Smart composite in construction Smart composite in construction Умные композиты в строительстве 2782-1919 81164 10.52957/2782-1919-2024-5-1-19-30 Строительные материалы и изделия Construction materials and products Строительные материалы и изделия Influence of the share of wood filler and magnesite on the strength of composite Влияние древесного наполнителя и магнезита на прочность композиционного материала Сапунова Анастасия Александровна Sapunova Anastasiya Aleksandrovna krilovaaa@yandex.ru https://orcid.org/0000-0002-0953-0898 Титунин Андрей Александрович Titunin Andrey Aleksandrovich a_titunin@ksu.edu.ru

доктор технических наук;

doctor of technical sciences;

 Костромская государтвенная сельскохозяйственная академия Kostroma State Agricultural Academy Костромской государственный университет Кострома Россия Kostroma state University Kostroma Russian Federation 23 03 2024 23 03 2024 5 1 19 30 30 01 2024 06 03 2024 https://chemintech.ru/en/nauka/article/81164/view

В решении стратегических задач развития строительного комплекса важную роль играют исследования в области создания новых композиционных материалов, в том числе на основе магнезиального вяжущего и древесной стружки – отходов деревообрабатывающих производств. Различия в форме, размерах и фракционном составе стружки и щепы, которая используется при изготовлении материала-аналога (арболита), определяют необходимость обоснования состава основных компонентов смеси. В ходе экспериментальных исследований установлена взаимосвязь прочностных свойств древесно-минерального композита (ДМК) с долей древесного заполнителя в структуре материала. Выявлена особенность изменения прочности ДМК на сжатие и изгиб при увеличении массового содержания древесной стружки. С учетом интенсивности изменения показателей прочностных свойств, при разработке рационального состава ДМК рекомендовано поддерживать отношение древесная стружка : магнезиальное вяжущее на уровне 20 : 80.

Research in the field of creating new composite materials, including those based on magnesia binder and wood shavings – wood raw material - plays an important role in solving strategic tasks of construction complex development. Differences in the shape, size, and fractional composition of chips and wood shavings, which is used in the manufacture of the material-analogue (arbolite), determine the need to substantiate the composition of mixture main components. According the research, we obtained the relationship between the strength properties of wood-mineral composite (WMC) and the proportion of wood filler in the structure of the material. The study revealed relation of change in the compressive and bending strength indices of WMC with increasing mass content of wood shavings. It is recommended to maintain the ratio of wood shaving : magnesia binder at the level of 20 : 80, taking into account the intensity of strength properties change in the development of rational WMC composition.

 композиционный материал магнезит древесные отходы прочность при изгибе прочность при сжатии состав композита composite magnesite wood waste flexural strength compressive strength composite structure

В России будет обеспечено широкое внедрение многоэтажного деревянного домостроения // Минстрой России: [сайт]. 2022. URL: https://minstroyrf.gov.ru/press/v-rossii-budet-obespecheno-shirokoe-vnedrenie-mnogoetazhnogo-derevyannogo-domostroeniya/ (дата обращения 11.01.2024) Minstroy RF. (2022) In Russia will be ensured the wide introduction of multi-storey wooden house building [online]. Available at: https://minstroyrf.gov.ru/press/v-rossii-budet-obespecheno-shirokoe-vnedrenie-mnogoetazhnogo-derevyannogo-domostroeniya/ (accessed on 11.01.2024) (in Russian). Непростые времена для композитной отрасли или еще один шанс? // Композитный мир. 2022. № 4(101). С. 20-28. URL: https://tech-journals.ru/journals/tech/9669-kompozitnyy-mir-4-2022 (дата обращения 9.01.2024). Difficult times for the composite industry or one more chance? (2022) Kompozitnyj mir, 4(101), pp. 20-28 [online]. Available at: https://tech-journals.ru/journals/tech/9669-kompozitnyy-mir-4-2022.html (accessed on 9.01.2024) (in Russian). Ammari M.S., Belhadj B., Bederina M., Ferhat A., Quéneudec M. Contribution of hybrid fibers on the improvement of sand concrete properties: Barley straws treated with hot water and steel fibers // Construction and building materials. 2020. Vol. 233, no. 8. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.117374. Ammari, M.S., Belhadj, B., Bederina, M., Ferhat, A. & Quéneudec, M. (2020) Contribution of hybrid fibers on the improvement of sand concrete properties: Barley straws treated with hot water and steel fibers, Construction and Building Materials, 233(8). DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2019.117374. Halil T.S., Yasemin S. Mineral-bonded wood composites: An alternative building materials // Engineered Wood Products for Construction. 2021. 12 August. DOI: 10.5772/intechopen.98988. URL: https://www.intechopen.com/online-first/78047 Halil, T.S. & Yasemin, S. (2021) Mineral-Bonded Wood Composites: An Alternative Building Materials, Engineered Wood Products for Construction, 12 August [online]. Available at: https://www.intechopen.com/online-first/78047. DOI: 10.5772/intechopen.98988. Наназашвили И.Х. Строительные материалы из древесноцементной композиции. Санкт-Петербург: Стройиздат, 1990. 415 с. Nanazashvili, I.Kh. (1990) Building materials from wood-cement composition. St. Petersburg: Stroyizdat (in Russian). Прогноз научно-технологического развития России: 2030. Москва: Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики», 2014. 244 с. Forecast of scientific and technological development of Russia: 2030. (2014) Moscow: Nacional. issled. un-t «Vysh. shk. ekonomiki» (in Russian). Сеничев В.П., Осипов Ю.Р. Сырьевой потенциал Вологодской области для организации производства древесно-цементных композиционных материалов // Актуальные проблемы развития лесного комплекса: мат. междунар. науч.-практ. конф. (Вологда, 02–03 декабря 2014 года). Вологда: Изд-во Вологод. гос. ун-та. 2015. С. 126–128. Senichev, V.P. & Osipov, Y.R. (2015) Raw material potential of the Vologda Oblast to organize the production of wood-cement composite materials, Aktual'nye problemy razvitiya lesnogo kompleksa: mat. mezhdunar. nauch.-prakt. konf. (Vologda, 02–03 dekabrya 2014 goda). Vologda: Izd-vo Vologod. gos. un-ta, pp. 126-128 (in Russian). Титунин А.А., Зайцева К.В. Проектирование и производство строительных материалов из древесины. Комплексный подход. Кострома: Изд-во Костром. гос. технол. ун-та, 2009. 185 с. Titunin, A.A. & Zaitseva, K.V. (2009) Design and production of construction materials from wood. Complex approach. Kostroma: Izd-vo Kostrom. gos. tekhnol. un-ta (in Russian). Звездина Е.В., Трескова Н.В. Повышение водостойкости теплоизоляционных изделий на основе каустического доломита // Научно-практический интернет-журнал "Наука. Строительство. Образование". 2011. № 1. С. 13. URL: http://nso-journal.ru/public/journals/1/issues/2011/01/13.pdf (дата обращения: 11.01.2024). Zvezdina, E.V. & Treskova, N.V. (2011) Water resistance increase of the heat-insulating products on the basis of caustic dolomite, Nauchno-prakticheskij internet-zhurnal "Nauka. Stroitel'stvo. Obrazovanie", (1) [online]. Available at: http://nso-journal.ru/public/journals/1/issues/2011/01/13.pdf (accessed 11.01.2024) (in Russian). Aigbomian E.P., Mizi F. Development of wood-crete from hardwood and softwood sawdust // The Open Construction and Building Technology Journal. 2013. Vol. 7. Р. 108–117. DOI: 10.2174/1874836801307010108. Aigbomian, E.P. & Mizi, F. (2013) Development of Wood-Crete from Hardwood and Softwood Sawdust, The Open Construction and Building Technology Journal, (7), pp. 108-117. DOI: 10.2174/1874836801307010108. Jorge F.C., Pereira C., Ferreira J. Wood-cement composites: a review // European Journal of Wood and Wood Products. 2004. Vol. 62, no. 50. Р. 370–377. DOI: 10.1007/s00107-004-0501-2. Jorge, F.C., Pereira, C. & Ferreira, J. (2004) Wood-cement composites: a review, European Journal of Wood and Wood Products, 62(50), pp. 370–377. DOI: 10.1007/s00107-004-0501-2. Jami T., Karade S.R., Sing L.P. A Review of the Properties of Hemp Concrete for Green Building Applications // Journal of Cleaner Production. 2019. Vol. 239. DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.117852. Jami, T., Karade, S.R. & Sing, L.P. (2019) A Review of the Properties of Hemp concrete for green building applications, Journal of Cleaner Production, 239. DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.117852. Raheem A.A., Ikotun B.D. Incorporation of Agricultural Residurtes as Partial Substitution for Cement in Concrete and Mortar – A Review // Journal of Building Engineering. 2020. Vol. 31, no. 5. DOI: 10.1016/j.jobe.2020.101428 Raheem, A.A. & Ikotun, B.D. (2020) Incorporation of agricultural residurtes as partial substitution for cement in concrete and mortar – A review, Journal of Building Engineering, 31(5). DOI: 10.1016/j.jobe.2020.101428. Аминов Л.И., Сафин Р.Г. Расчет средних толщин прослоек связующего в композиционных материалах // Мат. междунар. науч.-технич. конф. «Композиционные материалы в авиастроении и народном хозяйстве», Казань, 2001. Казань: Изд-во Казан. гос. тех. ун-та. С. 32-39. Aminov, L.I. & Safin, R.G. (2001) Calculation of average thicknesses of binder layers in composite materials, Mat. mezhdunar. nauch.-tekhn. konf. «Kompozitsionnye materialy v aviastroenii i narodnom hozyajstve», Kazan', 2001. Kazan': Izd-vo Kazan. gos. tekhn. un-ta, pp. 32-39 (in Russian). СН 549-82. Инструкция по проектированию, изготовлению и применению конструкций и изделий из арболита // Госстрой СССР. М.: Стройиздат, 1983. 47 с. SN 549-82. Instruction for design, manufacture and application of structures and products from arbolite. (1983) Gosstroy of the USSR. Moscow: Stroyizdat (in Russian).