Preview

Building and Reconstruction

Advanced search

BIOSTABLE VEGETAL COMPOSITE FOR THERMAL INSULATION

https://doi.org/10.33979/2073-7416-2022-103-5-115-123

Abstract

Composites of different composition and structure have been obtained on the basis of crushed porous stems of Sosnovsky's hogweed modified with borazote for biostability with the use of organopolymer binders. The particle size of the plant material varied from 1 to 10 mm. Polyvinyl acetate, polyurethane, and casein were used as binders. The ratio of the components (vegetable raw material: polymer) in the composites was 3:1 by mass. Biostability and thermophysical properties of the composites obtained were investigated by applying appropriate GOST methods. It was established that the preliminary modification of vegetable raw material particles with monoethanolamine (NB)-trihydroxyborate provides 100% biostability of composite materials based on used raw materials and organopolymer binders. The use of the above modifier is equally effective for all composites obtained using different types of binders: polyurethane, polyvinyl acetate, and casein. The composites obtained on the basis of modified plant raw materials and organopolymer binders are heat-insulating materials characterized by appropriate coefficients of thermal conductivity and density. Composites based on polyurethane binders have lower thermal conductivity compared to composites based on polyvinyl acetate and casein binders and belong to class A. The polyurethane binder provides the resulting composites with a particle size of 5 mm with an increased compressive strength as compared to the composites based on polyvinyl acetate and casein binders. Thus, the optimal composition of biostable heat insulating material is the composition based on modified plant raw materials with a particle size of 5 mm and polyurethane binder.

About the Authors

Irina V. Stepina
National Research Moscow State University of Civil Engineering
Russian Federation


Mark Sodomon
National Research Moscow State University of Civil Engineering
Russian Federation


References

1. Лунева Н.Н. Борщевик Сосновского в Российской Федерации // Защита и карантин растений. 2014. № 3. С. 12-18

2. Мысник Е.Н. Потенциальный ареал борщевика Сосновского на территории России // Фитосанитарная оптимизация агроэкосистем: Материалы 3-го Всероссийского съезда по защите растений в 3-х томах, Санкт-Петербург, 16-20 декабря 2013 года / Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений (ВИЗР), главный редактор В.А. Павлюшин. - Санкт-Петербург: Всероссийский научно-исследовательский институт защиты растений РАСХН, 2013. С. 301-302

3. Смирнова О.Е., Селихова В.С. Возможности изготовления теплоизоляционных материалов на основе органических отходов // Труды Новосибирского государственного архитектурно-строительного университета (Сибстрин). 2017. Т. 20. № 2(65). С. 120-130

4. Колосова А.С., Пикалова Е.С. Современные эффективные теплоизоляционные материалы на органической основе // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2021. № 4. С. 74-85

5. Белопухов С.Л., Кочаров С.А., Сторчевой В.Ф. Теплоизоляционные материалы из отходов льняного производства // Научное обозрение. 2016. № 4. С. 15-20

6. Давыденко Н.В., Бакатович А.А. Эксплуатационные показатели и технологические особенности производства костросоломенных плит // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки. 2015. № 16. С. 61-65

7. Давыденко Н.В. Эксплуатационно-технологические характеристики костросоломенных плит // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки. 2011. № 8. С. 85-90

8. Солдатов Д.А., Хозин В.Г. Теплоизоляционные материалы на основе соломы // Известия КазГАСУ. 2013. № 1 (23). С. 197-201

9. Карпова Д.А. Использование отходов растениеводства в производстве строительных материалов // IV Международный студенческий строительный форум - 2019: Сборник докладов (К 65-летию БГТУ им. В.Г. Шухова), Белгород, 26 ноября 2019 года. - Белгород: Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, 2019. С. 284-289

10. Степанов Н.Д. Энергоэффективность строительства каркасно-соломенных домов // Современные технологии в строительстве. Теория и практика. 2019. Т. 1. С. 207-211

11. Дубатовка А.И., Твердохлебов Р.В. Обзор технических свойств целлюлозной изоляции // Вестник Полоцкого государственного университета. Серия F. Строительство. Прикладные науки. 2018. № 8. С. 67-81

12. Ильвицкая С.В., Ильвицкий Д.Ю., Лобков В.А. [и др.] Природные материалы в "зеленой" архитектуре жилища // Строительные материалы. 2018. № 10. С. 69

13. Pasztory Z., Borcsok Z., Bazhelka I. K. [et al.] Thermal insulation panels from tree bark // Proceeedings of BSTU. Issue 1, Forestry, Nature Management, Processing of Renewable Resources. 2021. No 1(240). P. 141-149

14. Wenig C., Hehemeyer-Cürten J., Reppe F.J. [et al.] Advanced materials design based on waste wood and bark // Philosophical Transactions: Mathematical, Physical and Engineering Sciences (Series A). 2021. Vol. 379. No. 2206. P. 20200345

15. Ibragimov A.M., Fedotov A.A. Research physic-mechanical properties of composite materials on the base of crushed wood // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science: 3, Moscow, 18 мая 2018 года. Moscow, 2018. P. 012028

16. Han Y., Qin T., Chu F. Preparation and properties of polyurethane heat insulating building materials based on lignin // Applied Mechanics and Materials. 2012. Vol. 193-194. Pp. 505-508

17. Zhang X., Hao X., Hao J., Wang Q. Thermal and mechanical properties of wood-plastic composites filled with multiwalled carbon nanotubes // Journal of Applied Polymer Science. 2018. Vol. 135. No. 22. P. 46308

18. Степина И.В., Содомон М., Семенов В.С. [и др.] Повышение биостойкости стеблей борщевика Сосновского в качестве сырья для производства строительных материалов // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2021. № 2(746). С. 79-91

19. Zhou X., Zheng F., Li H., Lu C. An environment-friendly thermal insulation material from cotton stalk fibers // Energy and Buildings. 2010. Vol. 42. No. 7. Pp. 1070-1074

20. Халиков Д.А. Классификация теплоизоляционных материалов по функциональному назначению // Фундаментальные исследования. 2014. № 11-6. С. 1287-1291. [Электронный ресурс]. URL:https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=35716 (дата обращения: 12.08.2022)


Review

For citations:


Stepina I.V., Sodomon M. BIOSTABLE VEGETAL COMPOSITE FOR THERMAL INSULATION. Building and Reconstruction. 2022;(5):115-123. (In Russ.) https://doi.org/10.33979/2073-7416-2022-103-5-115-123

Views: 168


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2073-7416 (Print)