Встановлення закономірностей просування фронту фазових перетворень при термічному модифікуванні деревини
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225310Ключові слова:
термічно модифікована деревина, ефективність модифікації, вологопоглинання, дифузія вологи, вологостійкість деревиниАнотація
Створення екологічно безпечних захисних матеріалів для будівельних конструкцій з деревини граба дозволить впливати на процеси стійкості і фізико-хімічні властивості термічно модифікованої деревини граба протягом певного часу до усунення останньої. Тому постає необхідність дослідження умов для дослідження фазових перетворень при високотемпературній дії на деревину та встановлення механізму термічного модифікування деревини граба. У зв’язку з цим розроблена математична модель процесу фазових перетворень при передаванні теплового потоку до деревини. За отриманими залежностями встановлено, що під час температурного впливу в деревині граба проходять ендотермічні фазові перетворення, що характеризуються поглинанням тепла та зміною кольору деревини. Зокрема, при температурному впливу у 200 °С, температура в деревині граба за рахунок хімічних змін в структурі компонентів клітинної стінки (лігнін, целюлоза та геміцелюлоза) знижується до 3 %. Встановлено, що у процесі термічного модифікування відбувається розпад геміцелюлоз і аморфної частини целюлози, зниження вологопоглинання, а також зменшується кількість речовин, які є середовищем для розвитку грибків. Крім того, лігнін і утворений псевдолігнін проходять процес полімеризації і перерозподілу по об’єму клітини. Разом з тим, надають стінкам клітин більшої щільності, твердості, підвищують гідрофобність (відштовхування води), тим самим зменшують здатність вбирати вологу і набрякати. Встановлено, що найбільш результативним параметром фазових перетворень є температура та час витримки. Наведено результати вологопоглинання та встановлено, що протягом 6 годин модифікування деревини вологопоглинання знижується понад 10 разів, що дозволяє використовувати а об’єктах з підвищеною вологою
Посилання
- Tsapko, Y., Tsapko, А., Bondarenko, O. (2019). Effect of a flameretardant coating on the burning parameters of wood samples. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2 (10 (98)), 49–54. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.163591
- Tsapko, Y., Lomaha, V., Bondarenko, O. P., Sukhanevych, M. (2020). Research of Mechanism of Fire Protection with Wood Lacquer. Materials Science Forum, 1006, 32–40. doi: http://doi.org/10.4028/www.scientific.net/msf.1006.32
- Tsapko, Y., Lomaha, V., Tsapko, А., Mazurchuk, S., Horbachova, O., Zavialov, D. (2020). Determination of regularities of heat resistance under flame action on wood wall with fire-retardant varnish. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (10 (106)), 55–60. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.210009
- Esteves, B. M., Pereira, H. M. (2008). Wood modification by heat treatment: A review. BioResources, 4 (1), 370–404. doi: http://doi.org/10.15376/biores.4.1.370-404
- Humar, M., Lesar, B., Kržišnik, D. (2020). Moisture Performance of Façade Elements Made of Thermally Modified Norway Spruce Wood. Forests, 11 (3), 348. doi: http://doi.org/10.3390/f11030348
- Humar, M., Repič, R., Kržišnik, D., Lesar, B., Cerc Korošec, R., Brischke, C. et. al. (2020). Quality Control of Thermally Modified Timber Using Dynamic Vapor Sorption (DVS) Analysis. Forests, 11 (6), 666. doi: http://doi.org/10.3390/f11060666
- Sandberg, D., Kutnar, A., Mantanis, G. (2017). Wood modification technologies – a review. iForest – Biogeosciences and Forestry, 10 (6), 895–908. doi: http://doi.org/10.3832/ifor2380-010
- Aytin, A., Korkut, S. (2015). Effect of thermal treatment on the swelling and surface roughness of common alder and wych elm wood. Journal of Forestry Research, 27 (1), 225–229. doi: http://doi.org/10.1007/s11676-015-0136-7
- Pelosi, C., Agresti, G., Lanteri, L., Picchio, R., Gennari, E., Lo Monaco, A. (2020). Artificial Weathering Effect on Surface of Heat-Treated Wood of Ayous (Triplochiton scleroxylon K. Shum). The 1st International Electronic Conference on Forests (IECF). Available at: https://www.researchgate.net/publication/345761222_Artificial_Weathering_Effect_on_Surface_of_Heat-Treated_Wood_of_Ayous_Triplochiton_scleroxylon_K_Shum
- Ugovšek, A., Šubic, B., Rep, G., Humar, M., Lesar, B., Thaler, N., Brischke, C. et. al. (2016). Performance of Windows and façade elements made of thermally modified Norway spruce (Picea abies). in different climatic conditions. Proceedings of the WCTE 2016-World Conference on Timber Engineering, Vienna, 9.
- Ugovšek, A., Šubic, B., Starman, J., Rep, G., Humar, M., Lesar, B. et. al. (2018). Short-term performance of wooden windows and facade elements made of thermally modified and non-modified Norway spruce in different natural environments. Wood Material Science & Engineering, 14 (1), 42–47. doi: http://doi.org/10.1080/17480272.2018.1494627
- Bonifazi, G., Serranti, S., Capobianco, G., Agresti, G., Calienno, L., Picchio, R. et. al. (2016). Hyperspectral imaging as a technique for investigating the effect of consolidating materials on wood. Journal of Electronic Imaging, 26 (1), 011003. doi: http://doi.org/10.1117/1.jei.26.1.011003
- Jones, D., Sandberg, D., Goli, G., Todaro, L. (2019). Wood Modification in Europe: a state-of-the-art about processes, products and applications. Firenze University Press, 123. doi: http://doi.org/10.36253/978-88-6453-970-6
- Janna, W. S. (2010). Engineering Heat Transfer. Boca Raton: CRC Press, 692.
- Potter, M. C. (2018). Engineering analysis. New York: Springer, 444.
- Temme, N. M. (1996). Special Functions: An Introduction to the Classical Functions of Mathematical Physics. Mathematics & Statistics. Applied Mathematics, 392. doi: http://doi.org/10.1002/9781118032572
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2021 Юрий Владимирович Цапко , Александра Юрьевна Горбачева , Алексей Юрьевич Цапко , Сергей Николаевич Мазурчук , Денис Лазаревич Завьялов , Наталья Владимировна Буйских
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
