Экспериментальные исследования физико-механических свойств термированной древесины

Полный текст

Обоснование. Древесина является наиболее распространенным и актуальным отделочным и строительным материалом. Но в последнее время становится известным и популярным термодерево, которое лишено многих недостатков и отличается от обычной древесины усовершенствованными параметрами и более глубокой сферой применения в отделке.

Цель — изучение влияния термической обработки на физико-механические свойства лиственницы.

Методы. Термодревесина — древесина, которая прошла термическую обработку при высоких температурах (180−230 °С) без добавления каких-либо химических веществ. Термомодификация происходит при температуре 180–230 °С и выше в течение 24–72 часов. В результате термообработки поры древесины закупориваются, что препятствует прохождению влаги в дерево. Питательная среда превращается в несъедобную для плесени, грибов и насекомых, и исходный материал приобретает ряд новых полезных свойств:

Термодерево находит применение в строительстве, производстве мебели, ландшафтном дизайне и других отраслях. Часто его используют в местах повышенной влажности, с перепадами температурного режима. На улице: фасад, терраса, в местах непосредственного соприкосновения с водой, применяют при отделке саун и парных, как альтернативу красивым и дорогим экзотическим породам.

Результаты. Для проведения сравнительного анализа физико-механических свойств термированной и нетермированной лиственницы применялись стандартные методы лабораторных исследований. Измерения проводились с использованием специализированного оборудования, что позволяло оценить такие характеристики, как прочность на сжатие. В исследовании использовались образцы лиственницы, подвергнутые термической обработке при температуре 180–220 °C, и контрольные образцы без обработки (рис. 1).

 

Рис. 1. График испытания термированной лиственницы

 

Выводы. Результаты исследований показали, что термическая обработка существенно влияет на свойства лиственницы (табл. 1 и 2).

 

Таблица 1. Результат испытания лиственницы

№	Координаты точки на диаграмме	Вдоль волокон	Поперек волокон
1	Предел пропорциональности в МПа ${\sigma }_{\mathrm{ПЦ}}=$$\frac{P_{\mathrm{ПЦ}}·{10}^{-3}}{A}$=	0,031	0,0032
2	Напряжение при разрушении в МПа ${\sigma }_p=$$\frac{P_P·{10}^{-3}}{A}$=	0,025	0,0028
3	Относительная деформация, соответствующая пределу пропорциональности ${\epsilon }_{\mathrm{ПЦ}}=$$\frac{∆l_{\mathrm{ПЦ}}}{l}$=	–0,52	–0,21

 

Таблица 2. Результат испытания термированной лиственницы

№	Координаты точки на диаграмме	Вдоль волокон	Поперек волокон
1	Предел пропорциональности в МПа ${\sigma }_{\mathrm{ПЦ}}=$ $\frac{P_{\mathrm{ПЦ}}·{10}^{-3}}{A}$	0,06	0,0042
2	Напряжение при разрушении в МПа ${\sigma }_p=$$\frac{P_P·{10}^{-3}}{A}$	0,048	0,0033
3	Относительная деформация, соответствующая пределу пропорциональности ${\epsilon }_{\mathrm{ПЦ}}=$$\frac{∆l_{\mathrm{ПЦ}}}{l}$=	–0,5	–0,206

 

Прочность на сжатие вдоль волокон у термированной лиственницы возросла до 30 %, что свидетельствует об улучшении ее механических характеристик. Термомодифицированная древесина является инновационным материалом, обладающим рядом существенных преимуществ перед обычной древесиной. Приобретенные свойства делают ее более эффективной в применении. Дальнейшие исследования и разработки в области термомодификации древесины позволят расширить возможности ее применения и оптимизировать технологические процессы.

Об авторах

Егор Романович Картомышев

Самарский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: kurtomyshev2005@gmail.com

студент, группа 23ФПГС108, факультет промышленного и гражданского строительства

Россия, Самара

Даниил Александрович Бабкин

Самарский государственный технический университет

Email: Babkind79@icloud.com

студент, группа 23ФПГС108, факультет промышленного и гражданского строительства

Россия, Самара

Дополнительные файлы