - 7, - - 5 1,5 3, Термообработка образцов при температуре 800 С в течение 4х часов практически не повлияла на показатели образцов, содержавших экстракта лиственницы не более 3 % Ц, с выбранными к испытаниям химическими добавками.

Заметное повышение суточной прочности наблюдалось лишь при введении в пасты повышенных количеств химических реактивов.

Таким образом можно отметить следующее:

- тонкодисперсный грунт, вводимый в цементные растворы совместно с органическими веществами способен нейтрализовать до 0,1 г органики на 5 г грунта. Цементное тесто при этих условиях отвердевает, но набирает невысокую суточную прочность;

- добавки минерализаторов в комбинации с грунтами способны нейтрализовать до 3 % Ц водорастворимых веществ лиственницы, но количество реактивов должно быть введено при этом свыше 3 % Ц;

- прогрев при температуре 800 С в течение 4 часов практически не изменил (для выбранных к испытаниям химреактивов и грунта) показателей суточной прочности образцов: при содержании минерализаторов до 3 % Ц прочность на сжатие прогретых и непрогретых образцов отличалась незначительно.

Библиографический список 1. Стрижнев, В.П. Разработка технологии изготовления и исследование свойств арболита из древесины лиственницы. [Текст] :

автореферат диссертации на соискание звания кандидата технических наук./В.П. Стрижнев ;

Сиб. технологический институт. - Красноярск;

СТИ, 1980.- 21 с.

2. Стрижнев В.П., Хрулев В.М., Свищева В.И. Исследование цементного клея, твердевшего в присутствии экстракта лиственницы:.

[Текст].в сб. «Перспективные направления развития лесозаготовительного деревообрабатывающего производства и лесного хозяйства.»./В.П.

Стрижнев [и др] ;

Сиб. технологический институт.- Красноярск;

СТИ, 1980, 254 с.

УДК 591.115 А.Г. Данилов УЛУЧШЕНИЕ СВОЙСТВ ЦЕМЕНТОГРУНТА ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Доказывается, что предел прочности при сжатии водонасыщенных грунтоцементных образцов, приготовленных с использованием омагниченной воды, не менее чем на 8 % выше предела прочности образцов с использованием обыкновенной воды.

Проблема строительства лесовозных дорог круглогодового действия осложняется отсутствием в ряде многолесных районов естественных каменных дорожно-строительных материалов.

Одним из путей решения проблемы является использование в дорожном строительстве местных грунтов, укрепленных различными вяжущими материалами, в особенности менее дефицитными минеральными, например, цементом.

При всем многообразии процессов, происходящих при укреплении местных грунтов цементом, цемент остается главным, решающим компонентом от максимальной реализации вяжущих свойств которого зависит максимальное качественное изменение природных свойств укрепляемых местных грунтов.


Известно, что во взаимодействии цемента с грунтом и образовании цементогрунта различают первичные и вторичные процессы. К первым относят процессы взаимодействия цемента с водой, ко вторым процессы взаимодействия с активной коллоидной частью грунта. В реальных условиях, при взаимодействии цемента с водой, вначале идут быстроидущие процессы растворения и гидратации, затем они резко замедляются, в связи с образованием на зернах клинкера защитных оболочек из продуктов новообразований.

Замедление основных процессов твердения цементогрунта не обеспечивает нормального протекания вторичных процессов взаимодействия с активной коллоидной частью грунта.

Для интенсификации процессов, происходящих в системе грунтоцемент - вода, авторами использован метод магнитогидроди намической активации (МГДА) воды затворения. Влияние МГДА на кристаллизацию исследовалось различными авторами, например, (1) и (2).

Отмечено возрастание скорости образования кристаллов, меньшие их размеры и увеличение количества кристаллов, в сравнении с контрольными опытами (общепринятой технологией). Использование при затворении цементогрунта воды, прошедшей МГДА, создает условия для выделения кристаллических новообразований во всем объеме жидкой фазы, а не только на поверхности цементных зерен. Это происходит благодаря увеличению количества центров кристаллизации за счет образования в подготовленной таким образом воде затворения ионно молекулярных комплексов и активации поверхности всегда имеющихся в воде микрочастиц примесей. При этом образование изолирующих оболочек на частицах клинкерных минералов замедляется, что способствует более глубокому растворению цемента, выделению большего количества новообразований при гидратации и образованию каркаса мелкокристаллической структуры с увеличенным числом кристаллизационных контактов.

Интенсификация основных процессов твердения цементогрунта положительно влияет на вторичные процессы- последующие реакции между коллоидной частью грунта и продуктами гидратации цемента. В результате вторичных процессов образуется большее количество дополнительного цементирующего материала, что приводит к более полному использованию вяжущих свойств цемента и улучшению строительных свойств цементогрунта.

В лабораторных условиях по стандартной методике были изготовлены и испытаны образцы из цементогрунта.

В процессе изготовления образцов необходимо увлажнение цементогрунтовой смеси до оптимальной влажности, которая определяется экспериментально, после построения кривой влажность плотность. Доувлажнение осуществляли природной водой, обработанной магнитным полем напряженностью 119,4 тыс. А/м и скорости пропускания через устройство на постоянных магнитах 0,1 м/с.

Результаты лабораторных испытаний приведены в таблице.

Таблица - Результаты лабораторных испытаний Предел прочности при сжатии водонасыщенных влажность в % от Дозировка образцов Оптимальная массы смеси цемента Минимальные № Наименование М-400, в суток, МПа суток, МПа возрасте значения в значения в возрасте п/п грунта % от Средние массы грунта Контрольные образцы Суглинок 1 10 21 2,10 2, пылеватый Образцы, приготовленные с использованием МГДА воды затворения Суглинок 2 10 21 2,28 2, пылеватый Приведенные данные подтверждаются актом испытаний. Из таблицы видно, что предел прочности при сжатии водонасыщенных образцов, приготовленных с использованием МГДА воды затворения, не менее чем на 7-9 %% выше предела прочности контрольных образцов. Таким образом, использование МГДА воды затворения при укреплении грунта цементом позволяет:

- получить цементогрунт с большей прочностью без увеличения дозировки или повышения марки цемента, либо введения дополни тельных компонентов- поверхностно- активных добавок, солей и др.;

- повысить качество получаемого цементогрунта и надежность конструкций из него;

- обеспечить экономию цемента при сохранении необходимой прочности цементогрунта;

Библиографический список 1. Вопросы теории и практики магнитной обработки воды и водных систем. Сборник 3-его Всесоюзного совещания. Новочеркасск: Изд-во Новочеркасского политехнического института. 1975. - 265 с.

2. Классен, В.И. Омагничивание водных систем [Текст]/ В.И. Классен.

- М.: Химия. 1982. - 296с.

УДК 625.71 И.М. Еналеева-Бандура, Г.Л. Козинов НЕОБХОДИМОСТЬ РАЗРАБОТКИ МЕТОДИКИ ТРАНСПОРТНОЛОГИСТИЧЕСКИХ СХЕМ ДОСТАВКИ ДРЕВЕСИНЫ НА ЛЕСОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИЕ ПРЕДПРИЯТИЯ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск Рассматриваются вопросы разработки единых правил взаимоотношений между партнерами по лесному бизнесу.

Существуют несколько методик позволяющих построить оптимальную сеть дорог на любой площади. Методика Тана, методика Ковалева, методика Мохирева, и другие.

На наш взгляд, наиболее интересной и востребованной была бы методика, в которой учитывались бы следующие факторы: рельеф местности;

данные об имеющихся дорогах;

реальные данные о состоянии лесного фонда, на сегодняшний день и перспективный период, хотя бы, до 20 лет;

данные о перспективах развития лесной отрасли на ближайшие 10 20 лет (данные об имеющихся и намеченных к строительству лесоперерабатывающих предприятиях);

данные о лесных и прочих поселениях;

данные о перспективах развития лесного мирового лесного бизнеса.

Сбор этих данных очень трудная и, мало выполнимая задача, потому, что исходные данные находятся в разных организациях и ведомствах, каждая из которых желает заполучить за свои данные нереальные по размеру средства. Ну да ладно, допустим, нашелся инвестор, способный оплатить за базу данных, так ведь нет никакой гарантии, что база данных действительно отражает реальное положение на данной территории.

Технически задача по сбору исходной информации выполнима, но почти невыполнима из-за финансово-экономических взаимоотношений между участниками процесса, а таковыми являются: картографическое управление;

лесоустроительные организации;

организации – разработчики проектов развития лесной отрасли на перспективный период.

Но надежда есть. Надежда связана с внедрением системы ГЛАНАС, которая способна создать реальную картину местности в любом масштабе.

Имея ее, становится технически выполнимым создание сети дорог на любой лесопокрытой площади. Главное, чтобы был доступ пользователей к работе с системой ГЛАНАС.

Отметим, что методик, учитывающих логистические взаимосвязи между лесопроизводителями, лесопереработчиками и лесопокупателями, пока нет. Задача по определению взаимовыгодных схем доставки древесины, которые, учитывали бы максимальную выгоду и тех, и других нет. Возникает вопрос, а возможны ли такие схемы? Схемы, в которых “и овцы были бы целы и волки сыты”. Ведь каждый из участников, заинтересован в получении максимальной прибыли, которую можно получить только за счет участников процесса. Лесопроизводитель заинтересован продать лесопереработчику древесину по максимально дорогой цене. Тот, в свою очередь, выполнив из древесины продукцию, заинтересован продать ее лесопокупателю, с максимальной прибылью.

Считается, что “рынок” стихийно должен регулировать эти взаимоотношения.

Но, не получается, потому, что “стихийность, хаотичность”, всегда приводит, к несбалансированному, неуправляемому процессу, результатом которого является максимальная прибыль.

Возникает вопрос, а можно ли, в нынешних экономических взаимоотношениях, сбалансировать интересы, “антагонистических” организаций?

Можно, если выполнить следующее:

Разработать модель методики. В ней должны быть учтены и 1.

технические факторы, о которых говорилось выше и экономические.

Опробовать ее, убедиться в эффективности.

2.

Пригласить на совместное совещание участников процесса.

3.

Показать и доказать каждому из них несомненную и постоянную 4.

выгоду при внедрении методики в организациях.

Получив поддержку, разработать реальную методику 5.

взаимовыгодного участия партнеров в общем процессе.

Отработать и проконтролировать методику среди партнеров.

6.

На этапе 1-3 работы могут выполняться без финансирования. На этапе 4-6 работы выполняются с помощью средств участников эксперимента.

Разумеется эксперимент не возможен, если любой из цепочки:

лесозаготовитель – лесопереработчик – лесопокупатель, откажется участвовать в нем. Задача по сбору участников эксперимента и доказательству каждому из них выгоды каждого, выгоды гарантированной и долговременной, а не случайной, сиюминутной, является сложной.

Трудно будет доказать, что попытка обмануть соседа, всегда обернется негативным результатом. Нам видится, что уровень развития взаимоотношений между партнерами уже достиг того уровня, при котором, можно сесть за стол переговоров и расписать правила игры – правила транспортно - логистических взаимоотношений.

УДК 674.047 Л.Д. Ахрямкина А.А. Орлов Д.Л. Павлов ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ РЕЖИМА СУШКИ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ПРИМЕНЯЕМОГО ТЕПЛОНОСИТЕЛЯ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск В настоящее время все большее внимание уделяется вопросу рационального использования энергетических ресурсов в деревообрабатывающей промышленности. Для такой энергоемкой операции как камерная сушка пиломатериалов, этот момент является определяющим для оценки себестоимости, а в некоторых случаях и целесообразности проведения сушки древесины.

Целью данной работы является анализ энергетической эффективности схем теплоснабжения лесосушильной камеры периодического действия с горизонтально-поперечной циркуляцией агента сушки (аналог типовой камеры СПЛК-2) в зависимости от применяемого теплоносителя.

Исследование проводилось на основе эксергетического метода термодинамического анализа, который позволяет провести строгую термодинамическую оценку тепловых процессов, на базе единого показателя - эксергии (работоспособности). Эксергия - свойство термодинамической системы или потока энергии, определяемое количеством работы, которая может быть получена внешним потоком энергии при обратимом взаимодействии с окружающей средой до установления полного равновесия [1]. Данный параметр учитывает как количественную так и качественную сторону энергии.


Эксергетический анализ позволяет провести оценку параметров потоков теплоносителя и агента сушки, а также распределение потерь в отдельных элементах тепловой схемы камеры и причины их возникновения.

За расчетный материал принимались сосновые пиломатериалы сечением 25х180 мм с начальной влажностью 80 % и конечной 8 %.

Вместимость исследуемой камеры на расчетном материале составила 19, м3. Конструкция камеры позволяет использовать в ней различные калориферные установке смонтированные на базе стандартных компактных калориферов марки ВНВ 113-210 (горячая вода с температурой 95/80 0С), ВНП 113-210 (водяной пар с давлением 0,4 МПа), установка воздухонагревательная маркой УВН 100 (температура топочных газов 700 0С).

Для проведения расчетов была принята принципиальная схема лесосушильной камеры основными элементами которой являлись:

штабель пиломатериалов, вентиляторы и теплообменник. В качестве примера на рисунках 1 и 2 приведены потоки агента сушки, теплоносителя – горячая вода и диаграмма потоков эксергии в камере.

1 – штабель пиломатериалов, 2 – вентилятор, 3 – теплообменник.

Рисунок 1 – Принципиальная схема сушильной установки.

Для всех видов теплоносителей энергетический КПД рассматриваемого режима сушки составил 42,3 %.

Однако, результаты расчетов потоков эксергии, в частности для теплоносителя – горячая вода (рисунок 2), показали, что на испарение влаги затрачивается всего 17,3 %, а остальная часть энергии вносимая в камеру теплоносителем (40,0 %), в виде электроэнергии на вращение вентиляторов (42,4 %), от рециркуляции агента сушки (17,1 %) и поступающая в камеру с сырым материалом теряется. Основную часть потерь составляет необратимость теплообмена - около 36 %.

Более низкий эксергетический КПД выбранного режима сушки в сравнении с энергетическим КПД был получен и для других теплоносителей. Так для пара он составил 13,3 %, а при использовании в качестве теплоносителя топочного газа всего 13,8 %.

Рисунок 2 - Диаграмма потоков эксергии лесосушильной камеры Таким образом, метод эксергетического анализа позволяет всесторонне оценить энергетическую эффективность существующих и разрабатываемых режимов сушки пиломатериалов, а также может применяться на этапах проектирования камер с использованием различных способов подвода теплоты на испарение влаги из древесины.

Библиографический список 1 Бродянский, В.М. Эксергетический метод термодинамического анализа [Текст]/ В.М. Бродянский.- М.: Энергия, 1973. – 296 с.

Ахрямкина, Л.Д. Теоретические основы энерго- и ресурсосбережения в химической технологии. Эксергия и эксергетический метод термодинамического анализа [Текст]: методические указания и контрольные вопросы (с программой) для студентов заочного обучения специальности 240801 «Машины и аппараты химических производств»

направления 655400 «Энерго- и ресурсосберегающие процессы в химической технологии, нефтехимии и биотехнологии» / Л.Д. Ахрямкина.

– Красноярск: СибГТУ, 2006 – 28 с.

УДК 634.0.791 Т.Л. Первушина РЕЗЕРВЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОС ПРОИЗВОДСТВА ЛЕСОПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск В статье представлены результаты исследований по выявлению резервов повышения эффективности производства ЗАО «Управление лесозаготовок и лесосплава» и проанализированы предложенные мероприятия.

Экономическая эффективность функционирования лесопромышленного предприятия в условиях «рынка покупателя» в значительной мере определяется возможностью приспособления производства к конъюнктуре рынка. Большое значение имеет придание выпускаемой продукции свойств и параметров, соответствующих заказам конкретных потребителей.

Рынки лесозаготовительной продукции являются чувствительными к спросу, поэтому поиски решений в области повышения эффективности производства являются актуальными. Следует отметить, что чувствительность производственного процесса к изменениям спроса уменьшается с увеличением длительности производственного цикла.

Продолжительные производственные циклы не позволяют вовремя зафиксировать падение спроса, осложняют связь производства с требованиями рынка.

Преодоление названных проблем с обеспечением своевременности реакции на условия рынка требует нового подхода к управлению производственными процессами и ведет к поиску резервов повышения эффективности производства на предприятиях лесозаготовительной отрасли.

Закрытое акционерное общество «Управление лесозаготовок и лесосплава» - УЛиЛ (Иркутская область, г. Братск) - предприятие по заготовке, транспортировке и разделке древесины, поставщик сырья для производств ОАО «Целлюлозно-картонный комбинат», ООО «Илим Братск ДОК» и ООО «Илим Братск ЛДЗ».

ЗАО «УЛиЛ» осуществляет следующие виды деятельности:

- лесозаготовительная деятельность;

- лесопильное производство;

(проведение работ по лесоразведению и -лесоводство лесовосстановлению и охране окружающей среды, уход за лесом);

- сбор дикорастущих и недревесных лесопродуктов;

- мониторинг, учет и использование лесных ресурсов в арендованных участках лесного фонда с целью полного обеспечения производства древесным сырьем, расширение зоны хозяйствования в арендуемых лесах;

- лесосплав;

и т. д.

В ходе проведенных исследований на основе проведенного анализа эффективности производства ЗАО «УЛиЛ» разработаны рекомендации по выявлению резервов роста в соответствии с поставленной целью.

Анализ динамики, состава и структуры источников формирования капитала предприятия показал, что на данном предприятии основной удельный вес в источниках капитала занимает заемный капитал - 51,54%.

Как негативный момент следует оценить высокую долю дебиторской задолженности - 20,85%, однако в динамике ее величина снижается, что говорит о грамотной политике предприятия. Как положительный момент следует отметить, что запасы составляют всего 9,53 % от стоимости всего имущества.

В структуре внеоборотных активов основные средства занимают наибольший удельный вес – 17,57%. За анализируемый период сумма ос новного капитала уменьшилась на 638,6 тыс. руб. или на 5,85%. Возросла на 319,3 тыс. руб. сумма нематериальных активов, что свидетельствует о расширении инвестиционного потенциала предприятия.

По результатам расчета абсолютных показателей финансовой устойчивости предприятия можно сделать вывод, что за весь анализируемый период положение предприятия оценивается как устойчивое.

Рассчитав относительные показатели финансовой устойчивости предприятия, можно сделать выводы, что заемные средства предприятие использует недостаточно эффективно. Это подтверждает высокий коэффициент капитализации, а также низкий коэффициент финансирования.

Проведенная оценка эффективности производственной деятельности предприятия ЗАО «УЛиЛ» позволяет говорить об эффективности производства предприятия в отчетном периоде.

При этом за рассматриваемый период растет выручка от реализации, что связано с увеличением объема выпуска продукции.

Положительной тенденцией деятельности ЗАО «УЛиЛ» является превышение темпов роста выручки над темпами роста себестоимости продукции, что ведет к значительному росту валовой прибыли.

Результаты расчета показателей рентабельности и деловой активности также позволяют оценить производственную деятельность ЗАО «УЛиЛ»

как эффективную, так как все показатели рентабельности показывают тенденцию роста, а показатели деловой активности – положительную динамику.

Поэтому на сегодняшний день основными путями совершенствования производственной деятельности предприятия ЗАО «УЛиЛ» должны стать мероприятия по расширению ассортимента выпускаемой продукции и увеличению объемов существующего производства, а также освоение рынка новой продукции.

Для повышения эффективности производства предприятию ЗАО «УЛиЛ» предлагается два основных мероприятия:

- внедрение станка, позволяющего оптимизировать производственный процесс предприятия;

- проект по производству клееных изделий из массивной древесины, направленный на освоение рынка новой продукции за счет расширения ассортимента производимой продукции.

Дисковый двухвальный многопильный станок GE-HNS предназначен для распиловки бруса из массивной древесины для получения обрезной доски.

Приобретение станка связано со значительными капитальными вложениями, стоимость станка составляет 900,5 тыс. руб. В цену также включены транспортные расходы, расходы по таможенной очистке, стоимость услуг по монтажу, пуско-наладка и обучение персонала, включая гарантию на станок в течение 12 месяцев.

Эксплуатация станка предполагает изменение суммы материальных затрат, что обусловлено использованием нового, более дорогого материала. Прирост указанных расходов составит 63,1 тыс. руб.

В результате этого внедрения улучшится качество производства, а, следовательно, возрастет и цена реализации. В среднем цена может увеличиться на 10%.

Согласно проведенным расчетам, после внедрения дискового двухвального многопильного станка прирост прибыли составит 1946, тыс.руб.

Согласно прогнозным расчетам, прибыль предприятия после окупаемости проведенного мероприятия по производству в 2010г.

составит 10323,5 тыс. руб.

Предлагается проект по производству клееных изделий из массивной древесины – клееного бруса и мебельного щита. Мебельный щит используется при производстве мебели, оконных и дверных блоков и различных строительных материалов (подоконных досок, лестниц, панелей и т.д.). Клееный брус из массивной древесины применяется как заменитель целиковой древесины при производстве оконных блоков.

Общий объем требуемых капитальных вложений составляет 9000 тыс.

руб. Затраты на сырье и материалы составляют 19838 тыс. руб., НДС к затратам – 3571 тыс. руб.

Затраты на заработную плату составляют 382 тыс. руб. Чистая дисконтированная стоимость (NPV) предлагаемого проекта составляет 9411,613 тыс. руб. Эта величина больше нуля, следовательно, проект можно рекомендовать к внедрению.

Дисконтированный срок окупаемости инвестиций (DPP) равен 1 году 269 дням.

Проект имеет также бюджетную эффективность: суммы дисконтированных доходов федерального и территориального бюджетов составляют соответственно 14085 тыс. руб. и 20894 тыс. руб.

Из приведённых данных видно, что проект имеет положительные экономические характеристики и полностью применим для предприятия ЗАО «УЛиЛ»» в рамках мероприятия по повышению эффективности производства Таким образом, в ходе исследований выявлены основные пути совершенствования производственной деятельности предприятия, связанные с расширением ассортимента выпускаемой продукции и увеличением объемов производства за счет внедрения новых технологий.

УДК 630*378.002.5 В.И. Моисеев ПЕРЕРАБОТКА И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИЗНОШЕННЫХ ШИН ГОУ ВПО «Сибирский государственный технологический университет»

г. Красноярск В работе рассматривается проблема использования отходов – шин автомототранспорта в различных сферах. В качестве одного из направлений использования шин, предлагается способ применения их в дорожных конструкциях.

В последние годы большое внимание уделяется проблеме использования отходов производства и потребления, в том числе изношенных шин. Эта проблема имеет важное экологическое значение, поскольку изношенные шины, накапливающиеся в местах их эксплуатации (на автобазах, аэродромах, промышленных и сельскохозяйственных предприятиях, горно - обогатительных комбинатах и т. д.), вывозимые на свалки или рассеянные на территориях, загрязняют окружающую среду так как не разлагаются, вследствие своей высокой стойкости к действию внешних факторов (солнечного света, влаги, кислорода, озона, микробиологических воздействий). Места скопления изношенных шин служат также благоприятной средой для обитания и размножения грызунов и насекомых, являющихся разносчиками различных заболеваний. Кроме того, шины обладают высокой пожароопасностью, а продукты их неконтролируемого сжигания оказывают крайне вредное влияние как на окружающую среду (почвы, воды, воздушный бассейн), так и на ее обитателей.

Проблема использования изношенных шин имеет также существенное экономическое значение, поскольку потребности хозяйства в природных ресурсах непрерывно растут. Последние становятся все более ограниченными, а их добыча – все более дорогостоящей.

В изношенных шинах содержится не только резина, свойства которой сравнительно близки к первоначальным, но и большие количества армирующих (текстильных и металлических) материалов. Использование этих материалов позволит значительно сэкономить ресурсы, а ликвидация свалок изношенных шин освободит значительные площади занимаемых ими земель.

Направления использования изношенных шин. Захоронение неиспользуемых изношенных шин – это, ничем не оправданное растранжиривание ценных сырьевых ресурсов;

в перспективе оно должно быть полностью исключено.

С целью обеспечения текущих потребностей в изношенных покрышках и сохранения их для переработки и использования в перспективе представляется целесообразным создания специальных пунктов (баз) по упорядоченному хранению целых и измельченных изношенных шин (что в известной степени реализуется в Германии). Эти пункты должны иметь огражденную территорию, бетонированную площадку для хранения шин с соблюдением всех требований пожарной безопасности и экологии.

Способы переработки и использования изношенных шин, не подлежащих восстановлению. Известные способы переработки и использования изношенных шин, непригодных для восстановления, в зависимости от характера изменений, претерпеваемых структурой резины, могут быть разделены на пять групп.

Использование целых покрышек и кусков покрышек. В США, ФРГ, Австралии, Японии, Новой Зеландии и ряде других стран из изношенных покрышек с целью повышения биопродуктивности моря созданы сотни искусственных нерестилищ. Существенным достоинством таких нерестилищ является то, что не происходит сколько – нибудь заметного загрязнения морской воды.

Поскольку физико – механические свойства резин в морской воде изменяются очень медленно, долговечность покрышек в ней достигает 1500 – 2000 лет. Из изношенных шин создают плавающие волнорезы.

Однако они отказывают при длительных и сильных волнениях, чувствительны к действию льда, трудны для ухода, их трудно опознать.

Для защиты от эрозии склоны берегов покрывают покрышками, засыпают землей и засеивают травой. При создании звукоизолирующих ограждений вдоль автострад у шин удаляют одну боковину, после чего их соединяют и заполняют землей. Усиливающая система из связанных шин значительно улучшает механические свойства грунта и соответствующих инженерных сооружений. Этот материал имеет ряд преимуществ перед стандартными материалами, например по стоимости, механическим свойствам и т. д.

В настоящее время во Франции построено более 250 инженерных сооружений из такого материала. Изношенные шины используют при строительстве дорог с легким торфяным грунтом, а также для других целей, например в качестве кранцев, цветочниц и т. д.

Создание в 1983г. на реке Мачара в г. Сухуми из изношенных шин опытного участка укрепления берега длиной 700 м позволило сэкономить 4,1 тыс. м3 стройматериалов (железобетона, лесоматериалов и др.) В 1990 г. с южной стороны пересыпи Григорьевского лимана (Черное море) была построена первая очередь комплекса берегозащитных сооружений, состоящего из подпорной стенки, двухъярусного армирующего ковра и Т-образных бонов, образующих затопленный волнолом прерывистого типа. Испытания штормами показали, что пористая и гибкая конструкция армирующего ковра обладает повышенными волногасящими свойствами, устойчивостью к волновым воздействиям, способностью улавливать, аккумулировать песчаный материал, взвешенный в прибойном потоке. Применение изношенных шин позволило вдвое снизить сметную стоимость берегозащитного комплекса по сравнению со стоимостью традиционного откосного варианта, сэкономить 1500 м3 бетона, 1600 м3 щебня и камня.

Из изношенных шин можно строить мосты через малые реки, ручьи и овраги, прокладывать водопропускные трубы под авто- и железнодорожными насыпями, создавать фильтрующие насыпи. Эти сооружения служат длительное время, а сроки и затраты на их строительство значительно меньше, чем на аналогичные сооружения из железобетона. Потребность целых изношенных шин для различного рода инженерных сооружений в отдельных странах, по-видимому, может колебаться от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч тонн в год, в зависимости от размера и характера территории, экономических предпосылок.

Получение резиновой крошки. В США, Западной Европе, Японии резиновую крошку получают из изношенных легковых, грузовых и автобусных шин с текстильным и металлическим кордом (в том числе из цельнометаллокордных шин). Дробление изношенных шин без вырезки или после вырезки из них бортовых колец производится при положительных температурах, а также криогенным способом с использованием в качестве хладагента жидкого азота. Наряду со стацорнарными установками используются и мобильные установки, измельчающие шины при положительных температурах или с применением жидкого азота непосредственно в местах их хранения, на свалках и т. д.

Криогенный процесс позволяет успешно разделять измельченные покрышки на составные компоненты – резину, металл и текстиль. Однако для этого необходимо либо наличие дорогостоящей установки по производству жидкого азота, либо приобретение последнего на стороне. В обоих случаях требуется создание внутризаводской системы транспортировки и хранения жидкого азота.

Существенным недостатком криогенной технологии является высокий расход энергии на производство жидкого азота (1,2 кВт*ч/кг).

Переработка целых шин при положительной температуре требует применения оборудования с высокоизносостойкими режущими элементами. При этом не гарантируется получение такой степени очистки металла от резины, которая позволила бы непосредственно использовать металл в металлургической промышленности. В случае покрышек с вырезаемыми бортовыми кольцами возникает проблема экономичного и эффективного отделение металла бортовых колец от резинотканевого материала.

К сожалению, отсутствуют данные, которые позволили бы оценить и экологическую эффективность применения. В России согласно ГОСТ 8407-89 подлежат сбору и переработке (в том числе с целью получения резиновой крошки) покрышки с текстильным кордом размерами 21.00 – включительно.

Существующее промышленное оборудование позволяет получать резиновую крошку при положительных температурах только из покрышек размера не более 320 – 508 (после вырезки из них колец). Переработка покрышек более крупных размеров (до 21.00 – 28 включительно) возможна только с большими затратами тяжелого ручного труда, покрышки сверхкрупногабаритные до сих пор не используются. В настоящее в РФ завершается разработка оборудования и технологии, позволяющих получать резиновую крошку из изношенных покрышек с текстильным и металлическим кордом при положительных температурах с существенно меньшими затратами энергии, разрабатывается также технология получения резиновой крошки из крупно- и сверхкрупногабаритных шин. В общем, следует признать, что наиболее доступным, универсальным и, очевидно, менее энергоемким способом производства резиновой крошки из изношенных шин является получение ее при положительных температурах.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 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.