Теоретичні засади забезпечення технологічних властивостей будівельних матеріалів для дерев'яного житлового будівництва
DOI:
https://doi.org/10.31359/2311-441X-2025-26-89-101Ключові слова:
обгоріла деревина, деревно-полімерні композити, поліетилентерефталат, утилізація, будівельні матеріали, пултрузія, екструзія, НВЧ-сушіння, реологічні властивостіАнотація
У статті йдеться про проблему зниження запасів якісної деревини та збільшення частки малоцінної деревини, що обмежує споживчі властивості. Особливу увагу приділено використанню залишків деревини після лісових пожеж як альтернативних джерел сировини для дерев’яного домобудівництва. В умовах зростання споживання деревини у світі та зменшення її якісних запасів, передбачається підхід до переробки пошкодженої деревини для створення композитних матеріалів.
Методом дослідження є розробка комплексного підходу до утилізації залишків деревини після лісових пожеж для виробництва конкурентоспроможних будівельних матеріалів із заданими експлуатаційними властивостями. У роботі визначено методологічні засади виробництва таких матеріалів.
Запропоновано технологію виготовлення композитів, що включає використання деревних частинок, сполучного та подрібнених полімерних відходів. Основна увага приділена методу пултрузії, який дозволяє формувати довгомірні профільовані вироби з постійною конфігурацією поперечного перерізу. Розглянуто особливості взаємодії деревини з термопластичними полімерними матрицями, а також вплив попередньої обробки волокон на міжфазну взаємодію компонентів.
Дослідження показали, що додавання антипіренів, таких як алюмохромфосфат, значно знижує горючість композитів, підвищуючи їхню безпеку.
Математичне моделювання процесів НВЧ-сушіння дозволило знайти оптимальні параметри установки для забезпечення рівномірної нагріву матеріалу. Використання НВЧ-енергії сприяє інтенсифікації процесів сушіння та підвищенню продуктивності.
Результати дослідження підтверджують доцільність використання залишків деревини після лісових пожеж та вторинного поліетилентерефталату (ПЕТ) для виробництва екологічно безпечних будівельних матеріалів із покращеними експлуатаційними властивостями. Це відкриває нові можливості для переробки сировини відповідно до сучасних екологічних вимог.
Посилання
1. Suska A. A. Ways to utilize wood remains after forest fires caused by war / A. A. Suska, V. I. Diakonov, O. S. Skrypnyk, O. V. Dyakonov, O. O. Borovenskyi // Science and technology: challenges, prospects and innovations. Proceedings of the 4th International scientific and practical conference. CPN Publishing Group. Osaka, Japan. 2024. Pp. 234-236. https://sci-conf.com.ua/wp-content/uploads/2024/11/science-and-technology-challenges- prospects-and-innovations-28-30.11.24.pdf (date of access: 27.04.2025).
2. Suska A. A. Production of energy-efficient solid biofuel from wood waste after forest fires caused by war / A. A. Suska , V. I. Diakonov ,O. S. Skrypnyk, O. O. Borovenskyi // Science and technology: challenges, prospects and innovations. Proceedings of the 4th International scientific and practical conference. CPN Publishing Group. Osaka, Japan. 2024. P. 30-32. https://sci-conf.com.ua/wp-content/uploads/2024/11/science-and-technology-challenges-prospects-and- innovations-28-30.11.24.pdf. (date of access: 27.04.2025).
3. Utilization of Fire-Impacted Timber: A Summary of a Survey of Mill Procurement Personnel and a Review of the Literature. Harberts Isaac C. et al. University Digital Conservancy: Home. URL: https://conservancy.umn.edu/items/678443d7-2cc1-4eb6-a2b3-eca97b993e45 (date of access: 24.11.2024).
4. Василюк О., Коломицев Г. К., Пархоменко В. Ліси у вогнях війни. Втрачено понад 1000 квадратних кілометрів – Ukraine War Environmental Consequences Work Group. Ukraine War Environmental Consequences Work Group – Seeking solutions through information sharing about the environmental impacts of the war. UWEC Work Group. URL: https://uwecworkgroup.info/uk/flames-of-war-how-ukraine-lost-over-1000- square-kilometers-of- forest/ (дата звернення: 24.11.2024).
5. G.A.O. Tiago, A. Mariquito, S. Martins-Dias, et al. The problem of polyethylene waste – Recent attempts for its mitigation. Science of the Total Environment. 2023. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.164629
6. Pavlo Lyutyy, Pavlo Bekhta and Galyna Ortynska. Lightweight Flat Pressed Wood Plastic Composites: Possibility of Manufacture and Properties. Drvna Industrija. 2018. 69 (1). P. 55-62.
7. Physicomechanical Properties of Sustainable Wood Plastic Composites of Tropical Sawdust and Thermoplastic Waste for Possible Utilization in the Wood Industry [Electronic resource] / Jude I. Duruaku [et al.] // Journal of Sustainable Bioenergy Systems. 2023. Vol. 13, no. 04. P. 149–171. https://doi.org/10.4236/jsbs.2023.134009 (date of access: 27.04.2025).
8. Pavlo Bekhta, Antonio Pizzi, Iryna Kusniak, Nataliya Bekhta, Orest Chernetskyi and Arif Nuryawan. A Comparative Study of Several Properties of Plywood Bonded with Virgin and Recycled LDPE Films. Materials. 2022, 15(14), 4942. doi:10.3390/ma15144942
9. Daniel Friedrich. Thermoforming of wood-plastic composites: a compolytics approach translating combined polymer and policy analyses into industrial design principles. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology. 2023. 124: 3533–3551. doi:10.1007/s00170-022-10760-9
10. Development of Wood Polymer Composites from Recycled Wood and Plastic Waste: Thermal and Mechanical Properties / S. G. Nukala et al. Journal of Composites Science. 2022. Vol. 6, no. 7. P. 194. URL: https://doi.org/10.3390/jcs6070194
11. A Critical Review on Wood-Based Polymer Composites: Processing, Properties, and Prospects / Manickam Ramesh [et al.] // Polymers. – 2022. – Vol. 14, no. 3. – P. 589. – Mode of access: https://doi.org/10.3390/polym14030589
12. Суска А.А., Д’яконов В.І., Дьяконов О.В. Пиріжок В.С. Створення композиційного матеріалу для домобудування та меблевих виробів/ Science and innovation of modern world. Proceedings of the 7th International scientific and practical conference. London, United Kingdom. 2023. Pp. 285-292.
13. Огрів Л.Ю., Ястрібінская A.B., Шаповалов І.В., Манушкіна Е. В. Композиційні матеріали з поліпшеними експлуатаційними характеристиками і підвищеною біостійкістью. Будівельні матеріали та вироби. 2003. №9. С. 24-26.
14. Юрченко В.В., Тимофеєва Л.А.. Плугін А.А. Методика експериментальних досліджень з розроблення складу і технології композиційного матеріалу із термопластичних полімерів і відходів деревини. Збірник наукових праць УкрДАЗТ, 2013, Вип. 138. С. 65-70.
15. Пат. 104089 Україна, МПК С10L Пат. 5/44. Паливний брикет / Дьяконов О.В., Д’яконов В.І., Полянський О.С., Хворост М.В., Білим П.А. – №201506879; заявл. 10.07.2015; опубл. 12.01.2016, Бюл. № 1. 2 с.
16. Пат. 132620 Україна, МПК В27L 11/00. Гнучка технологічна лінія виготовлення паливних брикетів із рослинних відходів з адаптером температури /Дьяконов О.В., Д’яконов В.І., Полянський О.С.. Грязнова С.А., Домбровська А.В. №201807056; заявл. 23.06.2018; опубл. 11.03.2019, Бюл. № 5. 9 c.
17. Вплив породи деревини і товщини термопластичної плівки вторинного поліетилену низької густини на фізичні властивості фанери / О. М. Чернецький та ін. Scientific Bu letin of UNFU. 2022. Т. 32, № 3. С. 73–78. URL: https://doi.org/10.36930/40320312.
