Определение влияния различных видов термической обработки на механические свойства древесины сосны с учетом их себестоимости

Актуальность. В настоящее время вопрос создания новых и модификации существующих строительных материалов с целью улучшения их физико-механических и эксплуатационных свойств является весьмя актуальным. Древесина – один из распространенных строительных материалов. Для увеличения срока службы конструкций и изделий из древесины необходимо предусмотреть ее защитную обработку от неблагоприятных факторов. Наиболее экологичным типом обработки является термическая. В качестве альтернативы термической модификации в среде разогретого пара или газа, а также обжига древесины предлагается использовать обработку поверхности древесины потоком низкотемпературной плазмы. Для определения возможности применения данного вида обработки необходимо установить влияние воздействия плазменным потоком на механические свойства древесины. Также важным вопросом, сдерживающим применение данного метода, является его себестоимость.

Цель работы – выявление влияния обработки древесины сосны потоком низкотемпературной плазмы и газовоздушной горелкой на предел прочности при сжатии, а также определение и сравнение себестоимости данных видов обработки.

Результаты. В работе представлены результаты определения предела прочности при сжатии вдоль волокон для необработанных образцов из сосны в потоке низкотемпературной плазмы и обработанных с помощью газовоздушной горелки. Установлено, что как плазменная обработка, так и обработка горелкой не оказывают влияния на предел прочности при сжатии. Также определено, что стоимость обработки поверхности древесины потоком низкотемпературной плазмы значительно ниже стоимости обработки газовоздушной горелкой. Сравнительно низкая стоимость плазменной обработки обеспечивается высокой производительностью процесса, которая, в свою очередь, достигается благодаря значительной величине удельных тепловых потоков.

1. Глебов И.Т. Физика древесины. Екатеринбург : УГЛТУ, 2018. 80 с.

2. Рыбьев И.А. Строительное материаловедение. 2-е изд., испр. Москва : Высшая школа, 2004. 701 с.

3. Радина М.А. «Новое деревянное». Русское деревянное зодчество в современной интерпретации // Новые идеи нового века: материалы Международной научной конференции ФАД ТОГУ. 2015. Т. 2. С. 208–214.

4. Косов И.И. Применения древесины в качестве конструкционного материала в XXI веке // Международный журнал прикладных наук и технологий Integral. 2019. № 2-1. С. 16.

5. Запруднов В.И., Серегин Н.Г., Потехин Н.И. Перспективы строительства уникальных зданий и сооружений из древесины // Лесной вестник. Forestry Bulletin. 2023. Т. 27. № 4. С. 128–136.

6. Сериков Е.А. Древесина – перспективный материал для строительства уникальных зданий и сооружений // Известия Ростовского государственного строительного университета. 2015. № 20. С. 70−75.

7. Уголев Б.Н. Древесиноведение и лесное товароведение. Москва : ГОУ ВПО МГУЛ, 2007. 351 с.

8. Стородубцева Т.Н., Аксомитный А.А., Донских Т.С. Защита древесины от влаги и гниения // Воронежский научно-технический вестник. 2014. Т. 3. № 4 (10). С. 68–73.

9. Сат Д.Х. Долговечность деревянных зданий и сооружений // Вестник Тувинского государственного университета. Вып. 3. Технические и физико-математические науки. 2022. № 4 (102). С. 48–55.

10. Тарбеева Н.А., Рублева О.А. Обоснование технологических возможностей способа упрочняющей декоративной обработки низкотоварной древесины // Лесотехнический журнал. 2020. Т. 10. № 3 (39). С. 145–154.

11. Тарбеева Н.А., Рублева О.А., Гороховский А.Г., Шишкина Е.Е. Экспериментальное исследование комбинированного процесса изготовления облицовочных изделий на основе пьезотермической обработки деревянных заготовок // Системы. Методы. Технологии. 2021. № 1 (49). С. 90–97.

12. Ванин С.И. Гниль дерева, ее причины и меры борьбы. 3-е изд., испр. и доп. Москва ; Ленинград : Огиз : Гос. изд-во с.-х. и колхоз.-кооп. лит-ры, 1931. 160 с.

13. Владимирова Е.Г. Влияние термической модификации на некоторые физико-механические свойства древесины сосны (Pinus sylvestris) // Лесной вестник. Forestry Bulletin. 2011. № 5. С. 97–101.

14. Патент № 212821 U1 Российская Федерация, МПК B27K 5/00. Устройство для обработки поверхности изделий из древесины низкотемпературными потоками плазмы : № 2021139632 : заявл. 29.12.2021 : опубл. 10.08.2022 / Волокитин Г.Г., Шеховцов В.В., Безухов К.А., Черемных В.А.

15. Черемных В.А., Волокитин Г.Г., Клопотов А.А., Скрипникова Н.К. Перспективы использования плазменных технологий в области создания и обработки строительных материалов // Известия высших учебных заведений. Строительство. 2022. № 8 (764). С. 65–72.

16. Волокитин Г.Г., Волокитин О.Г., Шеховцов В.В. и др. Распределение температурных полей при плазменной обработке поверхности древесины // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2013. № 3 (40). С. 220–227.

17. Бондарцев А.С. Пособие для определения домовых грибов / Акад. наук СССР. Ботан. ин-т им. В.Л. Комарова. Москва ; Ленинград : Изд-во Акад. наук СССР, 1956. 80 с.