1

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего и профессионального образования "Воронежская государственная лесотехническая академия"

ТЕХНОЛОГИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

Методические указания для самостоятельной работы студентов заочного обучения специальности 260200 (250303) – Технология деревообработки

Воронеж 2007

2

УДК 674.8+691.542 (0765)

Мурзин, В.С. Технология композиционных материалов и изделий [Текст] : методические указания для самостоятельной работы студентов специальности 260200 (250303) – Технология деревообработки / В.С. Мурзин, О.В. Лавлинская ; Федер. агентство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2007. – 12 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ГОУ ВПО «ВГЛТА»

Мурзин Виктор Сергеевич Лавлинская Ольга Викторовна

ТЕХНОЛОГИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ Методические указания для самостоятельной работы студентов специальности 260200 (250303) – Технология деревообработки

Редактор Е.Н. Зяблова

Подписано в печать 00.00.2007. Формат 60x84 1/16. Объём 0,75 п.л. Усл. п.л. 0,7. Уч.-изд. 0,7 л.. Тираж 130 экз. Заказ № ГОУ ВПО «Воронежская государственная лесотехническая академия» РИО ГОУ ВПО «ВГЛТА». УОП ГОУ ВПО «ВГЛТА» 394613, г. Воронеж, ул. Тимирязева, 8

3

1. Введение

Учебным планом специальности 260200 (250303) – Технология деревообработки по специализации "Технология деревообработки" предусмотрено изучение курса "Технология композиционных материалов и изделий".

Программа курса включает изучение основных свойств минеральных вяжущих и технологии композиционных материалов и изделий на основе минеральных вяжущих и синтетического связующего и древесного наполнителя.

Широкая область применения в строительстве таких композиционных материалов, как цементно-стружечных, гипсостружечных, гипсовокнистых плит, арболита, фибролита, а также в машиностроении, лесной, горнорудной, строительной, мебельной промышленности изделий из масс древесных прессовочных и древесноклеевых композиций обуславливает важность изучения данной дисциплины.

В результате изучения данной дисциплины студенты должны знать основные свойства исходных материалов, технологию, физико-механические свойства и область применения готовой продукции.

2. Общие указания

Методические указания предназначены для студентов 6 курса заочного обучения. Учебным планом предусмотрена установочная сессия в объеме 2 часов в период летней сессии на 5 курсе, чтение лекций в объеме 12 часов в период зимней сессии на 6 курсе и проведение лабораторных занятий в объеме 18 часов.

На установочной сессии студенты получают общее представление о содержании курса, им выдаются настоящие методические указания и необходимая учебно-методическая литература. Во время зимней сессии на лекциях дается обзорный характер по основным свойствам исходных материалов и

4

технологическим процессам, физико-механическим свойствам композиционных материалов.

Лабораторные занятия посвящены изучению физико-химических свойств минеральных вяжущих свойств, получению некоторых плитных материалов и их испытанию.

В межсессионный период студенты выполняют две контрольные работы. Целью контрольных работ является углубленная проработка отдельных вопросов теоретического курса и разделов, выносимых на самостоятельное изучение.

Основной формой изучения теоретического курса является самостоятельная работа студентов-заочников с литературой в межсессионный период. При этом необходимо руководствоваться методическими указаниями по отдельным темам, изложенным ниже. Разъяснение по отдельным вопросам можно получить в письменной или устной форме, используя переписку, консультации в первую и третью субботу каждого месяца, групповые консультации перед экзаменом и личные контакты с преподавателями во время лекций и лабораторных занятий.

К экзаменам студенты допускаются только после получения зачета в зимнюю сессию.

3. Указания по разделам курса

3.1 Классификация древесных композиционных материалов и изделий Необходимо получить общее представление – что такое композиционный материал, понятие о матрице и наполнителе. Рассмотреть классифика-

цию композиционных материалов в зависимости от наполнителя, природы матрицы (синтетические полимеры, минеральные вяжущие, природные клеящие вещества), способа прессования, плотности композиционного материала и области применения.

5

3.2 Характеристика минеральных вяжущих и химических добавок Вяжущие вещества, воздушного и гидравлического твердения изуча-

ются с исходного сырья, технологии получения, физико-химических свойств, механизма твердения и области применения. Химические добавки с учетом их назначения. Необходимо получить общее представление о механизме образования древесно-минеральных материалов.

3.3 Технология плит на основе цемента и каустического магнезита При изучении физико-механических свойств цементно-стружечных

плит особое внимание обратить на возможность их использования в атмосферных условиях; при изучении технологического процесса – на создание специфических условий с учетом механизма твердения цемента. При изучении технологии плит на каустическом магнезите обратить особое внимание на возможность использования всего комплекса технологического оборудования, предназначенного для изготовления древесно-стружечных плит.

3.4 Технология арболита Необходимо знать основные свойства арболита, сырьевые материалы

для арболита, подготовку древесного сырья. Способы формования изделий: прессование в формах, трамбование, послойная укладка роликами, вибрация с пригрузом. Особое внимание обратить на технологию силового вибропроката. Особенности технологии поризованного арболита. Атмосферостойкий арболит на шлакощелочном вяжущем.

3.5 Технология фибролита Физико-механические показатели свойств фибролита. Область приме-

нения фибролита. Подготовка древесного сырья, изготовление стружки. Минерализация древесной шерсти. Формирование заготовок, прессование плит, термообработка и сушка плит.

6

3.6 Технология других строительных материалов на основе цемента и каустического магнезита

Основные компоненты для изготовления ксилолита. Технология получения ксилолитовой смеси и укладки монолитных полов. Технология ксилолитовых плиток.

Опилкобетон, исходные материалы, технология получения изделий. Коробетон, исходные материалы, получение, область применения.

3.7 Технология композиционных материалов на основе гипса Физико-механические свойства, технология и область применения гип-

состружечных плит.

Физико-механические свойства, область применения. Технологический процесс получения волокна из древесного сырья и макулатуры. Технология гипсоволокнистых плит.

3.8 Технико-экономическая эффективность применения древесноминеральных материалов в строительстве

Эффективность применения арболита вместо круглого леса и кирпича в строительстве за счет снижения трудозатрат на строительство и эксплуатацию.

Эффективность применения цементно-стружечных плит вместо асбестоцементных и водостойкой фанеры.

3.9 Основные сведения о древесных пресс-массах (МДП)

Марки МДП в зависимости от вида древесного наполнителя, связующего и добавок, область применения. Вспомогательные материалы и модифицирующие добавки при изготовлении МДП.

7

3.10 Технология МДП Способ получения древесных пресс-масс из опилок с использованием

смесительных бегунов. Пропитка и сушка пресс-масс.

Технология получения МДП на пропиточно-сушильном агрегате (ПСА) конструкции ЦНИИФ.

3.11 Основные сведения о древесно-клеевых композициях (ДКК) и технологии их изготовления Исходное сырье и связующие, область применения ДКК. Технологиче-

ский процесс получения пресс масс и изготовления изделий из ДКК.

3.12 Физико-механические свойства изделий из МДП и ДКК Показатели физико-механических свойств изделий из МДП: плотность,

водопоглащение, предел прочности при статическом изгибе, твердость и другие. Показатели физико-механических свойств изделий из ДКК: плотность, разрушающее напряжение при статическом изгибе, твердость по Бринелю, водопоглащение, разбухание.

3.13 Методы изготовления изделий из древесно-полимерных композиций

Плоское, экструзионное и комбинированное формование. Прямое компрессионное и литьевое (трансфертное), область их применения. Непрерывный и периодический способ, однопозиционный и двухпозиционный способ формовки. Получение погонажных изделий в обогреваемом канале. Пульсирующее формование в канал-матрице между полуформами. Оборудование для переработки древесных пресс-масс.

3.14 Технологические свойства древесных пресс масс Насыпная плотность, текучесть, вязкопластические свойства, продол-

жительность отверждения, таблетируемость МДП, усадка изделий.

8

Способы определения указанных свойств, используемые приборы и оборудование.

3.15 Основные показатели режима прессования изделий из МДП и ДКК

Давление, температура и продолжительность процесса при прессовании деталей из МДП с прямым контуром и фигурным контуром. Режим прессования изделий из ДКК.

3.16 Область применения и экономическая эффективность изделий из древесных пресс масс Применения деталей и изделий из МДП в качестве заменителей дета-

лей из черных и цветных металлов в машиностроении. Экономическая эффективность применения деталей и изделий из МДП.

Область применения и экономическая эффективность деталей и изделий из ДКК на мебельном и тарном производстве.

3.17 Технология пластиков из измельченной древесины без применения связующего

Общие сведения. Теоретические основы получения пластиков без применения связующего. Одностадийный метод получение пьезотермопластиков. Получение пластиков из гидролизованных опилок. Лигноуглеводные пластики.

3.18 Брикетирование древесных отходов Общие сведения о древесных брикетах. Подготовка древесных отходов

для брикетирования. Технология брикетирования с использованием матричных, поршневых и шнековых прессов. Особенности технологии брикетирования коры.

9

3.19 Охрана окружающей среды при производстве композиционных материалов и изделий

Источники загрязнения атмосферы цеха и окружающей среды при производстве древесно-минеральных материалов и изделий и меры по снижению выбросов в атмосферу цементной, древесной и шлифовальной пыли.

Вторичная очистка пыли от циклонов. Мокрая и сухая очистка пыли электрофильтры и ротоклоны. Способы очистки сточных вод и газообразующих компонентов при производстве композиционных изделий с использованием карбамидоформальдегидных и фенолформальдегидных смол. Биологическая очистка, окисление, реакции смолообразования, термическое сжигание, адсорбция сточных вод и отработанных газов.

4.Лабораторные работы выполняются по следующим темам

1.Определение нормальной густоты и сроков схватывания цементного

игипсового теста.

2.Определение марки цемента.

3.Определение марки гипса строительного.

4.Изготовление гипсостружечных плит (ГСП).

5.Изготовление цементно-стружечных плит (ЦСП).

6.Испытание физико-механических свойств ГСП, ЦСП и других композиционных материалов.

5.Контрольные работы

Всоответствии с учебным планом выполняются контрольные работы, задания по которым приведены в таблице 1.

Варианты задания определяются двумя последними цифрами в зачетке. При написании контрольных работ необходимо использовать литературу,

10

имеющуюся в библиотеке. Текст иллюстрировать схемами, поясняющими устройство и принцип работы оборудования.