Инновационный менеджмент

      Большое значение для качества легкого бетон  на древесном заполнителе имеет  правильное назначение способа и  режима твердения. Сушку ОМКМ на ШЩВ  с использованием жидкого стекла при любых температурах нельзя признать рациональным способ твердения. Пи средней плотности 734–850 прочности материала составляет всего 6,21–3,67 МПа.

      Твердение ШЩВ основано на процессе гидролиза  жидкого стекла. Повышение температуры  при сушке бетона способствует интенсивному испарению жидкой фазы, что, в свою очередь, препятствует протеканию процесса гидролиза жидкого стекла. Следствием этого жидким замедление процесса растворения частичек шлака, а также процесса диффузии между жидким стеклом и гелевой пленкой шлака. Результат – невысокая прочность всей композиции. Твердение материала в течение 28 сут. в воздушно-сухих условиях способствует некоторому улучшению свойств. Однако относительно невысокая температура и влажность воздуха не могут значительно интенсифицировать процесс твердения системы. Самым благоприятным является режим тепловлажностной обработки. Высокая температура и влажность среды при ТВО значительно интенсивнсифицируют процесс твердения материала, гидролиз жидкого стекла происходит с большей полнотой и интенсивностью, большее количество натрия находится в активном ионном состоянии. Следствие этого являются достаточно высокие физико-механические характеристики бетона.

      Таким образом, в отличие от органоминеральных  бетонов на основе древесного заполнителя  и портландцемента, где выбор  технологии связан со специфическими особенностями органического заполнителя, выбор технологии производства органоминеральных бетонов на основе древесных опилок и ШЩВ или ЗЩВ обусловлен главным образом свойствами вяжущих. Поэтому организация производства из разработанных материалов может базироваться на существующих технологических схемах и не требует внесения в них существенных изменений. Опытно-промышленная апробация органоминеральных бетонов на основе древесных опилок и ЗЩВ не выявила никаких технологических затруднений. При изготовлении стеновых блоков получены легкие и прочные изделия с хорошей ровной поверхностью.

      По  данным Иркутского областного центра Госсанэпиднадзора, разработанные  бетоны являются безопасными и могут  быть использованы в строительстве  без каких-либо ограничений.

      Главный представитель группы бетонов на древесных заполнителях и минеральных  вяжущих – это арболит.

      Арболит – легкий бетон на заполнителях растительного происхождения, предварительно обработанных раствором минерализатора. Он применяется в промышленном, гражданском и сельскохозяйственном строительстве в виде панелей и блоков для возведения стен и перегородок, плит перекрытий и покрытий зданий, теплоизоляционных и звукоизоляционных плит. Арболитовые конструкции эксплуатируют при относительной влажности воздуха помещений не более 60%, при большей влажности необходимо устройство пароизоляционного слоя.

      Не  допускаются систематические воздействия  на арболит агрессивных сред и  температур свыше 50 С и ниже – 40 С.

      Наружная  поверхность конструкций из арболита, соприкасающаяся с атмосферной  влагой, независимо от влажностного режима эксплуатации должна иметь отделочный (фактурный) слой.

      Плотность и теплопроводность арболита при  постоянной прочности могут изменяться в зависимости от вида заполнителей. Для арболита на измельченной древесине со средней плотностью 400...850 кг/м³ теплопроводность составляет 0,08...0,17 Вт/(м^. С), на измельченных стеблях хлопчатника и рисовой соломы, костре льна и конопли – 0,07. ..0,12 Вт/(м^. С).

      На  прочность арболита влияет порода древесины (рис. 1) и влажность, особенно в диапазоне  от 0 до 25%. Максимальную прочность этот материал приобретает при влажности 16...17%. Деформация при кратковременной нагрузке (показатель сжимаемости) у арболита примерно в 8...10 раз больше, чем у легких бетонов на минеральных пористых заполнителях. 

      Арболит имеет достаточно большое значение водопоглощения. Однако преимуществом  этого материала является легкая отдача поглощенной воды, т. е. быстрое высыхание.

      Морозостойкость арболитовых изделий назначается  в зависимости от режима их эксплуатации и климатических условий района строительства; во всех случаях она  принимается не менее F25.

      Для изготовления заполнителей из древесины исходный продукт для снижения количества вредных экстрактивных веществ определенное время выдерживают на складах (хвойные породы – не менее 2 мес, лиственные – 6 мес) . При положительной температуре выдержка сокращается до 1 мес при условии дальнейшего измельчения древесины в щепу. Дробленку хвойных и особенно лиственных пород обязательно замачивают в воде или в растворах минеральных солей. Последние, нейтрализуя действие вредных веществ в древесине, одновременно ускоряют твердение цемента.

      Состав арболита определяют расчетно-экспериментальными методами. Для теплоизоляционного арболита классов В0,35...В1 расход цемента М400 составляет 260...360 кг/м³, а конструкционно-теплоизоляционного классов В1,5 и В2,5 – 330...450 кг/м³. Минимальный расход цемента достигается при использовании дробленки из отходов лесопиления и деревообработки хвойных пород, а максимальный – из отходов лесозаготовок смешанных пород и костры. Расход хлорида кальция и жидкого стекла не превышает 8...9 кг/м³, сульфата алюминия – 15...20 кг/м³.

      Технология  изготовления арболитных изделий включает подготовку сырьевых материалов, приготовление  арболитовой смеси и ее укладку  в формы, твердение и сушку, отделку  и складирование. Наряду с неармированными  изделиями из арболита изготавливают изделия, армированные стальной арматурой. При относительной влажности среды свыше 60% арматуру располагают в защитном слое из бетона, который обеспечивает надежную пассивацию стали. Рекомендуется также защищать стальную арматуру специальными покрытиями по аналогии с ячеистыми бетонами.

      Арболитовая смесь из-за свойственных ей упругих  свойств не подчиняется общим  закономерностям, присущим бетонным смесям на других видах заполнителей. При  уплотнении смеси обычная вибрация малоэффективна, а прессование приводит к тому, что после снятия нагрузки происходит распрессовка смеси и нарушение уплотненной структуры. Эти особенности арболитовой смеси объясняются свойствами древесного заполнителя – легкого, упругого, пористого материала, энергично поглощающего влагу в процессе приготовления смеси, в результате чего смесь малоподвижна даже при больших расходах воды. Потому на практике приходится поддерживать высокие значения В/Ц, равные 1,1 –1,3, а в случае получения теплоизоляционного арболита на базе костры – еще выше.

      К механизированным способам уплотнения арболита относятся вибросиловой прокат, виброштампование, вибрирование с пригрузом.

      Завершающим этапом технологического процесса является тепловая обработка изделий до набора отпускной прочности. Пропаривание арболита по обычным для бетонов режимам приводит к потере прочности, что объясняется возникновением внутренних напряжений за счет объемных деформаций заполнителя, которые разрушают структуру твердеющего цементного камня; одновременно усиливается выделение сахаров в раствор, что способствует «отравлению» цемента. Лучшие результаты достигаются при низкотемпературной обработке по мягким режимам, аналогичным для древесины при ее сушке – температуре 50...60 С и относительной влажности воздуха 70.. .80 %. При таком режиме арболит приобретает распалубочную прочность через 18. ..20 ч. Она не превышает 25...40 % марочной, а влажность остается в пределах 30...35 %. Для дальнейшего набора прочности и снижения влажности до отпускных величин изделия дополнительно выдерживают на закрытом складе в течение 7 дней при температуре 16...18 С.

      При применении арболита снижается трудоемкость монтажа конструкций. Становится возможным  изготовление панелей полной заводской  готовности размером “на комнату” с вмонтированными оконными и дверными блоками, электропроводкой и т. д. Арболит имеет лучшие теплотехнические характеристики, чем керамзитобетон, что позволяет возводить стены меньшей толщины. В некоторых сооружениях замена традиционных материалов арболитом позволяет снизить массу здания в 1,3...1,5 раза. При эквивалентной толщине стены по условиям теплопередачи масса 1 м² ограждения из арболита в 7...8 раз ниже чем из кирпича и в 2...3 раза чем из керамзитобетона.

      Инновационное предложение:

      1. Полное наименование: бетоны на основе отходов древесины.

       2. Ключевые слова: реализация возможности крупномасштабного производства экономически эффективных стеновых материалов на основе отходов лесозаготовок, лесопиления и деревообработки. Удачное совмещени прочных свойства вяжущего с небольшой плотностью и хорошей теплоизолирующей способностью древесины. Такие материалы присущи прочность, огнестойкость, биостойкость, небольшая плотность и теплопроводность, легкость обработки режущим инструментом и гвоздимость.  

      3. Назначение: строительный материал.

      4. Область применения: могут быть использованы в строительстве в качестве стеновых блоков и теплоизоляционно-конструктивные элементы без каких-либо ограничений.

      5. Описание и основные  технико-экономические  показатели:

      - коэффициент размягчения составляет 0,82-0,93;

      - марка по морозостойкости F50;

      - прочность 2,3-2,4 МПа.;

      - плотность 750-770 .

      6. Сопоставление с  аналогами: организация производства происходит  из разработанных материалов, поэтому может базироваться на существующих технологических схемах и не требует внесения в них существенных изменений.

      Аналогом  бетона на основе древесного заполнителя  являются легкие бетоны. Легкие бетоны получают на основе портландцемента. Если бетон автоклавного твердения, то используют известково-шлаковые, известково-зольные и другие вяжущие. В качестве заполнителей применяют пористые материалы с насыпной плотностью 1000 - 1200 кг/м³: гранулированный шлак, шлаковую пемзу, аглопорит, керамзит, вспученный перлит и др.  
         При использовании в качестве заполнителя керамзита получают керамзитобетон. Если заполнителем является перлит, то получают перлитобетон, если аглопорит - аглопоритобетон и т.д.

      7. Потребители: существующие заводы по производству строительных материалов в частности изделий из бетона.

      8. География предполагаемого рынка: территория Сибирского Федерального округа.

      9. Правовая защита: Карнаухов Ю.П., Шарова В.В., Дьячкова С. Г. и др. Способ изготовления арболита // Патент 213043Х (РФ) от 20.05.1999. Обубл. Б.И. №14. 1999; Бабкин В.Л., Дьячкова С.Г., Святкин Ю.К. и др. способ изготвления арболита // Патент 2130911 (\РФ) от 27.05.1999. Опубл. Б.И.№15. 1999.

      10. Предлагаемые условия  поставки и обслуживания: техническая документация.

      11. Отношение к критическим технологиям: является критической технологией (в производстве используется вторичное сырье – отходы);

      12. Степень готовности  результатов: производство.

      13. Сведения о заявителе: ООО «СКБ» р/с 48039912900003884715 ИНН / КПП  111000333 / 649465387                                      

      14. Контакты: г. Новосибирск ул. Октябрьская, д. 42, офис 427 тел. 2576931, факс  2579761

   Таблица 1.1. – Классификация инноваций