CC BY
10УДК 691.11:674.0 48
М.О. БАТИН, канд. техн. наук, А.П. ПИЧУГИН, д-р техн. наук (gmunsau@mail.ru), В.Ф. ХРИТАНКОВ, д-р техн. наук, А.Ю. КУДРЯШОВ, канд. техн. наук
Новосибирский государственный аграрный университет (630039, г. Новосибирск, ул. Добролюбова, 160)
Повышение биологической стойкости полов из модифицированной древесины введением наноразмерных добавок
Известна низкая способность деревянных полов сопротивляться воздействию влаги и различных коррозионных сред. При этом отмечены снижения прочности и деформативности, что приводит к выходу из строя полов животноводческих помещений. Предложена технология модифицирования древесины полимерными композициями и устройство из нее полов. На основании проведенного комплекса исследований определены оптимальные составы с наноразмерными добавками, обеспечивающими повышенные эксплуатационные характеристики. Установлено, что кроме повышения физико-механических свойств и биостойкости древесина, модифицированная фенолоспиртами с нанодобавками, обладает пониженным содержанием свободного фенола. Предлагаемые методы модификации древесины полимерными составами с наноразмерными добавками направленного действия обеспечивают значительное уменьшение межремонтных периодов, сокращают трудовые, материальные и энергетические затраты.
Ключевые слова: деревянные полы, модифицированная древесина, фенолоспирт, наноразмерные добавки, биостойкость.
Для цитирования: Батин М.О., Пичугин А.П., Хританков В.Ф., Кудряшов А.Ю. Повышение биологической стойкости полов из модифицированной древесины введением наноразмерных добавок // Строительные материалы. 2018. № 1-2. С. 52-57.
M.A. BATIN, Candidate of Sciences (Engineering), A.P. PICHUGIN, Doctor of Sciences (Engineering) (gmunsau@mail.ru), V.F. KHRITANKOV, Doctor of Sciences (Engineering), A.Y. KUDRYASHOV, Candidate of Sciences (Engineering) Novosibirsk State Agrarian University (160, Dobrolyubova Street, Novosibirsk, 630039, Russian Federation)
To Improve the Biological Resistance Floors Made of Modified Wood the Introduction of Nanoscale Additives
Known low capacity wooden flooring to resist moisture and various corrosive environments. This marked reduction in strength and deformability, which leads to failure of the floors of livestock buildings. The proposed technology modification of wood-polymer compositions and device of her sexes. On the basis of the conducted complex studies to determine optimal formulations of nanosized additives, providing increased performance. It is established that in addition to increasing physico-mechanical properties and decay resistance of wood modified with a phenol-alcohols with nano-additives, has a low content of free phenol. The proposed methods modification of wood polymer compounds with nano-sized additives directed action provides a significant reduction in turnaround periods, reduce labor, material and energy costs.
Keywords: wooden floors, modified wood, peneloper, nanoscale additives, bio-stability.
For citation: Batin M.A., Pichugin A.P., Khritankov V.F., Kudryashov A.Y. To improve the biological resistance floors made of modified wood the introduction of nanoscale additives. Stroitel'nye Materialy [Construction materials]. 2018. No. 1-2, pp. 52-57. (In Russian).
Для продления сроков службы деревянных полов, а также для замены ценной хвойной древесины на древесину низкосортных лиственных пород были предложены новые технологические решения и устройство полов из модифицированной полимерами древесины. Известно, что деревянные полы из обычной древесины быстро насыщаются влагой, деформируются и выходят из строя в течение одного-полутора лет, поэтому выходом из создавшегося положения может быть их изготовление из модифицированной полимерными композициями древесины. Модифицирование представляет собой сквозную пропитку древесины березы полимерными составами, в результате чего получается новый композиционный материал со свойствами, превышающими показатели исходных веществ.
Для реализации этой задачи была разработана технология получения модифицированной полимерными связующими с добавками направленного действия древесины для обеспечения длительной эксплуатации полов животноводческих помещений. При этом были выполнены следующие этапы работ. Определены закономерности формирования структуры композиционных материалов при модифицировании полимерными связующими с различными добавками; установлены зависимости прочностных, деформативных свойств, биоло-
To extend the service life of wooden floors, as well as to replace valuable coniferous wood with low-grade hardwood, new technological solutions and the installation of floors from wood modified with polymers were proposed. Modification is a continuous impregnation of birch wood with polymeric compositions resulting in a new composite material with properties exceeding the values of the starting materials. It is known that wooden floors made of ordinary wood are quickly saturated with moisture, deformed and fail during one to one and a half years, so the way out of the created situation can be their production from wood modified with polymer compositions.
To realize this task, a technology was developed for the production of wood modified by polymeric binders with wood directional additives to ensure long-term exploitation of the floors of cattle-breeding premises. The following stages of work were performed. The regularities in the formation of the structure of composite materials are determined when modified with polymeric binders with various additives; The dependences of strength, deformative properties, biological and corrosion resistance are established at impregnation with various compositions with directional action additives; The methods for increasing the operational parameters have been developed by first introducing nanosized components into the polymer composition [1—3].
5
5.J
3
2
1
гическои и коррозионной стоикости при пропитке различными композициями с добавками направленного действия; разработаны способы повышения эксплуатационных показателей путем предварительного введения в полимерную композицию на-норазмерных составляющих [1—3].
Важнейшей характеристикой материала для полов животноводческих помещений является способность его сопротивляться воздействию влаги и различных растворов коррозионных сред без допустимого снижения прочности и деформативности. Известно, что при увлажнении древесина изменяет свои геометрические размеры, т. е. набухает. Если же это происходит в стесненных условиях, например в металлической обойме, то внутри массива материала древесины возникают существенные давления набухания, что может быть зафиксировано специальным прибором пружинного типа. С целью определения данного вида воздействий на модифицированную фенолоспиртом с наноразмер-ными добавками древесину были выполнены серии испытаний для изучения изменения давления набухания при циклических испытаниях [3—7]. На рис. 1, 2 представлены кривые зависимости давления набухания и свободного разбухания древесины в различных условиях испытаний при различных сочетаниях модифицирующих композиций на основе фенолоспирта и нанораз-мерных добавок направленного действия [3].
Давление набухания для натуральной древесины только в начальный период имеет достаточно высокое значение, а после десяти циклов попеременного увлажнения и высушивания этот процесс стремится к затуханию. В то же время величина свободного разбухания натуральной древесины имеет самые большие значения и доходит до 8—9%. При этом следует отметить, что показатели давления набухания и свободного разбухания для модифицированной древесины во всех случаях имеют значительно более высокие показатели, превосходящие значения для натуральной древесины в несколько раз. Показатели разбухания древесины в два-три раза меньше по сравнению с натуральной древесиной при модифицировании обычным фенолоспиртом. При введении наноразмерных добавок это различие составляет более трех—пяти раз. Таким образом, можно сделать вывод, что модификация древесины фенолоспиртом с наноразмерными добавками существенно влияет на влажностные характеристики материала, что особенно важно для таких конструкций, как полы животноводческих помещений [1—3, 6—9].
Вышеприведенные данные были получены на образцах с максимальным содержанием полимера в модифицируемой древесине, поэтому было необходимо определить минимальное содержание полимерной композиции, приводящей к значительному снижению величины разбухания в воде в тангенциальном направлении. Приведенные кривые разбухания модифицированной древесины свидетельствуют о том, что уже при 10—15% содержания полимера древесина становится водостойкой к разбуханию.
Установлено, что для обеспечения требуемой биологической и коррозионной стойкости деревянных элементов полов в состав полимерной композиции целесообразно введение 10—15% наноразмерных добавок, состоящих из 30% раствора кремнезоля (КЗ) и 2—4% трехпроцентной дисперсии углеродных нанотрубок (УНТ), что приводит к увеличению прочности мате-
^_________ 4
-—3
// —'———
1
10
0 10 20 30 40 Продолжительность испытаний, циклы Duration of the test, cycles
Рис. 1. Изменение давления набухания модифицированной древесины: 1 - натуральная древесина; 2 - фенолоспирт; 3 - феноло-спирт + кремнезоль; 4 - то же + УНТ Fig. 1. Change in the swelling pressure of the modified wood: 1 - natural wood; 2 - phenol alcohol; 3 - phenol alcohol + silica sol; 4 - the same, + CNT
2
0 10 20 30 40
Продолжительность испытаний, циклы Duration of the test, cycles
Рис. 2. Изменение свободного разбухания модифицированной древесины: 1 - натуральная древесина; 2 - фенолоспирт; 3 - феноло-спирт + кремнезоль; 4 - то же + УНТ Fig. 2. Change in the free swelling of the modified wood: 1 - natural wood; 2 - phenol alcohol; 3 - phenol alcohol + silica sol; 4 - the same, + CNT
The most important characteristic of the material for the floors of livestock buildings is its ability to resist moisture and various solutions of corrosive media without permissible reduction in strength and deformability. It is known that when humidified, the wood changes its geometric dimensions, i.e. swells. If this occurs in cramped conditions, for example, in a metal cage, then substantial swelling pressure arises inside the massif of the wood material, which can be fixed by a special spring-type device. To determine this type of impact on a modified phenol-alcohol with nano-sized wood additives, a series of tests were performed to study the change in swelling pressure during cyclic tests [3—7]. Figures 1, 2 show the dependence of the swelling pressure and free swelling of the wood under various test conditions for various combinations of modifying compositions based on phenol alcohol and nanosized directional additives [3].
The swelling pressure for natural wood only in the initial period has a sufficiently high value, and after ten cycles of alternate moistening and drying this process tends to attenuation. At the same time, the value of free swelling of natural wood is the highest and reaches up to eight to nine percent. At the same time, it should be noted that indicators of swelling pressure and free swelling for modified wood in all cases have significantly higher values, exceeding values for natural wood by several times. Especially the indicators of wood swelling, which are two to three times less than natural wood when modified with conventional phenol-alcohol. With the introduction of nanosized additives, this difference is more than three to five times. Thus, it can be concluded that the modification of wood with a phenol alcohol with nano-sized additives significantly affects the moisture characteristics of the material, which is especially important for structures such as cattle-breeding floors [1-3, 6-9].
The above data were obtained on samples with the maximum polymer content in the wood being modified, so it was necessary to determine the minimum content of the polymer composition leading to a significant decrease in the swelling in the water in the tangential direction. The resulted curves of swelling of the modified wood testify that already at 10-15% of the polymer content the wood becomes water resistant to swelling. It has been found that, in order to ensure the required biological and corrosion resistance of wood floor elements, it is advisable to incorporate 10-15% of nanoscale additives consisting of a 30% silica solution (SS) and 2-4% of a 3% dispersion of carbon nanotubes (CNTs) into the composition of the polymer composition, which leads to increase the strength of the material by 30-40% due to the catalytic effect and hardening of the structure. This fact is confirmed by the results of thermomechanical, thermogravimetric and IR spectroscopic studies (Table) [3].
lj научно-технический и производственный журнал
;Ы ® январь/февраль 2018 бэ"
Стойкость модифицированной древесины в серной кислоте и растворе едкого калия
Показатель Index Сосна натуральная Pine tree natural Береза натуральная Birch natural Береза модифицированная Birch modified
Фенолоспирт Phenolo alcohol Фенолоспирт + КЗ Fenolo alcohol + SS Фенолоспирт + УНТ Fenolo alcohol + CNT
Условный предел прочности при сжатии поперек волокон, МПа Conditional ultimate compressive strength across fibers, MPa 15,1 6,7 17,5 9,4 25,4 18,2 25,9 20,4 27.1 17.2
То же, после 30 сут выдержки в 0,1N растворе КОН при 80оС, МПа The same, after 30 days of storage in a 0.1N KOH solution at 80°C, MPa 12,2 3,5 12,1 3,6 20,1 12,1 21 12,1 23.4 11.5
То же, после 30 сут выдержки в 1N растворе серной кислоты при 80оС, МПа The same, after 30 days in a 1N solution of sulfuric acid at 80°C, MPa 8,1 2,5 7 2,4 14,4 7,2 16,8 9,4 18 12,9
То же, после 18 мес выдержки в 0,1N растворе КОН при 20-25оС, МПа The same, after 18 months aging in 0.1N KOH solution at 20-25°C, MPa 11 3,1 10,7 3,2 22,6 16,1 23,2 18,9 26,1 19,4
Прочность при статическом изгибе, МПа Static bending strength, MPa 135,2 42 168,3 53,9 162,1 111,2 183.3 119.4 192 124,1
То же, после 30 сут выдержки в 0,1N растворе КОН при 80оС, МПа The same, after 30 days aging in a 0.1N KOH solution at 80°C, MPa 88,1 28,4 72,6 24,6 168,3 84 170 80,8 184,1 81,5
То же, после 30 сут выдержки в 1N растворе серной кислоты при 80оС, МПа The same, after 30 days soaking in a 1N solution of sulfuric acid at 80°C, MPa 50,2 18,9 41 18 104 56,2 106,2 50,4 110,9 48,6
То же, после 18 мес выдержки в 0,1N растворе КОН при 20-25оС, МПа The same, after 18 months aging in 0.1N KOH solution at 20-25°C, MPa 80,5 24,8 70,9 21,1 144 100,6 146,4 108,1 161 126,4
Примечание. Над чертой - прочность в абсолютно сухом состоянии; под чертой - в водонасыщенном. Note. Above the line - strength in absolutely dry condition; below the line - in a water-saturated one.
риала на 30—40% за счет каталитического эффекта и упрочнения структуры. Данный факт подтвержден результатами термомеханических, термогравиметрических и ИК-спектроскопических исследований (см. таблицу) [3].
Показано, что введение в состав полимерной композиции 10—15% наноразмерных добавок, состоящих из 30% раствора кремнезоля и 2—4% трехпроцентной дисперсии углеродных нанотрубок позволяет снизить в полтора-два раза количество свободного фенола и формальдегида, что придает материалу экологическую безопасность при обеспечении повышенной водо-, био- и коррозионной стойкости. При этом сохраняются фунги-цидные свойства, способствующие длительному сопротивлению эксплуатационных воздействий и агрессивных сред животноводческих помещений.
Степень наполнения древесины модифицирующей композицией зависит не только от вязкости пропитывающего состава и влажности исходной древесины, но и от продолжительности и давления в автоклаве или пропитывающем сосуде, что определяет полноту и равномерность заполнения пор и капилляров модификатором. Отработка режимов модифицирования древесины составами на основе фенолоспирта с наноразмерными добавками осуществлялась вначале на лабораторной установке. При этом фиксировалось время обработки и
It is shown that the introduction of 10—15% nanoscale additives in a polymer composition consisting of a 30% silica solution and 2—4% of a 3% dispersion of carbon nanotubes makes it possible to reduce by half or two times the amount of free phenol and formaldehyde, which gives the material ecological safety while providing increased water-, bio- and corrosion resistance. At the same time, fungicidal properties are maintained, contributing to long-term resistance to operational influences and aggressive environments of livestock buildings.
The degree of filling of the wood with the modifying composition depends not only on the viscosity of the impregnating composition and moisture of the original wood, but also on the duration and pressure in the autoclave or impregnating vessel, which determines the completeness and uniformity of filling the vessels and capillaries with a modifier. The elaboration of the modes of wood modification with compositions based on phenol alcohol with nano-sized additives was carried out first in a laboratory installation. At the same time, the processing time and the pressure under which the material was saturated were recorded. Since the process of modification has a decaying character in time, i. e. up to the maximum degree of saturation, it was necessary to determine the optimum value of these parameters [3, 6—10].
Taking into account the industrial conditions for the operation of industrial autoclaves at the factories of the
давление, под которым производилось насыщение материала. Поскольку процесс модифицирования носит затухающий характер во времени, т. е. до максимальной степени насыщения, то необходимо было определить оптимальное значение этих параметров [3, 6—10].
Учитывая производственные условия по работе автоклавов на заводах промышленности строительных материалов по созданию максимального избыточного давления — не более 0,8—1,2 МПа, экономически выгодным может быть вариант изменения времени пропитки при максимальных значениях путем постепенного снижения давления. Для повышения эффективности при создании максимального давления в пропиточном сосуде необходимо исключить нахождение воздуха в массиве модифицируемой древесины, создавая предварительно глубокий вакуум (8,6—9,4)-10-4 Па, что также требует определенных затрат времени и энергии. Кроме того, после модифицирования необходимо осуществлять вакуумирование для удаления излишнего количества пропитывающей композиции. Поэтому суммарный технологический процесс будет складываться из нескольких операций, что по времени будет составлять от четырех до двенадцати часов. Были определены оптимальные соотношения величины давления и времени выдержки под давлением при пропитке низковязкими полимерными композициями, зависящие от длины пропитываемых изделий [8—12].
Предложенная технология модифицирования древесины лиственных пород предусматривает использование модификаторов фенольного типа, представляющих низковязкие водоразбавляемые олигомеры типа феноло-спиртов с добавкой наноразмерных компонентов. Модифицирующую композицию разбавляют водой до условной вязкости 12—25 с по вискозиметру ВЗ-4 при температуре 20оС. Таким образом, содержание сухого остатка в композиции варьируется от 20 до 30%, а наличие свободных фенола и формальдегида не превышает 2%. В процессе отверждения в структуре древесины указанные компоненты реагируют между собой так, что в конечном продукте — модифицированной древесине содержание токсичных веществ незначительно [3, 15].
Древесина заполняет примерно половину объема пропиточного цилиндра, а объем расходных емкостей в 3—4 раза превышает объем свободного пространства в цилиндре. С целью экономии полимерной композиции и энергии на ее перемещение практиковался способ пропитки древесины в ванне, помещаемой в цилиндр. Перемешивание фенолоспирта с добавками и водой происходит в процессе их перекачивания насосами и заполнения цилиндра пропиточным раствором. В случае пропитки по способу полного поглощения в цилиндре перед подачей раствора модификатора фенольного типа, представляющего собой низковязкие водоразбавляемые фенолоспирты с добавлением наноразмерных компонентов, вакуум-насосом создается разрежение глубиной (8,6—9,4)-10-4 Па. После достижения заданно -го значения вакуума древесина в цилиндре выдерживалась при работающем вакуум-насосе в течение расчетного времени. Раствор олигомера подавался насосом из расходной емкости и целиком заполнял пропиточный цилиндр, после чего вакуум-насос отключался. Затем включался компрессор, создавая избыточное давление 0,8—0,9 МПа. При указанном давлении продолжительность выдержки зависит от размера заготовок и необходимой степени поглощения раствора древесиной, определяемой по номограмме. После выдержки под давлением раствор откачивался в резервную емкость и цилиндр освобождался от древесины и очищался.
После пропитки осуществляется термообработка пропитанных заготовок. Режим сушки состоит из нескольких этапов: сначала материал нагревается при вы-
building materials industry to create the maximum excess pressure - no more than 0.8-1.2 MPa, it may be economically advantageous to change the impregnation time at the maximum values by gradually reducing the pressure. To increase the efficiency when creating the maximum pressure in the impregnating vessel, it is necessary to exclude the presence of air in the massif of the modified wood, creating a previously deep vacuum (8.6-9.4)-10-4 Pa, which also requires certain time and energy. In addition, and after the modification, it is necessary to vacuum to remove an excessive amount of the impregnating composition. Therefore, the total technological process will be composed of several operations, which in time will be from four to twelve hours. Optimum ratios of pressure and holding time under pressure were determined when impregnated with low viscosity polymeric compositions depending on the length of impregnated articles [8-12].
The proposed technology for modifying hardwood species involves the use of phenolic type modifiers, which are low viscosity water-soluble oligomers such as phenol-alcohols with the addition of nanosized components. The modification composition is diluted with water to a conventional viscosity of 12-25 s by a B3-4 viscometer at a temperature of 20°C. Thus, the content of the dry residue in the composition varies from 20 to 30%, and the presence of free phenol and formaldehyde does not exceed two percent. During the curing process in the wood structure, these components react with each other so that the content of toxic substances is insignificant in the final product - modified wood [3, 15].
The wood fills approximately half the volume of the impregnation cylinder, and the volume of the consumable containers is 3-4 times larger than the amount of free space in the cylinder. In order to save the polymer composition and energy for its transfer, a method of impregnating the drevesin in a bath placed in a cylinder was practiced. Stirring of phenol alcohol with additives and water occurs during their pumping with pumps and filling the cylinder with an impregnating solution. In the case of impregnation by the method of complete absorption in the cylinder, before the supply of a phenolic modification modifier, which is a low viscosity water-soluble phenol-alcohols with the addition of nanosized components, a vacuum with a vacuum is created by a depression of a depth of (8.6-9.4)-10-4 Pa. After reaching the predetermined vacuum, the wood in the cylinder was maintained with the vacuum pump running, during the estimated time. The oligomer solution was pumped from the supply container and completely filled the impregnation cylinder, after which the vacuum pump was switched off. Then the compressor was turned on, creating a superfluous pressure of 0.8-0.9 MPa. At this pressure, the holding time depends on the size of the blanks and the required degree of absorption of the solution by the wood, determined from the nomogram. After holding under pressure, the solution was pumped into a reserve tank and the cylinder was freed from the wood and cleaned.
After impregnation, heat treatment of impregnated work-pieces is carried out. In the drying mode is composed of several stages: first the material is heated at a high humidity (100%) of the drying agent, then the humidity decreases to 30-35%. At the next drying stage, the moisture content of the material was reduced to 20-25%. Between these two and subsequent stages, the material was briefly subjected to thermal-moisture treatment to relieve stresses. Thus, we made four stages of drying, in the final analysis, the moisture content of the impregnated polymer of wood was brought to 10%. The fourth stage of drying and heat treatment is additional, in comparison with the mode of drying natural wood according to the standard, since in the modified wood there are more significant internal stresses than in the natural one. After the drying of the wood, a heat treatment step is carried
сокой влажности (100%) сушильного агента, затем влажность уменьшается до 30—35%. На следующем этапе сушки влажность материала доводилась до 20—25%. Между этими двумя и последующими этапами материал кратковременно подвергался термовлагообработке для снятия напряжений. Таким образом, производилось четыре этапа сушки, в конечном итоге которых влажность пропитанной полимером древесины доводилась до 10%. Четвертый этап сушки и термообработки является дополнительным по сравнению с режимом сушки натуральной древесины по стандарту, так как в модифицированной древесине возникают более значительные внутренние напряжения, чем в натуральной. После сушки древесины следует этап термообработки при 120оС в течение 2—4 ч, необходимый для полного отверждения полимера. Затем следует кратковременный период термо-влагообработки при влажности воздуха 100% для снятия усадочных напряжений. С этой же целью последующее охлаждение модифицированной древесины происходит постепенно до температуры 30—40оС в закрытой камере, поэтому суммарное время полного цикла технологического процесса может занимать значительное время. Выводы.
Предложены эффективные методы повышения биологической и коррозионной стойкости деревянных элементов полов путем модификации полимерными составами с наноразмерными добавками направленного действия, что повышает сопротивляемость древесины и обеспечивает нормальную работу в условиях воздействия агрессивных сред животноводческих помещений [1, 15]. Установлено, что для обеспечения требуемой коррозионной стойкости деревянных элементов решетчатых полов в состав полимерной композиции целесообразно введение 10—15% наноразмерных добавок, состоящих из 30% раствора кремнезоля и 2—4% трехпроцентной дисперсии углеродных нанотрубок (УНТ), что приводит к увеличению прочности материала на 30—40% за счет интенсификации процессов и упрочнения структуры. Разработаны и внедрены прогрессивные методы модификации древесины полимерными составами с на-норазмерными добавками направленного действия, что обеспечивает значительное уменьшение межремонтных периодов, сокращает трудовые, материальные и энергетические затраты, обеспечивает высокий эффект за счет возможности сохранения деревянных полов сельскохозяйственных сооружений.
Список литературы
1. Пичугин А.П., Батин М.О., Кудряшов А.Ю. Митина Л.А. Деревянные полы повышенной стойкости для производственных сельскохозяйственных зданий: Монография. Новосибирск: НГАСУ, 2017. 140 с.
2. Пичугин А.П., Батин М.О., Банул В.В. Полы из модифицированных полимерными композициями материалов в сельском хозяйстве // Строительные материалы. 2012. № 8. С. 80-82.
3. Батин М.О. Древесина, модифицированная полимерными композициями для решетчатых полов животноводческих помещений. Дис... канд. техн. наук. Томск. 2014. 213 с.
4. Машкин Н.А. Эксплуатационная стойкость модифицированной древесины в строительных изделиях: Монография. Новосибирск: НГАСУ, 2001. 261 с.
5. Харук Е.В., Бауков О.А. Биостойкость древесины в связи с проницаемостью для жидкостей. В кн. Биологические повреждения строительных и промышленных материалов. Киев, 1978. С. 188-189.
6. Хрулев В.М. Модифицированная древесина в строительстве. М.: Стройиздат, 1986. 112 с.
out at 120oC for 2—4 hours, which is necessary for the complete curing of the polymer. Then there is a brief period of heat-treatment with 100% air humidity to remove shrinkage stresses. For the same purpose, the subsequent cooling of the modified wood takes place gradually to a temperature of 30—40oC in a closed chamber, therefore the total time of a complete cycle of the technological process can take considerable time. Conclusions.
Effective methods of increasing the biological and corrosion resistance of wooden floor elements are proposed by modification with polymer compositions with nanoscale additives of directional action, which increases the resistance of wood and ensures normal operation under conditions of exposure to aggressive livestock environments [1, 15]. It has been found that in order to ensure the required corrosion resistance of wooden elements of latticed floors, it is advisable to incorporate 10—15% of nanoscale additives consisting of a 30% silica solution and 2—4% of a 3% dispersion of carbon nanotubes (CNTs) into the composition of the polymer composition, which leads to an increase strength of the material by 30—40% due to the intensification of processes and strengthening the structure. Progressive methods of wood modification with polymeric compositions with nanoscale additives of directional action have been developed and introduced, which provides a significant reduction in overhauls, reduces labor, material and energy costs, provides a high effect due to the possibility of preserving the wooden floors of agricultural structures.
References
1. Pichugin A.P., Batin M.O., Kudryashov A.Yu., Mitin L.A. Derevyannye poly povyshennoi stoikosti dlya proizvodstvennykh sel'skokhozyaistvennykh zdanii: Monografiya. [Wooden floors of increased durability for industrial agricultural buildings: Monograph.]. Novosibirsk: Novosibirsk state agrarian University. 2017. 140 p.
2. Pichugin A.P., Batin M.O., Banul V.V. Floors from materials modified with polymeric compositions in rural construction. Stroitel'nye Materialy [Construction Materials]. 2012. No. 8, pp. 80-82. (In Russian).
3. Batin M.O. Wood modified with polymer compositions for grating floors of cattle-breeding premises. Cand. Diss. (Engineering). Tomsk. 2014. 213 p. (In Russian).
4. Mashkin N.A. Ekspluatatsionnaya stoikost' modifit-sirovannoi drevesiny v stroitel'nykh izdeliyakh. Monografiya [Operational stability of modified wood in building products. Monograph]. Novosibirsk: Novosibirsk state agrarian University. 2001. 261 p.
5. Kharuk E.V., Baukov O.A. Biostoikost' drevesiny v svyazi s pronitsaemost'yu dlya zhidkostei. V kn. Biologicheskie povrezhdeniya stroitel'nykh i promyshlennykh material-ov [Biostability of wood due to permeability for liquids. In the book: Biological damage to building and industrial materials] Kiev. 1978, pp. 188-189.
6. KhrulevV.M. Modifitsirovannaya drevesina v stroitel'stve. [Modified wood in construction]. Moscow: Stroyizdat. 1986. 112 p.
7. Kluge Z.E., Tsekulina L.A., Zoldners Yu.A. Vliyanie propitki drevesiny fenoloformal'degidnymi smolami na raspredelenie svyazuyushchego i svoistva modifitsirovan-nogo materiala. V kn. Modifitsirovanie svoistv drevesnykh materialov [Effect of impregnation of wood with phenolformaldehyde resins on the binder distribution and the properties of the modified material. In the book. Modification of properties of wood materials]. Riga: Zinatne. 1983, pp. 119-125.
8. Shutov G.M. Shutov G.M. Modifitsirovanie drevesiny termokhimicheskim sposobom: Obzornaya informatsiya
7. Клуге З.Э., Цекулина Л.А., Золднерс Ю.А. Влияние пропитки древесины фенолоформальдегидными смолами на распределение связующего и свойства модифицированного материала. В кн. Модифицирование свойств древесных материалов. Рига: Зинатне, 1983. С. 119-125.
8. Шутов Г.М. Модифицирование древесины термохимическим способом: Обзорная информация. Минск: БелНИИНТИ, 1982. 60 с.
9. Ломакин А.Д. Защита древесины и древесных материалов. М.: Лесная промышленность, 1990. 256 с.
10. Соломатов В.И., Селяев В.П. Химическое сопротивление композиционных строительных материалов. М.: Стройиздат, 1987. 264 с.
11. Пичугин А.П., Городецкий С.А., Бареев В.И. Корро-зионностойкие материалы для защиты полов и инженерных систем сельскохозяйственных зданий и сооружений: Монография. Новосибирск: НГАУ-РАЕН, 2010. 123 с.
12. Абрамов Н.Ф. Биологическое повреждение полимерных материалов. Дис... канд. техн. наук. Алма-Ата, 1977. 121 с.
13. Никитин Н.И. Химия древесины и целлюлозы. М.; Л.: Изд-во АН СССР (Ленинградское отделение), 1982. 711 с.
14. Роценс К.А., Бсрзон А.В., Гулбис Я.К. Особенности свойств модифицированной древесины. Рига: Зинатне, 1983. 207 с.
15. Патент РФ №2605752. Способ получения модифицированной древесины. Хританков В.Ф., Батин М.О., Пичугин А.П., Митина Л.А., Денисов А.С. Приоритет 26.12.2014 г.
[Modification of wood by thermochemical method: Overview] Minsk: BelNIINTI. 1982. 60 p.
9. Lomakin A.D. Zashchita drevesiny i drevesnykh materi-alov [Protection of wood and wood materials]. Moscow: Lesnaya promyshlennost'. 1990. 256 p.
10. Solomatov V.I., Selyaev V.P. Khimicheskoe soprotivle-nie kompozitsionnykh stroitel'nykh materialov [Chemical resistance of composite building materials]. Moscow: Stroyizdat. 1987. 264 p.
11. Pichugin A.P., Gorodetskiy S.A., Bareev V.I. Korro-zionnostoikie materialy dlya zashchity polov i inzhen-ernykh sistem sel'skokhozyaistvennykh zdanii i sooru-zhenii. Monografiya. [Corrosion-resistant materials to protect floors and engineering systems agricultural buildings and structures. Monograph.] Novosibirsk: NGAU-RAEN. 2010. 123 p.
12. Abramov N. F. Biological damage of polymeric materials. Cand. Diss. (Engineering). Alma-Ata. 1977. 121 p. (In Russian).
13. Nikitin N.I. Khimiya drevesiny i tsellyulozy [Chemistry of wood and cellulose]. Moscow-Leningrad: Publishing house USSR Academy of Sciences (Leningrad branch). 1982. 711 p.
14. Rotsens K.A., Bsrzon A.V., Gulbis Ya.K. Osobennosti svoistv modifitsirovannoi drevesiny [Features of the properties of modified wood]. Riga: Zinatne. 1983. 207 p.
15. Patent RF No. 2605752. Sposob polucheniya modifitsirovannoi drevesiny [Method for producing modified wood]. Khratankov V.F., Batin M.O., Pichugin A.P., Mitina L.A., Denisov A.S. Priority 26.12.2014. (In Russian).
lj научно-технический и производственный журнал
й- ®
