Визначення закономірностей стійкості термомодифікованої деревини ясена до вивітрювання

Автор(и)

  • Олександра Юріївна Горбачова Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0002-7533-5628
  • Сергій Миколайович Мазурчук Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0002-6008-9591
  • Василь Васильович Ломага Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0002-0569-9987
  • Наталія Володимирівна Буйських Національний університет біоресурсів і природокористування України, Україна https://orcid.org/0000-0003-3229-7235
  • Андрій Васильович Матвійчук Національна бібліотека України імені В. І. Вернадського, Україна https://orcid.org/0000-0003-4051-2484
  • Наталія Валентинівна Марченко Технічний комітет ТК-18 «Лісові ресурси», Україна https://orcid.org/0000-0003-1826-930X

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.322368

Ключові слова:

деревина, ясен, ступінь термомодифікування, вивітрювання, видалення вологи, тріщини всихання, міцність

Анотація

Вивітрювання термомодифікованої деревини негативно впливає як на зовнішній вигляд конструкцій, так і на фізико-механічні характеристики, що в подальшому визначає термін експлуатації. У зв’язку з цим об’єктом дослідження була стійкість деревини ясена різного ступеня модифікування до абіотичних факторів середовища. Встановлено, що стійкість кольору термомодифікованих зразків деревини є вищою у порівнянні з необробленими. Зменшення значення координати L від 68,4 до 33,6, свідчить про зниження показників світлості, тобто потемніння деревини. Аналіз зміни розмірів показав збільшене набрякання для необробленої деревини та становить 7,49 %, а для модифікованої за температури 200 °С – 1,75 %. Різниця показників всихання значно менша – 2,09 % для деревини ІІІ групи, що в 2 рази менше порівняно з необробленою. Отримані результати підтверджують, що термічне модифікування робить клітинні стінки деревини більш гідрофобними через усунення гідрофільних та гідроксильних груп геміцелюлоз. Встановлено лінійну залежність (R2≈1) зміни фізичних характеристик деревини залежно від її щільності обумовленої ступенем модифікування. Аналіз механічних властивостей показав, що термомодифікування підвищує в 2 рази стійкість деревини до навантажень стиску поперек волокон. Отже, комплексний підхід до аналізу впливу вивітрювання на естетичні, фізичні та механічні властивості термічномодифікованої деревини дозволяє виявити принципи стійкості матеріалу залежно від режиму обробки. Визначені механізми трансформації показників матеріалу сприяють встановленню оптимальних параметрів термічного модифікування, що покращують його характеристики. Це створює передумови для впровадження нових технологічних рішень, орієнтованих на екологічність та енергоефективність у виробництві

Біографії авторів

Олександра Юріївна Горбачова, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технологій та дизайну виробів з деревини

Сергій Миколайович Мазурчук, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Кандидат технічних наук, доцент

Кафедра технологій та дизайну виробів з деревини

Василь Васильович Ломага, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Доктор філософії (технічні науки), асистент

Кафедра технологій та дизайну виробів з деревини

Наталія Володимирівна Буйських, Національний університет біоресурсів і природокористування України

Кандидат технічних наук, старший викладач

Кафедра технологій та дизайну виробів з деревини

Андрій Васильович Матвійчук, Національна бібліотека України імені В. І. Вернадського

Кандидат політичних наук

Наталія Валентинівна Марченко, Технічний комітет ТК-18 «Лісові ресурси»

Кандидат технічних наук, доцент

Посилання

  1. Kránitz, K., Sonderegger, W., Bues, C.-T., Niemz, P. (2015). Effects of aging on wood: a literature review. Wood Science and Technology, 50 (1), 7–22. https://doi.org/10.1007/s00226-015-0766-0
  2. Kiktev, N., Nykyforova, L., Lendiel, T., Mazurchuk, P., Lendiel, M. (2023). Wireless Subsystem for Control Technological Parameters of Electrophysical Influence to Increase Plant Productivity. CEUR Workshop Proceedings, 3646, 149–159. Available at: https://ceur-ws.org/Vol-3646/Paper_15.pdf
  3. Pinchevska, O., Spirochkin, A., Oliynyk, R., Sedliačik, J. (2018). Selection of the efficient drying schedule in conventional chambers. Acta Facultatis Xylologiae, 60 (2), 125–134. https://doi.org/10.17423/afx.2018.60.2.12
  4. Horbachova, O., Buiskykh, N., Mazurchuk, S., Lomaha, V. (2024). Acetylation of Aspen and Alder Wood - Preliminary Tests. Key Engineering Materials, 986, 45–52. https://doi.org/10.4028/p-d9fylx
  5. Mattonai, M., Watanabe, A., Shiono, A., Ribechini, E. (2019). Degradation of wood by UV light: A study by EGA-MS and Py-GC/MS with on line irradiation system. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis, 139, 224–232. https://doi.org/10.1016/j.jaap.2019.02.009
  6. Fathi, H., Kazemirad, S., Nasir, V. (2021). Mechanical degradation of wood under ultraviolet radiation characterized by Lamb wave propagation. Structural Control and Health Monitoring, 28 (6). https://doi.org/10.1002/stc.2731
  7. Yorur, H., Kurt, S., Yumrutas, I. (2014). The Effect of Aging on Various Physical and Mechanical Properties of Scotch Pine Wood Used in Construction of Historical Safranbolu Houses. Drvna Industrija, 65 (3), 191–196. https://doi.org/10.5552/drind.2014.1328
  8. Han, L., Xi, G., Dai, W., Zhou, Q., Sun, S., Han, X., Guo, H. (2023). Influence of Natural Aging on the Moisture Sorption Behaviour of Wooden Structural Components. Molecules, 28 (4), 1946. https://doi.org/10.3390/molecules28041946
  9. Cai, C., Zhou, F. (2022). Sorption Characteristic of Thermally Modified Wood at Varying Relative Humidity. Forests, 13 (10), 1687. https://doi.org/10.3390/f13101687
  10. Liu, X. Y., Liu, M., Lv, M. Q., Lv, J. F. (2019). Photodegradation of three hardwood species by sunlight and xenon light sources. BioResources, 14 (3), 6909–6922. https://doi.org/10.15376/biores.14.3.6909-6922
  11. Horbachova, O., Tsapko, Y., Mazurchuk, S., Tsapko, O. (2022). Mobile technology of thermal modification of wood. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 13 (3). https://doi.org/10.31548/forest.13(3).2022.22-31
  12. Čermák, P., Rautkari, L., Horáček, P., Saake, B., Rademacher, P., Sablík, P. (2015). Analysis of Dimensional Stability of Thermally Modified Wood Affected by Re-Wetting Cycles. BioResources, 10 (2). https://doi.org/10.15376/biores.10.2.3242-3253
  13. Tsapko, Y., Horbachova, O., Mazurchuk, S., Tsapko, А., Sokolenko, K., Matviichuk, A. (2021). Determining patterns in reducing the level of bio-destruction of thermally modified timber after applying protective coatings. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (10 (113)), 48–55. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.242899
  14. Pedersen, N. B., Matthiesen, H., Blanchette, R. A., Alfredsen, G., Held, B. W., Westergaard-Nielsen, A., Hollesen, J. (2020). Fungal attack on archaeological wooden artefacts in the Arctic-implications in a changing climate. Scientific Reports, 10 (1). https://doi.org/10.1038/s41598-020-71518-5
  15. Björdal, C. G., Dayton, P. K. (2020). First evidence of microbial wood degradation in the coastal waters of the Antarctic. Scientific Reports, 10 (1). https://doi.org/10.1038/s41598-020-68613-y
  16. Tsapko, Y., Horbachova, O., Mazurchuk, S., Bondarenko, O. (2023). Research of certain aspects of improving the color resistance of thermomodified wood. World Multidisciplinary Civil Engineering-Architecture-Urban Planning Symposium WMCAUS 2022, 2928, 050009. https://doi.org/10.1063/5.0124506
  17. Tarmian, A., Mastouri, A. (2019). Changes in moisture exclusion efficiency and crystallinity of thermally modified wood with aging. IForest - Biogeosciences and Forestry, 12 (1), 92–97. https://doi.org/10.3832/ifor2723-011
  18. Teacă, C. A., Roşu, D., Bodîrlău, R., Roşu, L. (2013). Structural Changes in Wood under Artificial UV Light Irradiation Determined by FTIR Spectroscopy and Color Measurements – A Brief Review. BioResources, 8 (1). https://doi.org/10.15376/biores.8.1.1478-1507
  19. Cogulet, A., Blanchet, P., Landry, V. (2016). Wood degradation under UV irradiation: A lignin characterization. Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology, 158, 184–191. https://doi.org/10.1016/j.jphotobiol.2016.02.030
  20. Obataya, E., Zeniya, N., Endo-Ujiie, K. (2019). Effects of water-soluble extractives on the moisture sorption properties of spruce wood hygrothermally treated at 120°C and different humidity levels. Wood Material Science & Engineering, 16 (2), 124–131. https://doi.org/10.1080/17480272.2019.1635642
  21. Tsapko, Y., Horbachova, O., Likhnyovskyi, R., Mazurchuk, S., Tsapko, А., Buiskykh, N. et al. (2023). Establishment of patterns in the thermal modification of dry pine wood. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (10 (124)), 24–36. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2023.285509
  22. Bhat, I.-H., Abdul Khalil, H. P. S., Awang, K. B., Bakare, I. O., Issam, A. M. (2010). Effect of weathering on physical, mechanical and morphological properties of chemically modified wood materials. Materials & Design, 31 (9), 4363–4368. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2010.03.045
  23. Tsapko, Y., Bondarenko, O., Horbachova, O., Mazurchuk, S., Buyskikh, N. (2021). Research activation energy in thermal modification of wood. E3S Web of Conferences, 280, 07009. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202128007009
  24. Martín, J. A., López, R. (2023). Biological Deterioration and Natural Durability of Wood in Europe. Forests, 14 (2), 283. https://doi.org/10.3390/f14020283
  25. Tsapko, Y., Buiskykh, N., Likhnyovskyi, R., Horbachova, O., Tsapko, А., Mazurchuk, S. et al. (2022). Establishing regularities in the application of dry pine wood. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (10 (118)), 51–59. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.262203
Визначення закономірностей стійкості термомодифікованої деревини ясена до вивітрювання

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-02-28

Як цитувати

Горбачова, О. Ю., Мазурчук, С. М., Ломага, В. В., Буйських, Н. В., Матвійчук, А. В., & Марченко, Н. В. (2025). Визначення закономірностей стійкості термомодифікованої деревини ясена до вивітрювання. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(12 (133), 6–15. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2025.322368

Номер

Том 1 № 12 (133) (2025): Матеріалознавство

Розділ

Матеріалознавство

Ліцензія

Авторське право (c) 2025 Oleksandra Horbachova, Serhii Mazurchuk, Vasyl Lomaha, Nataliia Buiskykh, Andrii Matviichuk, Nataliia Marchenko

Creative Commons License

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.