Моделирование показателей конкурентоспособных материалов для изготовления опалубки при строительстве промышленных зданий

Представлены результаты экспериментального обоснования производства фанеры строительного назначения в условиях низкотемпературного прессования и сниженного расхода связующего. Снижение себестоимости при сохранении показателей относится к конкурентным преимуществам материала. Одним из путей решения этой задачи является снижение температуры горячего прессования фанеры (ниже 100^оС) и уменьшение расхода смолы (менее 100 г/м²). В исследовании реализован В-план второго порядка и разработаны регрессионные модели зависимостей механических показателей фанеры от температуры прессования, расхода смолы и доли добавки модификаторов – хлорида алюминия и хлорида магния. Уменьшение прочности при скалывании фанеры на немодифицированном фенолоформальдегидном связующем обусловлено низкой степенью поликонденсации связующего при низкотемпературном прессовании. Рациональные значения факторов процесса производства фанеры получены при анализе регрессионных математических моделей зависимостей показателей фанеры от варьируемых факторов. Для фанеры на модифицированном связующем получены результаты: прочность образцов при скалывании по клеевому слою после кипячения – 0,808 МПа при температуре прессования 95^оС, расходе смолы 93 г/м² и расходе модификатора 0,5% от массы смолы для образцов с добавкой хлорида магния. Полученные результаты могут быть рекомендованы к использованию при производстве фанеры для опалубки с требуемыми механическими показателями.

А.А. ФЕДОТОВ, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
Т.Н. ВАХНИНА, канд. техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
И.В. СУСОЕВА, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.),
А.А. ТИТУНИН, д-р техн. наук (Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)

Костромской государственный университет (156005, г. Кострома, ул. Дзержинского, 17/11)

1. Valkonen M.J., Moya J.C., Lokki T. Preparation of fully bio-based sound absorbers from waste wood and pulp fibers by foam forming. BioResources. 2023. Vol. 18 (2), pp. 2657–2669. https://doi.org/10.15376/biores.18.2.2657-2669
2. Balasbaneh A.T., Sher W., Wan Ibrahim M.H. Life cycle assessment and economic analysis of Reusable formwork materials considering the circular economy. Ain Shams Engineering Journal. 2024. Vol. 15 (4). https://doi.org/10.1016/j.asej.2023.102585
3. Halverson M. Specifying the right plywood for concrete formwork. The construction specifier. 2017. https://www.constructionspecifier.com/specifying-right-plywood-concrete-formwork/ (Access date 15.08.2024).
4. Biadała T., Czarnecki R., Dukarska D. Water resistant plywood of increased elasticity produced from european wood species. Wood Research. 2020. Vol. 65 (1), pp. 111–124. https://doi.org/10.37763/wr.1336-4561/65.1.111124
5. Кноб А., Шейб В. Фенольные смолы и материалы на их основе / Пер. с англ. А.М. Василенко, Г.М. Восканянца. М.: Химия, 1983. 280 с.
5. Knob A., Sheib V. Fenol’nye smoly i materialy na ih osnove: per. s angl. A.M. Vasilenko, G.M. Voskanyanca [Phenolic resins and materials based on them: translated from English by A.M. Vasilenko, G.M. Voskanyants]. Moscow: Himiya. 1983. 280 p.
6. Иржак В.И., Межиковский С.М. Химическая физика отверждения олигомеров: Монография. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Юрайт, 2022. 276 c.
6. Irzhak V.I., Mezhikovskij S.M. Himicheskaya fizika otverzhdeniya oligomerov: [Chemical physics of oligomer curing]. Moscow: Yurajt, 2022. 276 p.
7. Sedliačik J., Bekhta P., Potapova O. Technology of low-temperature production of plywood bonded with modified phenol-formaldehyde resin. Wood Research. 2010. Vol. 55 (4), pp. 123–130. https://www.researchgate.net/publication/267026018_Technology_of_low-temperature_production_of_plywood_bonded_with_modified_ phenol-formaldehyde_resin
8. Kawalerczyk J., Dziurka D., Mirski R., Siuda J., Sedliačik J. Microcellulose as a modifier for UF and PF resins allowing the reduction of adhesive application in plywood manufacturing. Acta Facultatis Xylologiae. 2021. Vol. 63 (2), pp. 31–38. https://doi.org/10.17423/afx.2021.63.2.03
9. Ortynska G., Bekhta P., Lyutyy P., Sedliačik J. Bonding of birch veneer with high moisture content using phenol-formaldehyde resin modified by soy protein. Acta Facultatis Xylologiae. 2018. Vol. 60 (1), pp. 85–91. https://doi.org/10.17423/afx.2018.60.1.09
10. Fitrianum F., Rahandi Lubis M.A., Hadi Y.S., Sari R.K., Maulana M.I., Kristak L., Iswanto A.H., Mardawati E., Reh R., Sedliačik J. Adhesion and cohesion strength of phenol-formaldehyde resin mixed with different types and levels of catalyst for wood composites. Journal of Composites Science. 2023. Vol. 7 (310). https://doi.org/10.3390/jcs7080310
11. Qin Z., Teng K. Mechanical model and changed chemical structure of phenol-formaldehyde adhesive on plywood with different hot press process. The Journal of Adhesion. 2021. Vol. 98 (15), pp. 2348–2365. https://doi.org/10.1080/00218464.2021.1970545
12. Fedotov A., Vahnina T., Susoeva I. Resistance to temperature and humidity changes of construction plywood and thermal-insulation boards. Magazine of Civil Engineering. 2021. Vol. 5 (105). Article No. 10506. https://doi.org/10.34910/MCE.105.6
13. Чубинский А.Н., Русаков Д.С., Соколова Е.Г., Варанкина Г.С., Федяев А.А. Инновационные методы исследований клеевых соединений // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2023. № 243. С. 253–268. EDN: IGKZUQ. https://doi.org/10.21266/2079-4304.2023.243.253-268
13. Chubinskij A.N., Rusakov D.S., Sokolova E.G., Varankina G.S., Fedyaev A.A. Innovative research methods for adhesive joints. Izvestiya Sankt-Peterburgskoj lesotekhnicheskoj akademii. 2023. No. 243, pp. 253–268. (In Russian) .EDN: IGKZUQ. https://doi.org/10.21266/2079-4304.2023.243.253-268
14. Иванов А.М., Русаков Д.С., Bаранкина Г.С., Чубинский А.Н. Модификация алюмосиликатами феноло-формальдегидных смол для склеивания фанеры // Клеи, герметики, технологии. 2017. № 3. С. 13–17. EDN: YFSXEZ
14. Ivanov A.M., Rusakov D.S., Barankina G.S., Chubinskij A.N. Modification of phenol-formaldehyde resins with aluminosilicates for gluing plywood. Klei, germetiki, tekhnologii. 2017. No. 3, pp. 13–17. (In Russian). EDN: YFSXEZ
15. Аскадский А.А. Физико-химия полимерных материалов и методы их исследования. М.: АСВ, 2015. 408 c.
15. Askadskij A.A. Fiziko-himiya polimernyh materialov i metody ih issledovaniya [Physico-chemistry of polymer materials and methods of their research]. Moscow: АСВ. 2015. 408 p.
16. Новаков И.А., Радченко Ф.С., Паписов И.М. Исследование состава полимер-коллоидных комплексов полиакриламида и полигидроксохлорида алюминия // Высокомолекулярные соединения. Сер. Б. 2007. Т. 49. № 5. С. 912–915. EDN: IAQZZF.
16. Novakov I.A., Radchenko F.S., Papisov I.M. Investigation of the composition of polymer-colloidal complexes of polyacrylamide and aluminum polyhydroxochloride. Vysokomolekulyarnye soedineniya. Seriya B. 2007. Vol. 49. No. 5, pp. 912–915. (In Russian). EDN: IAQZZF
17. Федосов С.В., Лазарев А.А., Цветков Д.Е. Исследование глубины пропитки древесины пятипроцентным раствором бишофита при автоклавировании. Фундаментальные поисковые и прикладные исследования РААСН по научному обеспечению развития архитектуры, градостроительства и строительной отрасли Российской Федерации в 2022–2023 гг. Сборник научных трудов РААСН: В 2 т. Т. 2. М., 2024. С. 483–489. EDN: WLEWPA
17. Fedosov S.V., Lazarev A.A., Cvetkov D.E. Investigation of the depth of impregnation of wood with a five percent solution of bischofite during autoclaving. Fundamental exploratory and applied research of RAACES on scientific support for the development of architecture, urban planning and the construction industry of the Russian Federation in 2022–2023. Scientific works of RAACES. In 2 volumes. Vol. 2. Moscow. 2024, pp. 483–489. EDN: WLEWPA