CC BY
10
ISSN 1994-7836 (print) ISSN 2519-2477 (online)
УДК 674.038 Article info Received 18.02.2017
ДЕЯК1 ЕКСПЛУАТАЦШШ ВЛАСТИВОСТ1 НИЗЬКОЯК1СНО1
ДЕРЕВИНИ СОСНИ ЗВИЧАЙНО1
Н. В. Марченко, С. В. Новицький, Г. Б. 1ноземцев, В. М. Несвiдомiн
НУ бюресур^в i природокористування Украши, м. Кшв, Украша
Наведено результата експериментальних дослщжень деяких мехашчних властивостей сухос-тшноТ деревини сосни звичайноТ з КиТвськоТ обл. порiвияно з мщнюними параметрами здорово'1 де-ревини та нормативными значениями вiдповiдних показниюв, регламентованими чинними документами для дерев'яних будiвельних конструкцiТ. Подано графiки порiвияиня результатiв експериментальних дослiджень з визначення межi мiцностi при статичному згиш i стиску вздовж волокон го-рiльниковоТ деревини сосни iз ЖитомирськоТ обл. вiдразу та через десять мюящв пiсля пожежi. Установлено рацюнальш параметри гiдротермiчного оброблення ураженоТ бiоорганiзмами деревини сосни звичайноТ.
Ключоег слова: сосна, сухостш, горшьник, гiдротермiчне оброблення, фiзико-механiчнi власти-восп.
Вступ. Сьогоднi штерес до деревини, як MaTepiany
на OCHOBi ВВДНОВЛЮВаНИХ видiв СИрОВИНИ, CTpiMKO
зростае, тому що елементи з деревини належать до класу легких бyдiвeльних конструкцш, застосування яких е одним з важливих напрям1в пiдвищeння ефек-тивностД бyдiвeльного виробництва.
Однак змiни в ^мап призвели до значного потеп-лiння в Укра!ш, що стало причиною поширення хвороб лку i шкiдникiв, якi спричинили масове всихання дepeвостaнiв хвойних поpiд. Останшми роками в лДсо-вих насадженнях Укра!ни спостepiгaеться негативна динaмiкa збшьшення (до 30 %) площ - дточих осеред-к1в хвороб лку по всiх peгiонaх. Так, 60 % площ су-ц1льних саштарних рубок було проведено через пош-кодження насаджень хворобами (Riven zahrozy, 2017).
До того ж, величезно! шкоди лiсовомy господар-ству кра!ни завдають лiсовi пожeжi, але, як вДдомо (Kuryanova et al., 2011), сосна належить до поpiд, як можуть залишатися життездатними нaвiть шсля неод-норазових низових лiсових пожеж. Однак величина впливу пожеж на яюсть ще! деревини сьогоднi потре-буе масштабних дослiджeнь.
Варто зазначити, що така деревина, як сухостш та горшьник може бути значним резервом у будгвельнш та сушжних галузях. Проте, хоча влaстивостi та по-казники здорово! деревини сосни вiдомi давно, даних про сухостшну та гор1льникову деревину ще! породи небагато. Тому з метою подальшого встановлення ра-щональних шляхДв використання тако! деревини у на-цiонaльномy господapствi, потрД6но здшснити дослД-дження з визначення бюлопчно! стшкосп та мщносп залежно вДд умов експлуатаци.
Мета досл1дження - вивчення eксплyaтaцiйних властивостей низькояюсно! деревини сосни звичайно!.
Методика i матер1али досл1джень. У рамках ще! роботи проведено дослiджeння з виявлення житте-здатних пф1в гри6Дв шсля гiдpотepмiчного оброблення за рДзних температур i вДдносно! вологосп повДтря за допомогою лабораторного мкроскопа марки XS-3320 MICROmed (з 1600-кратним зб1льшенням).
Для проведения випробувань вiдiбpaно 4 групи по 36 зразюв перетином 30*20*20 сухостшно! деревини сосни звичайно! оpiентовним вДком всихання до одно-
го року з центрально! частини Украши, а саме Ки!всь-ко! обл. Процес r^poTepMi4Horo оброблення проводили за стерильних умов до кшцево! вологостi зразюв 12 % у комбiнацiях параметр1в оброблення, зазначе-них у табл. 1.
Табл. 1. Режими r^poTepMi4Horo оброблення сухостшно'1
Номер Температура сушшня Вологють агента
режиму t, °С сушшня ф, %
1 77 0,27
2 100 0,25
3 120 0,21
З кожного дослщного зразка, зокрема i контроль-них, якi не зазнали гiдротермiчного оброблення, взяли проби для визначення наявносп життездатних гiфiв гриб1в. Кожну iз проб зi стерильних висушених зраз-кiв розмiщували в чашщ Петрi на живильному сере-довищi Сабуро за (ООБТ 9.048-89, 1991). Чашки Пет-рi витримували за температурi 29±2 °С i ввдносно! во-логостi повiтря не бшьше 90 % упродовж 28 дшв.
Для визначення мiцнiсних параметр1в сухостшно! деревини сосни здшснювали дослiдження на зразках з Ки!всько! обл. рiзного орiентовного вiку всихання (вiд 1 до 3 роюв). Водночас у рамках цього експерименту дослiджували зразки сосни гориьниюв Житомирсько! обл. шсля низових пожеж. Варто зауважити, що вiдбiр зразюв горшьниково! деревини сосни проводили з комлево! та серединно! частин стовбур1в дерев, заго-товлених вiдразу пiсля пожежi та через десять мкящв.
Загальнi вимоги до ввдбору зразк1в, проведения фь зико-мехашчних випробувань властивостей деревини на малих чистих зразках регламентуе (ООБТ 16483.0-89, 1990).
Планом експерименту передбачали визначення таких фiзико-механiчних параметрiв: модуля пружносп при статичному згинi за (ООБТ 16483.9-73, 1974), ме-жi мiцностi при статичному згинi за ГОСТ 16483.3-84 (ООБТ 16483.3-84, 1986), межi мiцностi при стиску вздовж волокон за (ООБТ 16483.10-73, 1974), щщь-ностi за (ООБТ 16483.1-84, 1985). Експерименти проводили за допомогою ушверсально! розривно! маши-ни Р-5. Отриманi значення фiзико-механiчних пара-метр1в пор1внювали з показниками здорово! деревини
Citation APA: Marchenko, N., Novitsky, S., Inozemtsev, G., & Nesvidomin, V. (2017). Some Exploitation Properties of Pine Wood. Scientific Bulletin of UNFU, 27(1), 157-159. Retrieved from http://nv.nltu.edu.ua/index.php/journal/article/view/188
Scientific Bulletin of UNFU, 2017, vol. 27, no 1 157
сосни в1дпов1дного регюну походження 1 показника-ми мщносп для буд1вельно! деревини, регламентова-ними ДБН В.2.6-161:2010 "Конструкцп будинюв 1 споруд. Дерев'яш конструкцп".
Результати дослвдження. Унаслщок проведених дослвджень виявлено пфи гриб1в на мшрозр1зах центрально!, перехвдно! та заболонно! зон деревини, знач-не скупчення яких спостер1гали у кштинах серцевин-них промешв I трахеТдах заболош (рис. 1).
Рис. 1. Знiмки мiкрозрiзiв деревини сосни звичайноТ: а) за 160-кратного збiльшення; б) за 640-кратного збшьшення; 1 зона деревини; 2 - шзня зона деревини; 3 - скупчення гiфiв у кштинах серцевинних променiв
рання
Встановлено, що ращональними параметрами пд-ротерм1чного оброблення сухостшно! деревини сосни звичайно! е температура (/) 120 °С 1 ввдносна воло-псть пов1тря (ф) 0,21. У зразках деревини, як зазнали оброблення за цих параметр1в, життездатних пф1в гриб1в не виявлено, на вщм1ну вщ шших зразк1в, в яких спостер1гали продовження розвитку гриб1в.
У табл. 2 наведено результати експериментальних дослвджень деяких ф1зико-мехашчних властивостей сухостшно! деревини сосни звичайно! пор1вняно з мщшсними параметрами здорово! деревини 1 норма-тивними значениями вщповвдних показник1в, регла-ментованими ДБН В.2.6-161:2010 "Конструкцн бу-динюв 1 споруд. Дерев'яш конструкцн".
Табл. 2. Показники (фпико-мшшсних властивостей сухостшно'! деревини сосни звичайно'1
того вогню та високих температур на мщшсш пара-метри заготовлено! деревини.
90
84,7
85
80
75
70
65
Здорова деревина Комлева частина Серединна частина горшого стовбура горшого стовбура
Назва Орieнтовнi роки всихання Здорова деревина ДБН В.2.6-161:2010
1 2 3
Модуль пружносп при статичному згиш, ГПа 15,38 ±0,6 15,4 7±0,5 16,1 0± 17,6±0,7 0,4
Межа мiцностi при статичному згиш, МПа 81,72 ±0,4 62,6 7±0,8 59 1 4±0,3 73±1,5 80
Межа мщносп при стиску вздовж волокон, МПа 52,54 ±1,1 51,7 9±1,9 44,1 9±0,9 54,5±2,1 44
Середня щiльнiсть, кг/м3 624568 509531 439457 460-530 -
На рис. 2 подано результати експериментальних дослвджень мщшсних параметр1в гор1льниково! деревини сосни звичайно!, заготовлено! вщразу та через десять м1сящв шсля пожеж!
З рис. 2 видно, що зразки, ввдбраш через десять м1сящв шсля пожеж1, мають менш1 показники мщнос-т1, шж зразки, що взяли ввдразу. Ц результати св1д-чать про змши у мшро- та макроструктур! деревини, а ввдповщно, 1 е свщченням негативного впливу вщкри-
Здорова деревина Комлева частина Серединна частина б) горшого стовбура горшого стовбура
Рис. 2. Результати дослвдження мщносп деревини сосни з го-ршьнишв: 1) зразки, вдабраш вiдразу шсля пожежi; 2) зразки, вiдiбранi через десять мюящв пiсля пожежi а) на статичний згин; б) на стиск вздовж волокон
Висновки:
1. Для запоб^ання подальшому поширенню грибiв у де-
ревинi сосни звичайно!', призначено! для столярно-
158
Scientific Bulletin of и^и, 2017, vol. 27, по 1
бущвельного напряму використання, доцiльно прово-дити пдротер]шчне оброблення уражено'Т деревини з температурою сушильного агента (t) 120°С i вщнос-ною вологiстю (ф) 0,21.
2. Використовувати сухостшну та горшьникову деревину сосни звичайно! як будiвельний матерiал можли-во. Проте, у разi виготовлення конструкцiйних еле-ментiв, як1 мають нести навантаження на статичний згин, краще використовувати сухостшну деревину з орieнтовним вжом усихання до одного року та горшьникову з комлево'Т частини стовбура.
3. Результати експериментальних дослщжень дають змогу обгрунтувати деяю рекомендацп з використання сухостшно'Т та горшьниково'Т деревини сосни звичайно!', а також отримати величини нормативних опо-рiв для проектування i розрахунку дерев'яних конструкцiй.
Перелiк використаних джерел
GOST 16483.0-89. (1990). Drevesina. Obshhie trebovaniya k fizi-ko-mexanicheskim ispytaniyam [Wood. General requirements for physical and mechanical testing], June 30. Moscow: Izdatelstvo standartov, p. 11. [In Russian].
GOST 16483.10-73. (1974). Drevesina. Metody opredeleniya predela prochnosti pri szhatii vdol volokon [Wood. Methods for de-
termining the ultimate compressive strength along fibers], June 30. Moscow: Izdatelstvo standartov, p. 7. [In Russian].
GOST 16483.1-84. (1985). Drevesina. Metody opredeleniya plot-nosti [Wood. Methods for determining the density], June 30. Moscow: Izdatelstvo standartov, p. 13. [In Russian].
GOST 16483.3-84. (1986). Drevesina. Metod opredeleniya predela prochnosti pri staticheskom izgibe [Wood. Method for determining the ultimate strength in static bending], June 30. Moscow: Izdatelstvo standartov, p. 21. [In Russian].
GOST 16483.9-73. (1974). Drevesina. Metody opredeleniya modul-ya uprugosti pri staticheskom izgibe [Wood. Methods for determining the modulus of elasticity in static bending], June 30. Moscow: Izdatelstvo standartov, p. 14. [In Russian].
GOST 9.048-89. (1991). Edinaya sistema zashhity ot korrozii i sta-reniya. izdeliya texnicheskie. metody laboratornyx ispytanij na stojkost k vozdejstviyu plesnevyx gribov [Unified system of protection against corrosion and aging. Technical products. Methods of laboratory tests for resistance to mold fungi] June 30. Moscow: Izdatelstvo standartov, p. 23. [In Russian].
Kuryanova, T. K., Platonov, A. D., Kosichenko, N. E. et al. (2011). Vliyanie vida pozhara na strukturu i kachestvo drevesiny sosny [Influence of the type of fire on the structure and quality of pine wood]. Scientific Journal of KubSAU, 10(74), 785-798. Retrieved from http://ej.kubagro.ru/2011/10/pdf769.pdf. [In Russian].
Riven zahrozy. (2017). Retrieved from http://www.ekom-form.com.ua/index.php? option=com_content&view=artic-le&id=99 %3A2014 07 14 07 22 00&catid=7 %3A2009 07 06 09 51 16&Itemid=41&lang=ru [In Ukrainian].
Н. В. Марченко, С. В. Новицкий, Г. Б. Иноземцев, В. Н. Несвидомин
НЕКОТОРЫЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫЕ СВОЙСТВА НИЗКОКАЧЕСТВЕННОЙ
ДРЕВЕСИНЫ СОСНЫ ОБЫКНОВЕННОЙ
Приведены результаты экспериментальных исследований некоторых механических свойств сухостойной древесины сосны обыкновенной из Киевской обл. по сравнению с прочностными параметрами здоровой древесины и нормативными значениями соответствующих показателей, регламентированными действующими документами для деревянных строительных конструкций. Представлены графики сравнения результатов экспериментальных исследований по определению предела прочности при статическом изгибе и сжатии вдоль волокон горельниковой древесины сосны из Житомирской обл. сразу и через десять месяцев после пожара. Установлены рациональные параметры гидротермической обработки, пораженной биоорганизмами древесины сосны обыкновенной.
Ключевые слова: сосна, сухостой, горельник, гидротермическая обработка, физико-механические свойства.
N. V. Marchenko, S. V. Novitsky, G. B. Inozemtsev, V. M. Nesvidomin SOME EXPLOITATION PROPERTIES OF PINE WOOD
Deadwood and burnt wood could be a great reserve in the construction and related industries. Although the properties and performance of healthy pine wood are known, there is practically no information on deadwood and burnt wood. Therefore, to further establish sustainable ways of using such wood, the biological durability and strength depending on operating conditions should be studied. The authors of the study determined some strength parameters on samples of pine deadwood from the Kiev region of different indicative age of desiccation (from 1 to 3 years) and on samples pine burnt wood of Zhytomyr region after grassroots fires. As a result of studies we founded hyphae of fungi on microsections of central and transitional zones of sap wood. Most hyphae were accumulated in cells of medullary rays and sap tracheids. The scientists have also shown the experimental results of some physical and mechanical properties of pine deadwood compared to healthy wood strength parameters and normative values for building constructions. These results suggest changes in micro- and macrostructure of wood, and therefore evidence of negative effects of fire and high temperatures on the strength parameters of harvested timber. Thus, we have concluded that pine deadwood and burnt wood can be used as a building material. However, in the case of manufacturing structural elements that have to bear the load on static bending, it is better to use deadwood indicative age of desiccation of one year and burnt wood from butt part of the trunk. The results of experimental studies allows some recommendations on using of pine deadwood and burnt wood and receive regulatory resistance values for the design and calculation of wooden structures.
Keywords: pine; deadwood; burnt wood; hydrothermal treatment; physical and mechanical properties.
1нформащя про aBTopiB:
Н. В. Марченко, канд. техн. наук, доцент, НУ бюресурав i природокористування УкраТни, м. КиТв, УкраТна.
E-mail: [email protected] С. В. Новицький, асшрант, НУ бюресурав i природокористування УкраТни, м. КиТв, УкраТна.
E-mail: [email protected] Г. Б. 1ноземцев, д-р техн. наук, професор, НУ бюресурав i природокористування УкраТни, м. КиТв В. М. Несвщомш, д-р техн. наук, професор, НУ бюресурав i природокористування УкраТни, м. КиТв
Scientific Bulletin of UNFU, 2017, vol. 27, no 1
159
