Tooraine ehitusmaterjalide tootmiseks. Looduslikud kivimaterjalid. Puit ehitusmaterjalina Metsa tooraine ehitusmaterjalide esitluse tootmiseks

Tooraine ehitusmaterjalide tootmiseks Valgevenes

Valgevenes esindavad seda tüüpi mineraalset toorainet arvukad ja mitmekesised liiva ja liiva-kruusa segude, savide, karbonaatkivimite, kipsi, aga ka loodusliku ehituskivi maardlad. Vaatamata seda tüüpi tooraine suhtelisele odavusele ei saa selle tähtsust riigi kaasaegses majanduses üle hinnata.

Liivad on Valgevenes laialt levinud. Liivamaardlad piirduvad kvaternaari kihtidega, harvemini - paleogeeni ja neogeeni ladestustega. Need on reeglina vesi-liustiku- ja järveloodse päritoluga; Riigi lõunaosas leidub ka eolilist päritolu liivasid. Liiva kasutatakse nii looduslikus olekus kui ka pärast rikastamist betooni, mörtide tootmiseks, klaasitööstuses ja valukodades.

Ehitus- ja silikaatliivade toormebaasis on ligikaudu 80 maardlat (varud kokku ca 350 mln m3), mis asuvad üle riigi. Liivad esinevad pinnal või selle lähedal erineva suurusega läätsekujuliste või lehetaoliste ladestustena. Üksikmaardlate paksus ulatub 15 m. Ehitusliiva maardlad piirduvad saarte, lagendike ja jõeterrassidega. Arendamisel on enam kui 35 valdkonda. Aastane toodang on 7-8 miljonit m3.

Gomeli oblastis Zhlobini (Tšetvernja maardla) ja Dobrushi (Lenino) rajoonides on tuvastatud vormiliiva leiukohti. Tšetvernja maardlat kasutavad Zhlobini karjääri juhtkond ning Lenino-Gomeli kaevandus- ja töötlemistehas. Aastas kaevandatakse umbes 0,6 miljonit m3 valuliiva.

Klaasliiva leiukohti on uuritud Gomeli (Loevskoje) ja Bresti (Gorodnoje) piirkonnas. Nende koguvaru on 15 miljonit m3. Klaasiliivad sobivad akna- ja konteinerklaasi tootmiseks.

Liiva-kruusa segusid seostatakse moreeni ja harvem loopealsete ladestumisega. Valgevene põhja- ja keskosas on liiva- ja kruusamaterjali maardlad laialt levinud. Tavaliselt on need väikesed (kuni 50 hektarit). Tootmiskihtide paksus on 1-3 kuni 10-20 m. Granulomeetriline koostis on muutuv. Põhikomponentide sisaldus varieerub järgmiselt: veeris - 0 kuni 55%, kruus - 5-10 kuni 75, liiv - 5-10 kuni 75, saviosakesed - kuni 5-7%. Uuritud on 136 maardlat koguvaruga üle 700 miljoni m3; Kasutatakse 82 välja. Aastas kaevandatakse umbes 3 miljonit m3 liiva- ja kruusamaterjale. Neid kasutatakse peamiselt betooni ja mörtide valmistamiseks.

Savi on toorainebaas jämekeraamika, kergtäitematerjalide tootmisel ning neid kasutatakse ka olulise komponendina erinevat tüüpi tsemendi tootmisel. Madalsulavate savide maardlad on seotud peamiselt kvaternaari ladestustega, tulekindlate savide maardlad aga oligotseeni ja pliotseeni kihistudega, mis on levinud Valgevene lõunaosas.

Uuritud on üle 210 sulava savi maardla, mille koguvarud on umbes 200 miljonit m3. Arendamisel on üle 100 000 maardla ning aastas kaevandatakse 2,5-3,5 miljonit m3 toorainet. Samuti on uuritud 9 maardlat agloporiidi ja paisutatud savi tootmiseks koguvarudega ca 60 mln m3. Nendest on ekspluateeritud 6 põldu (toodang 0,6 mln m3). Tsemendi tootmiseks mõeldud savikivimivarud on üle 110 miljoni m3.

Tulekindlate savide toorainebaasis on 6 maardlat, mille koguvaru A+B+Cj kategooriates on üle 50 mln m3. Maardlaid esindavad lehttaolised ladestused paksusega 1,5–15 m Nende tekkesügavus ei ületa 7–8 m Tulekindlate savide aastatoodang on 0,4–1 mln m3.

Valgevene tööstuslikult väärtuslike saviste kivimite rühma kuuluvad ka kristalse aluskorra Mikaševitši-Žitkovitši eendis tuvastatud kaoliinid. Need on graniidist gneisside ja gneisside murenemise tooted. Kaoliinid on tavaliselt helehallid ja valged, vilgulised, hüdromika ja montmorilloniidi seguga. Tuvastatud on 4 hoiust. Maardlad on mantlikujulised, nende keskmine paksus on 10 m, sügavus varieerub 13-35 m Prognoositud varuks on hinnanguliselt ligi 27 miljonit tonni Kaoliinid sisaldavad suurenenud koguses värvivaid raudoksiide. Need sobivad portselanist ja savist toodete valmistamiseks, mis ei nõua kõrget valgesust, samuti šamotttoodete valmistamiseks.

Karbonaatkivimeid, mida kasutatakse peamiselt tsemendi ja lubja tootmiseks, esindavad hiliskriidiajastul esinevad kriit ja merglid. Neid leidub nii aluspõhja kivimites kui ka liustiku äärmuslikes kohtades. Nende madala esinemisala piirkondades on uuritud mitmeid maardlaid, peamiselt Mogiljovi oblasti Kritševski, Klimovitšski, Kostjukovitšski ja Tšerikovski rajoonides, Grodno oblastis Volkovõski ja Grodno rajoonis. Mõnda neist (näiteks Kritševskoje) esindab kirjakriit, teisi (Kommunarskoje) mergel ja teisi (Kamenka) mergel ja kirjutuskriit. Tootmiskihi paksus põldudel kõigub 10-20-50 m katusesügavusega 1-25 m CaCO3 sisaldus on vahemikus 65% merglides kuni 98% kriidis.

Tsemenditööstuse toormebaasis on 15 maardlat, mille A+B+Cj kategooria karbonaatsete kivimite koguvaru on 720 miljonit tonni. Arendamisel on 8 maardlat, mille baasil Vabariiklik Ühtne Ettevõte "Volkovyskcementoshifer" ja "Krichevcementoshifer" " tegutsevad, aga ka Valgevene tsemenditehas, mis arendab Kommunarskoe sünnikoha merglivarusid. Valgevene tsemenditööstus on pikaajaliselt varustatud karbonaattoorainega.

Lubja tootmise toorainebaas põhineb kirjutuskriidi kasutamisel. Riigis on selle maavara maardlaid 33, mille koguvarud A+B+Cj kategooriates on ligikaudu 210 miljonit tonni.Kasutatakse 6 maardlat.

Kips platvormkorpuses on Valgevenes tuntud juba pikka aega; seda leidub kihtide, kihtide, vahekihtide, soonte ja pesadena Kesk-, Ülem-Devoni ja Alam-Permi ladestustel. Pripjati nõgu läänes asuvate ülem-devoni famenni staadiumi lademete hulgas tuvastati suhteliselt madalad (167-460 m) paksused kipsikihid. Need on piiratud kõrgendatud kristalse keldriplokiga ja moodustavad Brinevskoje kipsimaardla. Siia paigaldatakse kuni 14 kipsi kihti, mis on ühendatud neljaks horisondiks. Kipsihorisontide paksus jääb vahemikku 1-3 kuni 46 m. ​​Nende alumises osas on näha paksu kipsanhüdriidi ja anhüdriitkivimi läätsi. Kipsi sisaldus produktiivsetes koosseisudes varieerub vahemikus 37 kuni 95%. Kategooriates Cj+C2 on kipsivarud 340 mln tonni, anhüdriit - 140 mln tonni Aastas on võimalik korraldada 1 mln tonni kipsi kaevandamist.

Looduslikku ehituskivi Valgevene territooriumil esindavad mitmesugused kristalsed aluskivimid (graniidid, granodioriidid, dioriidid, migmatiidid jne). Bresti oblastis on uuritud kahte ehituskivimaardlat (Mikashevitši ja Sitnitsa), Gomeli piirkonnas - ehituskivimaardlat (Gluškevitši, Krestjanskaja Niva ala) ja kattematerjalide maardlat (Nadeždi karjäär). Suurim neist on Mikaševitši maardla. Siinne ehituskivi asub 8–41 m sügavusel.Mineraale esindavad dioriidid, granodioriidid ja graniidid. A+B+Cj kategooria kivi algvaru oli 168 mln m3. Maardlat kasutatakse avakaevandamise teel; Karjääri sügavus on ca 120 m. Arendamisel on ka Gluškevitši maardla. Mikaševitši maardlas on kivi aastane toodang umbes 3,5 miljonit m3, killustikku 5,5 miljonit m3, Gluškevitši maardlas - vastavalt 0,1 miljonit m3 ja 0,2 miljonit m3.

Nadeždõ karjääri eesmise kivimaardla juures esindavad produktiivset kihti hallid ja tumehallid migmatiidid, millel on head dekoratiivsed omadused. Maavaramaardlate sügavus ulatub mitmekümnest sentimeetrist kuni 7 meetrini; Toorainevarud on siin 3,3 mln m3.

Riigil on väljavaateid suurendada ehituskivi tootmismahtu Mikaševitši maardla baasil teise ettevõtte ehitamise kaudu, samuti laiendada Nadeždi karjääri maardla vooderdismaterjalide tootmismahtu. Teatud tüüpi looduslikku ehituskivi saab kasutada kivivalamiseks ja mineraalkiudude tootmiseks. Sellega seoses on eriti huvitavad Mikaševitši maardla metadiabaasid.

Bibliograafia

Selle töö ettevalmistamiseks kasutati objekti materjale

Ehitusmaterjalide, -toodete ja -konstruktsioonide kulud moodustavad 50-70% ehitusmaksumusest. Sellepärast on nii oluline teada, kuidas kulusid minimeerida. Seda saab teha kaasaegsete ressursse ja energiat säästvate tehnoloogiate, kohalike toorainete ja tööstusjäätmete kasutamisega. Samal ajal on nõutava kvaliteedi tagamiseks vajalikud materjalid, tooted ja struktuurid.

Ehitusmaterjalid – hoonete ja rajatiste ehitamisel ja remondil kasutatavad looduslikud ja tehislikud materjalid ja tooted. Olemas on üld- ja eriotstarbelised ehitusmaterjalid.

Valitakse järgmised klassifitseerimiskriteeriumid: ehitusmaterjalide tööstuslik otstarve, tooraine tüüp, peamine kvaliteedinäitaja, näiteks nende kaal, tugevus ja muud. Praegu arvestatakse klassifikatsioonis ka funktsionaalset otstarvet, näiteks soojusisolatsioonimaterjalid, akustilised materjalid ja muud, lisaks jagatakse gruppidesse toorme alusel - keraamika, polümeer, metall jne. Üks osa materjalidest rühmitatakse rühmad on klassifitseeritud looduslikeks ja teine ​​osa neist on kunstlik.

Iga materjalirühm või nende üksikud esindajad tööstuses vastavad teatud tööstusharudele, näiteks tsemenditööstus, klaasitööstus jne ning nende tööstusharude süsteemne arendamine tagab ehitusplaanide elluviimise.

Loomulik või looduslikud ehitusmaterjalid ja tooted saadakse otse maa sisikonnast või metsaalade töötlemisel „tööstuslikuks puiduks”. Nendele materjalidele antakse teatud kuju ja ratsionaalsed mõõtmed, kuid nende sisemist struktuuri ja koostist, näiteks keemilist, ei muudeta. Teistest looduslikest materjalidest sagedamini kasutatakse metsa (puitu) ja kivimaterjale ja tooteid. Lisaks neile saab valmis kujul või lihtsa töötlusega bituumenit ja asfalti, osokeriiti, kaseiini, kir, mõningaid taimset päritolu tooteid, nagu põhk, pilliroog, broom, turvas, kestad jne või loomseid saadusi. , nagu vill, kollageen, Bonni veri jne Kõiki neid looduslikke tooteid kasutatakse suhteliselt väikestes kogustes ka ehituses, kuigi põhiliseks jäävad metsa- ja looduskivimaterjalid ja -tooted.

Kunstlikke ehitusmaterjale ja tooteid toodetakse peamiselt looduslikust toorainest, harvem tööstuse, põllumajanduse kõrvalsaadustest või kunstlikult saadud toorainest. Valmistatud ehitusmaterjalid erinevad algsest looduslikust toorainest nii struktuuri kui ka keemilise koostise poolest, mis on seotud tooraine radikaalse töötlemisega tehases, kasutades selleks spetsiaalseid seadmeid ja energiakulusid. Tehase töötlemisel kasutatakse orgaanilist (puit, õli, gaas jne) ja anorgaanilist (mineraalid, kivi, maagid, räbu jne) toorainet, mis võimaldab saada mitmekesist ehituses kasutatavat materjali. Üksikute materjaliliikide koostises, sisestruktuuris ja kvaliteedis on suuri erinevusi, kuid need on ka omavahel seotud ühtse materjalisüsteemi elementidena.

LK 3

2. loeng erialal “Ehitusmaterjalid” 1. kursusel (bakalaureusekraad)

Teema. Tooraine ehitusmaterjalide tootmiseks. Looduslikud kivimaterjalid

1. Looduslik toorainebaas ehitusmaterjalide tootmiseks ja kalapüük

Kõigi anorgaaniliste ehitusmaterjalide (kivi ja metallid) valmistamise tooraineks on kivimid.

Kivimitest ehitusmaterjale saab hankida kahel viisil: mehaaniline töötlemine ja keemiline töötlemine (kõige sagedamini röstimine).

Looduslikud kivimaterjalid ehituses on kivid, mis on saadud kivimite mehaanilisel töötlemisel - purustamine, saagimine, lõhestamine, tekstureeritud pinnatöötlus. Looduslikud kivimaterjalid säilitavad kivimi struktuuri. Mõned looduse enda hävitatud kivimid võivad olla valmis ehitusmaterjalid (liiv, kruus jne).

Kivivalutooted valmistatakse kivi sulatamisel ja seejärel sulatise valamisel vormidesse. Kivivalu tehnoloogiat nimetatakse petrurgiaks (sõna "petr" tähendab kivi). Petrurgiat kasutatakse mittepoorsete kivitoodete või keeruka kujuga toodete valmistamiseks.

Kivimite keemilisel töötlemisel saadakse selliseid üldlevinud materjale (sideaineid) nagu lubi, tsement, ehituskips jne. Üks kaevandamiseks kõige kättesaadavamaid kivimeid, savi, on iidsetest aegadest peale keemiliselt töödeldud ja põletatud. Teatavasti valmistatakse savist telliseid ja keraamikat, sealhulgas ehitustooteid.

Metalle saadakse ka kivimitest, mida nimetatakse maagideks. Maak on kivim, mis sisaldab märkimisväärset protsenti metalli. Samas peab sellisest kivimist metalli eraldamine olema tehnoloogiliselt vastuvõetav ja majanduslikult otstarbekas. Näiteks vabas olekus raudoksiide sisaldavad maagid on metallurgia peamised toorained. Kuid laialt levinud kivimeid, mida nimetatakse ferromagneesiasilikaatideks, ei kasutata raua ega magneesiumi ekstraheerimiseks. Need sisaldavad vähesel määral metalli ning selle kivist eraldamine on keeruline ja kulukas.

Kivimiteks võib liigitada ka orgaaniliste materjalide peamisteks tooraineteks naftat ja kivisütt. Naftast ja kivisöest toodetakse katusematerjalideks ja teedeehituseks kasutatavat bituumenit ja tõrva. Ehitusplasti tootmiseks kasutatakse nafta ja söe töötlemise tooteid

Vanim orgaanilise päritoluga ehitusmaterjal on puit. Puidu mehaanilisel töötlemisel saadakse materjale, mis säilitavad selle struktuuri. Need ei ole ainult tuntud palgid ja lauad, vaid ka näiteks dekoratiiv- ja viimistlusmaterjalid - väärtuslikest puiduliikidest valmistatud spoon.

2. Teisesed toorained ehitusmaterjalide tootmisel ja kalapüük

Koos looduslike toorainetega kasutatakse ehitusmaterjalide tootmisel nn tehisjäätmeid. Tööstus toodab oluliselt vähem valmistooteid, kui tarbib toorainet. Näiteks 1 tonni malmi tootmiseks kulub 1,5... 2 tonni toorainet. Seega 0,5... 1 t on tootmisjäätmed.

Inimtekkelised jäätmed võivad sisaldada gaasilisi, vedelaid ja tahkeid tooteid. Paljud neist saastavad õhku ja vett. Teatavasti hakati ohtlike jäätmete püüdmist ja neutraliseerimist teostama alles seoses tööstuse kiire arenguga 19. sajandi lõpus ja 20. sajandi alguses. See probleem ei ole veel täielikult lahendatud.

Tehnogeenseid jäätmeid, sealhulgas tööstusliku reovee puhastamisel tekkivaid jäätmeid, gaasi- ja tolmuheitmeid saab taaskasutada toorainena samas või teises tootmises. Tööstusjäätmeid tarbivatest tööstusharudest on kõige intensiivsem ehitusmaterjalide tööstus. On kindlaks tehtud, et tööstusjäätmete kasutamisega saab katta kuni 40% ehitusvajadusest tooraine järele. Tööstusjäätmete kasutamine võimaldab vähendada ehitusmaterjalide tootmise omahinda 10...30% võrreldes nende looduslikust toorainest tootmisega. Lisaks saab tööstusjäätmetest luua uusi kõrgete tehniliste ja majanduslike näitajatega ehitusmaterjale.

Jäätmeid on mugav liigitada tegevusalade kaupa.

Mustmetallurgia räbu. Nende hulgas on ehitustööstuse jaoks kõige olulisem kõrgahjuräbu, mis on kõrgahjudes raua sulatamise kõrvalsaadus. Nagu teada, sulatatakse maak kõrgahjus. Sulatus on jagatud kaheks kihiks: alt metall ja üleval räbu. Seega on räbu sulakivi. Metallurgiapiirkondades hõivavad tahkestunud räbu puistangud palju kasutatavat maad (räbusaagis on umbes 0,5 tonni malmi tonni kohta). Ehitustööstus tarbib nii monoliitset räbu pärast killustikku purustamist kui ka spetsiaalselt valmistatud granuleeritud räbu. Lihtsaim granuleerimismeetod on kuiv: suurelt kõrguselt voolab õhuke sularäbu vool, mis jaguneb tilkadeks, mis tahkuvad ja moodustavad räbu graanulid. Samuti on olemas märg- ja poolkuivgranuleerimismeetodid. Granuleerimise eesmärk on saada mittekristalliseerunud (amorfne, klaasjas) kivi, mis on keemiliselt aktiivsem kui puistangutes kristalliseerunud räbu. Graanulid jahvatatakse pulbriks ja kasutatakse tsemendi tootmisel. Jäätmeräbu purustamisel saadud killustikku kasutatakse betooni täiteainena. Kergbetooni jaoks valmistatakse räbupimsskivi ja poorset räbu. Räbupimsskivi valmistamise põhiolemus seisneb selles, et sularäbu, mille temperatuur on umbes 1300ºC, töödeldakse külma veega. Vee hetkelise aurustumise ja sellega kaasneva räbu kiire jahtumise tõttu suureneb räbu viskoossus. Aurumullid ei saa jagu sulandi plastiliselt viskoossest olekust, jäävad sellesse kinni ja paisutavad. Tulemuseks on kerge poorne materjal, mis meenutab looduslikku pimsskivi.

Muda metallurgia- ja keemiatööstuses mitmesuguste materjalide vedelal töötlemisel saadud settesuspensioonide üldnimetus. Näiteks nefeliinist alumiiniumoksiidi tootmisel ( Al2O3 ) tulemuseks on valget sisaldav muda Ca 2 SiO 4 . Beliit on portlandtsemendi osa, seega kasutatakse beliiti muda sideainete tootmisel. Alumiiniumi savist happetöötluse abil väljapesmisel tekib rikas muda SiO2 (sishtof), mida kasutatakse ka tsemendi lisandina.

Toodud mudanäited on värvilise hüdrometallurgia jäätmed. Muda tekib ka paljudes teistes tööstusharudes. Näiteks tselluloosi- ja paberitööstuses tekib mehaanilisel reoveepuhastusel tselluloosikiude ja kaoliiniosakesi sisaldav muda, mida saab kasutada ka ehitusmaterjalide tootmisel. Maakide flotatsiooniga rikastamisel tekivad ka lobrid (flotatsioonijäägid), mis sisaldavad nn jäätmekivimit (nimetus on vastupidine kontsentraadile, mis sisaldab pärast rikastamist palju metalli). Ehitajate jaoks on “jääkkivi” killustik, mida saab kasutada põletamata materjalide tootmisel.

Soojuselektrijaamade tuhk ja räbu (TPP)tahke kütuse põletamisel tekkivad mineraalsed jäägid. Üks keskmise võimsusega soojuselektrijaam juhib aastas prügimäele umbes 1 miljon tonni tuhka ja räbu. Kütusetuhk ja räbu sisaldavad kõiki ehituskivimaterjalides esinevaid seotud või vabu oksiide. Seetõttu saab neid kasutada peaaegu kõigi ehitusmaterjalide ja -toodete tootmisel.

Ülekoormamineerinevate maavarade avakaevandamise jäätmed (karjäärides). See, nagu öeldakse, on kuni 3 miljardit tonni aastas (kogu riigi kohta) samu kive, s.o. ehitusmaterjalitööstusele sisuliselt ammendamatu allikas.

Puidujäätmed, mis tekib raieplatsidel, saeveskites, mööbli valmistamisel, s.o. puidu mehaanilisel töötlemisel umbes 500 miljonit m aastas 3 . Sellest tohutust jäätmekogusest kulub vaid 1/6 ehitusmaterjalitööstuses (nagu ka tselluloosi- ja paberitööstuses). Ehitusmaterjalide tootmiseks kasutatakse hakkepuitu, laaste ja saepuru. Suured saeveski jäätmed (näiteks plaat) ja raieplatsidelt pärit puit purustatakse ning kasutatakse täiteainena puitlaastplaadis, puitkiudplaadis, puitkiudplaadis, puitbetoonis ja muudes sideainetes.

Siin on loetletud vaid mõned SM-i tootmisel kasutatavad jäätmeliigid. Inimtekkeliste jäätmete kasutamine on kõigi ressursse säästvate tehnoloogiate lahutamatu osa. Jäätmete kasutamisel paraneb keskkond reeglina prügilate, prügilate ning kahjulike heitvee ja gaaside heitkoguste vähendamise kaudu.

Kõik järgnevad loengud, välja arvatud metallid, kohandati esimese kursusega ainult lugemise käigus. Meie õpiku esimese peatüki materjale (Andreev et al. Materials Science) siin ei korrata.

Riiklik õppeasutus
erialane kõrgharidus
"Peterburi osariik
Tehnika- ja Majandusülikool"

ABSTRAKTNE

Distsipliini järgi:

"Ehitusmaterjalid"

"Metsamaterjalid"

Lõpetanud: Bozhko A.V.
3. kursuse üliõpilane
Õpetaja: Konovalov V.F.
Ametikoht: Ph.D. tehniline Teadused, dotsent
Hinnang:__________________Kuupäev_____ ___________
Allkiri:_______________________ ___________

Peterburi
2012

Puidu struktuur

Puit on üks vanimaid ehitusmaterjale. Sellest ei valmistata mitte ainult mitmesuguseid konstruktsioonielemente

Puit on tooraine viimistlusmaterjalide, puitkiudplaatide, puitkiudplaatide ja puitlaastplaatide tootmiseks, mööbli ja parketi tootmiseks. Puidu laialdast kasutamist soodustavad sellised positiivsed omadused nagu kõrge tugevus väikese kaaluga, madal soojusjuhtivus ja lihtsus töödelda. Puidu puudused on järgmised: struktuuri heterogeensus, mis põhjustab erinevaid tugevuse ja soojusjuhtivuse näitajaid piki kiudu ja risti, vastuvõtlikkus mädanemisele, süttivus ja kerge süttivus, kõrge hügroskoopsus, erinevate defektide olemasolu (sõlmed, praod, ristkivi). , tüve kõverus, keerdumine jne).

Kaasaegses tööstusehituses on metsamaterjalidel teiste ehitusmaterjalide seas oluline koht. Neid kasutatakse hoonete ja rajatiste kande- ja piirdepuitkonstruktsioonide, tisleritoodete, raketiste, tellingute, liiprite jms valmistamiseks. Lisaks kasutatakse puidujäätmeid (laastud, saepuru, oksad, tahvlid, liistud) laialdaselt puitbetooni, puitkiudplaadi, ksüloliidi, puittsemendi, puitkiud- ja puitlaastplaatide tootmiseks. Metsamaterjalide laialdast kasutamist ehituses seletatakse peamiselt mitmete positiivsete omaduste olemasoluga. Neil on kõrge tugevus, madal keskmine tihedus, lihtne töödelda, kõrge külmakindlus ja vastupidavus soolade, leeliste ja orgaaniliste hapete lahustele.
Puit koosneb elavatest ja surnud rakkudest, mis on erineva kuju, suurusega ja täidavad erinevaid funktsioone. Puit sisaldab juhtivaid, mehaanilisi ja salvestusrakke. Juhtrakud kannavad toitaineid juurtest okstele ja lehtedele. Need on nn anumad (lehtpuidu puhul) ja trahheidid (okaspuudel). Mehaanilised rakud on piklikud, neil on paksud seinad ja kitsad sisemised õõnsused. Lehtpuidus täidavad mehaaniliste rakkude ülesandeid nn libriform (spindlikujulised rakud), okaspuidus - hilise puidu trahheidid. Säilitusrakud säilitavad toitaineid ja edastavad need horisontaalsuunas elusrakkudesse. Neid leidub peamiselt medullaarsetes kiirtes. Igal puidul elaval rakul on rakumembraan ja selle sees protoplasma, rakumahl ja tuum.
Kõigi liikide puidu keemiline koostis sisaldab keskmiselt 49,5% süsinikku, 6,3% vesinikku, 44,1% hapnikku, 0,1% lämmastikku. Rakumembraanid moodustavad umbes 95% massist.
Karpide põhikomponendid on tselluloos (43...56%) ja ligniin (19...30%). Ülejäänud kestad hõivavad hemitselluloosid, pektiinained, mineraalsoolad, rasvad, eeterlikud õlid, alkaloidid, glükosiidid jne.
Eristatakse järgmisi tüve põhiosi (makrostruktuur): koor, niit, kambium, maltspuit, südamik, südamik, medullakiired ja aastased kihid.
Koor koosneb välimisest (koorik) ja sisemisest (floem) kihist. See kaitseb puitu temperatuuri ja mehaaniliste mõjude eest. Floeemi all on õhuke kambiumikiht, mis koosneb elusrakkudest. Kambiumile järgnev paks puidukiht koosneb paljudest õhukestest kontsentrilistest kihtidest, mille sisemist osa nimetatakse südamikuks ja perifeerset osa nimetatakse maltspuiduks. On liike, nagu kask, vaher, lepp jt, millel puudub südamik. Selliseid liike nimetatakse maltspuuks. Nende tunnuste alusel jaotatakse kõik puuliigid südapuiduks (südamiku ja maltspuit), maltspuuks (südamikuta, ainult maltspuit) ja puitpuuks (selgelt määratlemata südamikuga – küps puit ja maltspuit).
Kõik puuliigid liigitatakse okas- ja lehtpuuliikideks. Ehituses on kõige enam levinud okaspuuliigid. Nende hulka kuuluvad mänd, kuusk, nulg, lehis ja seeder. Viimastel aastatel on kapitaalehituse mahu olulise kasvu tõttu hakatud tööstuses üha enam kasutama lehtpuuliike nagu tamm, pöök, kask, haab, pärn, sarvik, lepp, jalakas jne.

2. Puidu omadused

Puidu peamised omadused jagunevad füüsikalisteks ja mehaanilisteks. Puidu füüsikalisi omadusi iseloomustavad värvus, läige, tekstuur, tihedus, hügroskoopsus jne. Puidu mehaanilisi omadusi iseloomustavad tugevus- ja deformatsiooninäitajad erinevates pingeseisundites (surve-, tõmbe-, painde-, nihketugevus, elastsus ja nihkemoodul) , roomamine, kokkutõmbumine jne).
Puidu füüsikalised omadused. Vaatleme neid puidu füüsikalisi omadusi, mis on ehitustööstuse jaoks kõige olulisemad.
Puidu niiskusesisaldus mõjutab oluliselt selle omadusi. Puit sisaldab vaba (rakuõõntes) ja seotud (rakumembraanides) niiskust.
Täielik (kui kogu siduv niiskus on eemaldatud) kokkutõmbumine on puutujasuunas erinevate puiduliikide puhul b... 10% ja radiaalsuunas 3...5%, piki kiudu 0,1...0,3%, kokku. mahukahanemine on ligikaudu 12...15%. Kuivatamise (või niisutamise) radiaalse ja tangentsiaalse kokkutõmbumise väärtuste erinevuse tõttu täheldatakse puidu väändumist.
Puidu puistetihedus ehk keskmine tihedus sõltub selle niiskusesisaldusest ja pooride mahust. Puiduaine tihedus (erikaal) on kõikide liikide puhul sama (kuna nende keemiline koostis on sama) ja on ligikaudu 1,5. Puidu tihedus selles olevate õõnsuste tõttu on väiksem puitaine tihedusest ja varieerub suuresti sõltuvalt liigist, kasvutingimustest, puiduproovi asendist tüves jne.
Puidu mehaanilised omadused. Puidu kasutamisel konstruktsioonimaterjalina ja komposiitmaterjalide loomisel muutub vajalikuks arvestada puidu võimet vastu panna jõududele, s.o. selle mehaanilised omadused. Puidu mehaanilised omadused hõlmavad selle tugevust ja deformeeritavust, samuti mõningaid mehaanilise pingega seotud tööomadusi.

Puidu tugevus iseloomustab selle võimet taluda mehaaniliste koormuste mõjul hävimist. Selle mehaanilise omaduse indikaator on tõmbetugevus - maksimaalne pinge, mida materjal suudab taluda ilma hävitamiseta. Tõmbetugevus määratakse puiduproovide surve-, pinge-, painde-, nihke- ja (väga harva) väändekatsega. Puit on anisotroopne materjal, mistõttu määratakse tugevusnäitajad erinevates struktuurisuundades – piki ja risti kiudusid (radiaal- ja tangentsiaalne suund).

Puidu deformeeritavus on selle võime muuta oma suurust ja kuju jõu mõjul. Puidu deformeeritavuse näitajaks on elastsusmoodulid, põikdeformeeritavuse koefitsiendid, nihkemoodulid, pikaajalised elastsusmoodulid, roome, kokkutõmbumine jne.
Puitkonstruktsioonide elementide arvutamisel on vaja teada puidu mehaanilisi omadusi ning selle pinge- ja deformatsiooniseisundite analüütilist määramist. Paljusid spetsiifilisi probleeme lahendatakse materjalide elastsuse ja vastupidavuse teooria meetoditega.
Töö- ja tehnoloogilised omadused, mis avalduvad jõudude mõjul, on järgmised: kõvadus, löögitugevus, kulumiskindlus, kinnitusdetailide hoidmisvõime jne. Puit on oma mehaaniliste omaduste poolest anisotroopne materjal. Sellel on oluline erinevus tugevus- ja deformatsiooniomadustes erinevates konstruktsioonisuundades. Puidul on suurim tugevus ja jäikus piki tera ning kõige väiksem tugevus põikisuunas.
Puidu mehaanilised omadused sõltuvad selle niiskusesisaldusest. Kui puitu niisutada kuni rakuseina küllastumiseni, vähenevad kõik mehaanilised omadused järsult. Puidu niiskusesisalduse edasisel suurenemisel (üle 30%) jäävad mehaanilised omadused praktiliselt muutumatuks.
Mõned ligikaudsed puidu füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste näitajad on toodud tabelis. 7.1 ....7.5.
Surve-, painutus-, pinge- või keerulistes pingetingimustes töötavate puitkonstruktsioonide arvutamisel võetakse puidu mehaaniliste omaduste näitajate arvväärtused teatmekirjandusest, võttes arvesse üleminekukoefitsiente puidu arvutuslikule takistusele. olenevalt liigist.

3. Puidupõhised ehitusmaterjalid

Peamised puidupõhised ehitusmaterjalid on ümarpuit, saematerjal, liimpuittooted ja -konstruktsioonid, puitlaastplaadid, puittsement ja puitkiudplaadid, puitbetoon, puitkiudplaat, ksüloliit jne.
Ümarpuit on erineva liigi ja suurusega puutüve tükid, mis on puhastatud koorest ja okstest. Üldjuhul kasutatakse ümarpuitu ehituses seinamaterjalina, õhuliinide ja elektriliinide tugede ja postidena ning sildade, teede ehitamisel, piirdealade jms rajamisel.
Valmistatud puidu loomulikku struktuuri säilitanud ümarmaterjalidest, töödeldud gruppi kuuluvad saematerjal, lõhestatud puit (tünnipuid), hööveldatud ja kooritud spoon jt.
Saematerjal on standardsete suuruste ja kvaliteediga palkide lõikamisel saadud toode, mida kasutatakse tervikuna või toorikute, detailide ja puittoodete valmistamiseks. Saematerjalis nimetatakse piki- ja laiu külgi tahkudeks, kitsaid pikikülgi servadeks ja nendega risti asetsevaid külgi otsteks. Saetoodete tahkude ja servade lõikejooni nimetatakse ribideks. Saematerjalile jäävat palgipinna osa nimetatakse kahanevaks.
Puidu tüübi järgi jaotatakse saematerjal kahte põhirühma: okas- ja lehtpuu. Läbilõike mõõtmete alusel jaotatakse need taladeks, taladeks ja laudadeks (7.1).
Talad on saematerjal paksuse ja laiusega 100 m või rohkem. Saetud kihtide arvu alusel eristatakse kahe-, kolme- ja neljaservalisi prusse. Vardad on kuni 100 mm paksused ja mitte rohkem kui kaks korda paksud. Lauad on kuni 100 mm paksused ja üle kahe korra laiemad.
Saematerjali saab ääristada (7,1, c-e) ja servamata (7,1, a, b, f). Servaga saematerjali puhul saetakse tahud ja servad kogu pikkuses; servamata tahud on saetud, kuid servad on saagimata või osaliselt saetud ning servamata osa suurus ületab servaga lubatud mõõtmeid
saematerjal. Saematerjali tootmisel tekivad kõrvalsaadused obapoli kujul. Obapol on saematerjali toode, mis on saadud palgi küljelt ja mille üks pind on saetud ja teine ​​saagimata või osaliselt saetud.
Ehitustööstuse vajadusteks valmistatakse saematerjalist erinevaid allpool kirjeldatud tooteid ja konstruktsioone.
Liiprid on talalähedase ristlõikega palkide pikisaagimisel saadud tooted pikkusega 1,35...2,7 m.Liipreid kasutatakse raudtee-ehituses.
Puitplokk on nelja- või kuusnurkne plokk. Põrandakontrolli kõrgus on 60...80 mm; maanteesildade katetele 100...120 mm, laius 50...100 mm. Kabe puidu niiskusesisaldus ei tohiks ületada 25%. Kabe on valmistatud okas- ja kõvast lehtpuust, välja arvatud kuusk, kask, pöök ja tamm. Kabe võetakse arvesse selle otsapinna ruutmeetrites.
Pooltooted, toorikud ja tooted. Pooltooted ja toorikud on lauad või latid, mis on lõigatud kindlaksmääratud mõõtudesse, kusjuures on ette nähtud töötlus ja kuivatamine. Nende hulka kuuluvad punn-soonpõrandalauad, põrandaliistud, põranda ja seinte vahelise ruumi tihendamiseks mõeldud fileed ning akna- ja ukseraamide katmiseks mõeldud detailid.
Ehitusdetailid on elementmajade elemendid, erinevad tisleritooted, mis on valmistatud spetsialiseeritud tehastes. Kõige progressiivsemad on liimpuitkonstruktsioonid.
Liimpuitkonstruktsioonid on tooted, mis saadakse plaatide (varraste) ja vineeri liimimisel. Lamineeritud konstruktsioonide valmistamise tehnoloogia koosneb järgmistest põhitoimingutest: saematerjali kuivatamine, valimine ja sorteerimine, pindade töötlemine liimimiseks, liimi pealekandmine, pressimine, pressides rõhu all hoidmine, valmiselementide pindade töötlemine ja valmistootesse saatmine. ladu.
Liimpliinkonstruktsioonide valmistamiseks mõeldud saematerjal kuivatatakse niiskusesisalduseni 10...15%, sorteeritakse kvaliteedi järgi, lõigatakse mõõtu, millest on välja lõigatud defektsed kohad ja valmistatakse ette liimimiseks “hambatahvliga”. Liimitud laudade stringi suurus on tavaliselt võrdne konstruktsiooni või selle elemendi pikkusega. Pärast liimimist hakitakse elemendid neljapoolsel höövlil.
Liimpuitkonstruktsioonide pressimine toimub tavaliselt spetsiaalsetes horisontaalsetes ja vertikaalsetes lintpressides, samuti pneumaatilistes ja hüdropressides. Koti vajutamisel peavad olema täidetud kaks põhinõuet:
1) plaatide hoolikas kalibreerimine (nende kõverdumine ja erinevad paksused on lubamatud); 2) liimi ühtlane pealekandmine liimitavatele pindadele, järgides rangelt liimi viskoossust ning juhendis ette nähtud töötlemis- ja pressimisaega.
Pärast kõvenemist kuni liimi kõvenemiseni saadetakse konstruktsioonid viimistluspostile, kus need puhastatakse liimitilkudest ning kaetakse värvide ja lakkidega, mõnikord bio- ja tulekindluse suurendamiseks (neid toiminguid saab teha saematerjalil enne liimimist) - antiseptikumid ja tuleaeglustid. Neid konstruktsioone kasutatakse rahvamajanduses üha enam tänu nende väikesele tihedusele, suurele tugevusele ja vastupidavusele erinevates tingimustes, sealhulgas agressiivses keskkonnas, ning võimele toota igas suuruses ja kujus.
Ehituses kasutatakse kahte põhimõtteliselt erinevat tüüpi liimpuitkonstruktsioone: kande- ja ümbritsev. Kandekonstruktsioonid on mitmekihilised, s.t. puidukihtidest kokku liimitud. Mõnikord tugevdatakse mitmekihilisi puitkonstruktsioone metallist või plastist tugevduse liimimisega. Selliseid struktuure nimetatakse tugevdatud. Seal on kombineeritud konstruktsioonid, mis koosnevad vineerile liimitud täispuidust kihtidest. Enamasti on need I-tala või karbikujulised konstruktsioonid, ülemine ja alumine
jne.................

METSAMATERJALID

Puit on eluslooduse ülipoorne toode, mida iseloomustab spetsiifiline kiuline struktuur, mis määrab selle füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste unikaalsuse ning laialdase ja mitmekülgse kasutuse erinevates rahvamajanduse sektorites.

Tänu nendele omadustele võivad metsamaterjalid, aga ka nendel põhinevad tooted ja struktuurid töötada üsna pikka aega erinevates töötingimustes.

TO positiivsed omadused Puidul on kõrge mehaaniline tugevus ja samal ajal kergus, mis võimaldab seda klassifitseerida tõhusaks materjaliks, millel on üsna kõrge konstruktsioonikvaliteedi koefitsient.

Puit on võimeline vastu võtma löökkoormust ja summutama vibratsiooni, sellel on kõrged soojus-, heli- ja elektriisolatsiooniomadused, keemiline vastupidavus hapetele ja leelistele, kergesti töödeldav lõikeriistadega, hoiab hästi metalli ja muid kinnitusvahendeid, liimib kindlalt ja lõpuks on looduslik dekoratiivne efekt, mis muudab selle populaarseks viimistlusmaterjaliks.

Negatiivsete omaduste juurde puit sisaldab anisotroopiat, s.o struktuuri ja omaduste heterogeensust erinevates suundades puidukiudude paiknemise suhtes; suurenenud hügroskoopsus ja veeimavus, mis määravad ebaühtlase turse tõttu muutused olulisemates füüsikalistes ja mehaanilistes omadustes; koolutamine ja pragunemine.

Struktuur ja koostis

Kasvav puu koosneb juurestikust, tüvest ja võrast. Tüvel on tööstuslik tähtsus, kuna sellest saadakse 60-90% puidust. Makrostruktuur nimetatakse palja silmaga või luubiga nähtavaks puutüve struktuuriks, mikrostruktuur- mikroskoobi all nähtav. Tavaliselt uuritakse tüve kolme põhiosa: põiki (ots), radiaalset, mis läbib tüve telge, ja tangentsiaalset, mis kulgeb piki kõõlut mööda tüve (joonis LM-1a).

Riis. LM-1 puutüve struktuur:

a) pagasiruumi põhiosad: 1 - põiki (ots); 2 - radiaalne; 3 - tangentsiaalne; b) puutüve ehitus ristlõikes: 1 - koor; 2 - kambium; 3 - kast; 4 - maltspuit; 5 - südamik; 6 - südamikukiired.

Makrostruktuur

Palja silmaga või läbi luubi uurides puutüve lõike, saab eristada järgmisi põhiosi: säsi, koor, kambium ja puit (joon. LM-2).

Tuum koosneb õhukeste seintega rakkudest, mis on omavahel lõdvalt ühendatud. Säsi moodustab koos puu esimese arenguaasta puitkoega tuumatoru. See puutüve osa mädaneb kergesti ja on madala tugevusega.

koor koosneb nahast või koorest, korgist ja niisist. Koori või koori ja korgi kaitsta puud kahjulike keskkonnamõjude ja mehaaniliste kahjustuste eest. Bast juhib toitaineid võrast tüve ja juurteni.

Kasvava puu sookihi all on õhuke elusrakkude rõngaskiht - kambium. Igal aastal vegetatiivse perioodi jooksul ladestub kambium floeemirakke koore poole ja tüve sisse ning palju suuremas mahus - puidurakke. Kambiaalse kihi rakkude jagunemine algab kevadel ja lõpeb sügisel, seetõttu koosneb tüve puit (tüve osa luust süvendisse) ristlõikes mitmest kontsentrilisest, nn. iga-aastane südamiku ümber paiknevad rõngad. Iga puurõngas koosneb kahest kihist: (kevad)puidust, mis moodustub kevadel või suve alguses, ja hilise (suve) puidust, mis moodustub suve lõpu poole. Varajane puit on heledat värvi ja koosneb suurtest, kuid õhukeseseinalistest rakkudest; hiline puit on tumedamat värvi, vähem poorne ja suurema tugevusega, kuna koosneb paksude seintega väikese õõnsusega rakkudest.

Puu kasvades muutuvad tüve sisemise osa puidu rakuseinad, mis külgnevad südamikuga, järk-järgult oma koostist ja on okaspuuliikidel immutatud vaiguga, lehtpuuliikidel tanniinidega. Niiskuse liikumine selle tüveosa puidus peatub ning see muutub läbipaistvamaks, kõvemaks ja vähem mädanemisvõimeliseks. Seda surnud rakkudest koosnevat tüveosa nimetatakse mõne liigi puhul südamikuks ja teistel liikidel küpseks puiduks. Tüve noorema puidu koorele lähemat osa, milles elusrakud alles muutuvad, tagades toitainete liikumise juurtest võrale, nimetatakse nn. maltspuit. See puiduosa on kõrge õhuniiskusega, suhteliselt kergesti mädanev, madala tugevusega, suurema kokkutõmbumisvõimega ja kalduvus kõverduda.

Nimetatakse liike, mille südamik erineb maltspuust tumedama värvuse ja madalama niiskusesisaldusega heli(mänd, lehis, tamm, seeder jne). Nimetatakse liike, mille tüve keskosa erineb maltspuust vaid madalama niiskusesisalduse poolest küps puit(kuusk, nulg, pöök, pärn jne). Nimetatakse puuliike, mille puhul ei ole märgata olulist erinevust tüvepuidu kesk- ja välisosa vahel pleegitatud kivid(kask, vaher, lepp, haab jne).

Puidus on kõik liigid medullaarsed kiired mis aitavad niiskust ja toitaineid ristisuunas liigutada ning loovad nende ainete varu talveks. Okaspuudel on need tavaliselt väga kitsad ja nähtavad vaid mikroskoobi all. Puit lõheneb kergesti piki südamikukiire ja ka kuivamisel praguneb.