Модны үртэс ашиглан шинэ төрлийн дулаан тусгаарлах материал гарган авах боломж
Барилгын салбарт хэдэн мянган жилийн өмнөөс модыг олон төрлийн барилгын материал болгон ашиглаж иржээ. Модоор дээврийн бүтээц эдлэл, тааз, хана ба шат хийдэг. Барилгын дотоод засал чимэглэл, хэв хашмал зэрэгт өргөнөөр ашигладаг. Мод нь хэдийгээр барилгын уламжлалт материал боловч олон орны эрдэмтэд модыг ирээдүйн материал хэмээн үзэх болжээ.
Жишээ нь ХБНГУ-ын Фрауэнхофын институтын эрдэмтэд модны үртэс ашиглан дулаалгын хөөсөн материал гарган авсан бол Швейцарийн эрдэмтэд модноос композит материал гарган авч практикт нэвтрүүлсэн байна.Үүний зэрэгцээ мод нь нөхөн сэргээгддэг ба хүлэмжийн хийг (СО_2) бууруулахад чухал хувь нэмэр оруулдаг байгалийн үнэт баялаг юм.
Монгол улсын ойн сангийн нийт талбай 18.5 сая га бөгөөд үүнээс 12.3 сая га нь ойгоор бүрхэгдсэн байна. Манай орны ойн сангийн талбайн 75.4 хувийг шилмүүст, навчит ой, 24.6 хувийг заган ой эзэлдэг ажээ. Харин Монгол улсад үйл ажиллагаа явуулж байгаа мод, боловсруулах үйлдвэрлэлээс жилд 111.1 "мян.м"^3 үртэс, зоргодос гарч байгаагаас бага хэсгийг ашиглаж байна. Модны үртэсийг ихэвчлэн шахмал түлш үйлдвэрлэх, түлш зэргээр ашигладаг. Харин модноос гарч буй хаягдал нь 100% байгалийн гаралтай органик материал юм. Иймд бид модны үртэс ашиглан барилгын дулаан тусгаарлах материал гарган авах боломжийг судалсан билээ.
Зураг 1. Модны бүтэц
Үүний тулд модны тухай товч авч үзье. Манай өргөрөгт мод хаврын эхэн сард ургаж эхлэн зуны сүүлч, намар хүртэл үргэлжилдэг байна. Өвлийн улиралд модны өсөлт зогсдог ажээ. Модны иш, мөчир, үндэсний үзүүрийн нахианы өсөхийг өндрийн өсөлт гэнэ. Навчны эсүүд тасралтгүй хуваагдсанаар модны ургах буюу вегетацын бүс үүсдэг. Жилийн хамгийн гадна талын үе нь модонд ус буюу шүүс дамжуулан хангах үүрэгтэй байдаг. Модны энэ хэсгийг зулам гэнэ. Модны ихэнх төрөл нь насжих тусам цөмгүй болдог байна. Жилийн хуучин үеүд нь ус ба шүүсний хангамжийг тохируулдаг бөгөөд идээлэгч ба будагч бодис, давирхай, лав, тос зэрэг хуримтлагдан дүүрдэг байна. Энэхүү хамгийн дотор талын бараан өнгөтэй үеийг модны цөм гэнэ. Цөм нь зуламтай харьцуулахад илүү хүнд, хатуулаг өндөртэй, эдэлгээнд тэсвэртэй ба ажиллагаа багатай.
Модны эс нь эсийн бүрхүүл хана ба эсийн шингэн буюу сийвэн (протоплазм)-с тогтох ба энэ нь шинэ модны массын тэн хагасаас илүү хувийг эзэлдэг. Энэ нь бүх модонд ижил ба олон төрлийн нэгдлүүдээс бүрдсэн ижил хэмжээтэй химийн элементүүдээс тогтоно. Модны бодисын үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг нь целлюлоз, целлюлозтой төст (геми целлюлоз), лигнин ба давирхай, давирхайн шүүс, тос, лав, будагч бодисууд ба органик бус микроэлементүүд зэрэг модны бүрэлдэхүүн хэсгүүд орно. Целлюлоз нь модны бүтцийг бий болгодог бол лигнин нь шахалтын бат бэхэд нөлөөлнө (модлог чанарыг сайжруулна) ба модны бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь өнгө, үнэр, шавьж ба мөөгөнд тэсвэрлэх чадварт нөлөөлдөг байна.
Зураг 2. Модны найрлага
Мод нь байгалийн бүтцийн хувьд сүвэрхэг, нягт багатай материал учраас дулаан муу дамжуулдаг. Дулаан дамжуулалтын итгэлцүүр нь модны төрөл, чийглэг, температур, эзлэхүүний масс зэрэг хүчин зүйлээс хамаарахаас гадна модны ширхэгийн дагуу ба хөндлөн чиглэлд харилцан адилгүй байдаг. Модны ширхэгийн дагуух дулаан дамжуулалтын итгэлцүүр хөндлөн чиглэлийнхээс ойролцоогоор 1.8 дахин их байна. Жишээ нь нарсны дулаан дамжуулалтын итгэлцүүр ширхэгийн дагуу 0.3 Вт/м∙К ширхэгт хөндлөн чиглэлд 0.15 Вт/м∙К байдаг ажээ. Тэгвэл дулаан дамжуулалт багатай сүвэрхэг чанар ихтэй барилгын материалыг дулаалгын буюу дулаан тусгаарлах материал гэнэ. Барилгад дулаан тусгаарлах материал ашигласнаар дараах үр ашигтай байна. Үүнд:- Үндсэн барилгын материалын хэрэгцээ, орцыг багасгах (цемент, тоосго, мод, металл);
- Барилгын бүтээцийн жинг багасгах (хана, хучилт), даацын бүтээцийг хөнгөрүүлэх (суурь, багана, дам нуруу гэх мэт);
- Барилга байгууламжийн дулаан хадгалалтыг сайжруулан түлш, эрчим хүч хэмнэх;
Орчин үед хамгийн хөнгөн дулаалгын материалууд нь хөөсөн полистрол, полиуретан хавтан бөгөөд манай оронд түүхий эдийг нь үйлдвэрлэдэггүй учраас гадаадаас импортлон оруулан ирж хөөсөн дулаалгын хавтан үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Хөөсөн полистрол, полиуретан хавтанг барилгад ашиглахад нэг талаас дулаан тусгаарлалт сайтай, эрчим хүч хэмнэдэг боловч нөгөө талаас барилгыг бүрэн битүүмжилдэг тул ханын бүтээц эдлэлээр агаарын солилцоо муу явагддаг тул зөв суурилуулаагүй, агаар сэлгэлт муу тохиолдолд мөөгөнцөр үүсэх, галд хялбар шатамхай зэрэг сөрөг талтай байдаг. Иймээс бид өөрийн орны түүхий эдийг ашиглан барилгын дулаан тусгаарлах материал гарган авахыг зорьсон юм.
Модны үртэс ашиглан дулаан тусгаарлах хавтан гарган авах судалгааны ажлыг ШУТИС-ийн "Материал судлал"-ын лабораторид гүйцэтгэсэн билээ. Судалгааны ажилдаа Хэнтий аймгийн модны цехийн шинэс модны үртэсийг ашигласан бөгөөд шинэс модны химийн найрлагыг тодорхойлоход лигнин 35.0%, целлюлоз 45.8%, гемицеллюлоз 19.82 % тус тус агуулагдаж байлаа. Мөн бидний судалгааны ажилдаа ашигласан модны зоргодосны үнслэг ба чийглэгийг MNS 0652:1979, MNS 2470:1978 стандартуудад заасан аргаар тодорхойлоход үнслэг 7%, чийглэг 0.011% тус тус байсан. Модны үртэс ашиглан дулаан тусгаарлах материал бэлтгэх процессыг зураг 3-т заасан бүдүүвчийн дагуу гүйцэтгэсэн.
Зураг 3. Дулаан тусгаарлах материал үйлдвэрлэх технологийн бүдүүвч
Зураг 4. Модны үртэснээс гарган авсан дулаан тусгаарлах хавтан
Гарган авсан барилгын дулаан тусгаарлагч хөөсөн материалын нягтыг тодорхойлоход 17.6 кг/м3 байсан нь маш хөнгөн болохыг
харуулж байна. Модны үртэсний бүтцийг 500 дахин томруулсан SEM-ийн шинжилгээний үр дүнгээс харахад бидний гарган авсан утсархаг материалын ширхэгийн хэмжээ нь 20 μm орчим хэмжээтэй байгаа нь харагдаж байна.
Зураг 5. Модны үртэсний электрон микроскопын зураг
Мөн ширхэгийн гадаргуу нь ширхэглэг, шөрмөслөг эвдэрсэн бүтэцтэй байгаа нь харагдаж байна. Үүний зэрэгцээ модны эсийн бүтцийг эвдэлсэн байдалтай байна. Модны эсийн ханын бүтцийг целлюлоз болон лигнин бүрдүүлж байдаг. Гарган авсан дулаан тусгаарлах материалын физик механик шинж чанар нь дулаан тусгаарлах хөөсөн материалын техникийн шаардлага хангаж байгаа эсэхийг 1 дүгээр хүснэгтэд үзүүллээ.
1 дүгээр хүснэгт
Модны үртэс ашиглан гарган авсан дулаан тусгаарлах материалын физик, механик шинж чанар
Гарган авсан барилгын дулаан тусгаарлах материалын дундаж нягт 17.6 кг/м3, 10%-ийн шугаман хэв гажилттай үеийн шахалтын бат бэх 0.09 МПа, хуурай үеийн дулаан дамжилтын илтгэлцүүр 0.040 Вт/м.К, чийг 8.46%, уур нэвтрүүлэлт 0.079 мг/м.ц.Па-тай гарсан нь барилгын дулаан тусгаарлах материалын MNS 4629:2007 стандартын шаардлагыг хангаж байлаа. Өөрөөр хэлбэл модны үртэсийг ашиглан 100% экобүтээгдэхүүн гарган авах боломжтой байна.
Г.САРАН
ШУТИС-ийн Материал судлалын төвийн захирал, доктор (Ph.D), дэд профессор
Уншигчдын бичсэн сэтгэгдэлд barilga.mn хариуцлага хүлээхгүй болно. Манай сайт ХХЗХ-ны журмын дагуу зүй зохисгүй зарим үг, хэллэгийг хязгаарласан тул та сэтгэгдэл бичихдээ бусдын эрх ашгийг хүндэтгэн үзнэ үү.