Применение технологий рециклинга растительных отходов при возведении зданий и сооружений

Введение. В последние десятилетия все более актуальной становится проблема экологического загрязнения и истощения природных ресурсов. В ответ на эти вызовы строители и архитекторы ищут новые, более устойчивые решения в строительной отрасли. Одним из перспективных направлений является использование экологичных строительных материалов, производимых из растительных отходов. Эти материалы не только помогают снизить негативное воздействие на окружающую среду, но и предоставляют ряд преимуществ по сравнению с традиционными стройматериалами [5].

Целью работы является разработка составов и технологии получения плитных строительных материалов из растительных отходов является актуальной задачей, решение которой позволит рационально использовать древесное сырье и улучшить экологическую ситуацию во многих регионах России.

Материалы и методы исследования. На сегодняшний день, по данным Росстата урожайность зерновых и соломенных грубо стебельных культур (в тоннах) составляет: рожь – 913,9-1892,6; зернобобовых – 1006,3-2477,6; масличных – 1019711779; кормовых – 451,5-627,1. Но по разнообразным причинам большие объемы производства до 40-50% соломы не используется [5]. Между тем, из таких достаточно дешёвых и экологически чистых отходов можно получить плитные прессованные строительные материалы, которые во многих случаях могут заменить древесностружечные плиты (ДСП), содержащие в своем составе токсичные синтетические связующие вещества. Образцы с/х отходов используемые в качестве заполнителя для опытного образца экологичного стройматериала представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 – Образцы сельскохозяйственных отходов, используемые в качестве заполнителя для опытного образца экологичного стройматериала

Результаты и обсуждение. Анализируя отечественные и зарубежные источники можно говорить о том, что на свойства плитных материалов в значительной мере влияют влажность, исходный фракционной состав и вид древесного сырья [4]. Применение предварительной автоклавной гидротермической обработки с последующим рециклингом путем сухожарового спекания растительного ковра, позволяет понизить давление горячего прессования с 25 до 15 МПа и температуру прессования со 180 до 160°C, a также способствует пластичности растительной ткани и образованию связующих и гидрофобных веществ в ней, тем самым повышая физикомеханические свойства прессованных плит [1]. Установлено, что в процессе автоклавной гидротермообработки древесины производится сдувание парогазовой смеси, в результате чего в атмосферу выбрасываются вещества, содержащие фурол. В то же время использование жидкого стекла способствует увеличению огнестойкости теплоизоляционных материалов на заполнителях растительного происхождения [3]. Физико-механические характеристики опытных составов экологичого стройматериала представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Физико-механические характеристики опытных составов экологичного стройматериала на основе технологии рециклинга растительных отходов

В результате проведенных исследований получен новый органических композитный строительный материал со следующими показателями: плотность 220-250 кг/м3, прочность на сжатие при 10% деформации 0,65-0,8 МПа, прочность при изгибе 11,2 МПа, коэффициент теплопроводности 0,046-0,055 Вт/(м·С) [2]. Показатели плотности, влажности и теплопроводности стройматериала представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Показатели плотности, влажности и теплопроводности стройматериала

Заключение. На практике применение экологичных материалов из растительных отходов уже находит свое отражение в успешных проектах по всему миру. Строения из бамбука, дома из соломы и даже из композитов на основе конопли становятся все более популярными не только среди сторонников экологического движения, но и среди архитекторов. Эти примеры демонстрируют, что экостроительство может быть не только ответственной практикой, но и эстетически привлекательной. Таким образом, применение экологичных стройматериалов из растительных отходов представляет собой важный шаг к «зеленому» строительству, предлагая множество преимуществ по сравнению с традиционными материалами. Это не только способ защиты природы, но и возможность создания более качественного и комфортабельного жилого пространства для будущих поколений.