Свойства поверхности строительных материалов из древесины сосны, обработанной низкотемпературной плазмой

Актуальность. Одним из ключевых критериев для применения древесины в строительстве является ее стойкость к воздействию неблагоприятных факторов. Чаще всего защиту древесины обеспечивают с помощью специальных пропиток или покрытий, однако их эффективность ограничена сроком службы и эксплуатационными условиями. В качестве альтернативного варианта предлагается рассмотреть обработку поверхности древесины низкотемпературной плазмой. Для расширения области применения и спектра обрабатываемой продукции необходимо установить возможность управления свойствами поверхности строительных изделий из древесины в процессе плазменной обработки. Для решения данной задачи требуется определить влияние параметров обработки на свойства поверхности древесины.

Целью работы является определение свойств поверхности строительных материалов из древесины сосны в зависимости от параметров плазменной обработки.

Результаты. По результатам теоретических расчетов установлено, что величина удельного теплового потока и скорость обработки влияют на глубину обработки строительных материалов из древесины, что может оказывать влияние на свойства поверхности. В результате экспериментальных исследований определено, что при повышении глубины обработки снижается водопроницаемость и повышается биостойкость древесины

Так, при величине удельного теплового потока 1,2·10⁶ Вт/м² и скорости обработки 12 см/с водопроницаемость образцов составляет (2,8 ± 0,1) см³/ч, биостойкость – 4 балла, а при снижении скорости обработки (увеличении времени воздействия) до 3 см/с при прочих неизменных параметрах водопроницаемость равна (1,5 ± 0,1) см³/ч, а биостойкость – 1 балл. Полученные результаты отражают возможность управления свойствами поверхности строительных изделий из древесины в процессе плазменной обработки.

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

2. Федосов С.В., Котлов В.Г., Окишев Н.И. Перспективы развития многоэтажных деревянных зданий // Вестник Кыргызского государственного университета строительства, транспорта и архитектуры им. Н. Исанова. 2020. № 1 (67). С. 158–166. DOI 10.35803/16945298.2020.1.158-166

3. 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.

4. Девятникова Л.А., Симонова А.А. Влияние условий эксплуатации на разрушение конструкций жилых домов из древесины // Resources and Technology. 2020. Т. 17. № 3. С. 36–49. DOI: 10.15393/j2.art.2020.5242

5. Волокитин Г.Г., Скрипникова Н.К., Синицын В.А., Волокитин О.Г. и др. Плазменная обработка древесины // Теплофизика и аэромеханика. 2016. Т. 23. № 1. С. 125–130.

6. Гришин А.М. Математическое моделирование лесных пожаров и новые способы борьбы с ними. Новосибирск : Наука. Сибирское отделение, 1992. 408 с.

7. Пиролиз древесины // Большая российская энциклопедия : [сайт]. URL: https://bigenc.ru/c/piroliz-drevesiny-db4847 (дата обращения: 23.05.2025).

8. Черемных В.А., Волокитин Г.Г., Гольдин В.Д., Басалаев С.А. и др. О математической модели взаимодействия высокотемпературного потока плазмы с поверхностью древесины // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2024. № 88. С. 138–148. DOI: 10.17223/19988621/88/11

9. Полежаев Ю.В., Юревич Ф.Б. Тепловая защита. Москва : Энергия, 1976. 391 с.

10. Гришин А.М., Фомин В.М. Сопряженные и нестационарные задачи механики реагирующих сред. Новосибирск : Наука, 1985. 318 с.

11. Лунев В.В. Течения реальных газов с большими скоростями. Москва : Физматлит, 2007. 760 с.

12. Самарский А.А. Введение в теорию разностных схем. Москва : Наука, 1971. 552 с.

13. Самарский А.А., Вабищевич П.Н. Вычислительная теплопередача. М : Едиториал УРСС, 2003. 784 с.

14. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. Москва : Энергия, 1977. 344 с.

15. 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. ; заявитель федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Томский государственный архитектурно-строительный университет». EDN: IAUZGY

16. Волокитин Г.Г., Черемных В.А., Адам А.М., Саркисов Ю.С. Повышение биостойкости строительных изделий из древесины сосны путем обработки потоком низкотемпературной плазмы // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2025. Т. 27. № 1. С. 172–179. DOI: 10.31675/1607-1859-2025-27-1-172-179