CC BY
3
УДК 691
Романенко И.И., к.техн.н. доцент, заведующий кафедрой «Механизация и автоматизация производства»
Романенко М.И., к.э.н.
аналитик Петровнина И.Н., к. техн. н.
доцент
кафедра «Механизация и автоматизация производства» Пензенский государственный университет архитектуры и строительства Россия, г. Пенза
ТЕХНОЛОГИИ, ПОЗВОЛЯЮЩИЕ СДЕЛАТЬ ДРЕВЕСИНУ БОЛЕЕ ПРИВЛЕКАТЕЛЬНОЙ
Аннотация:
За счет применения современных технологий и материалов древесина приобретает новые эксплуатационные свойства. Использование способа объемной пропитки древесины и полимерных растворов позволило получить материал, обладающий высокой пожаростойкостью. Выявлено, что модифицированная древесина лиственных пород не поддерживает самостоятельное горение и относится к материалам класифицируемых как трудно возгораемые.
Ключевые слова: технология, лиственные породы, модифицирование, древесина, импрегнирование, композитный материал, полимерный раствор.
Romanenko I.I., сandidate of Technical Sciences., associate professor mad of the Department «Mechanization and automation of production» Penza State University of Architecture and Construction
Russia, Penza
Romanenko M.I., candidate of economic sciences
analyst Russia, Penza
Petrovnina I.N., сandidate of Technical Sciences., associate professor
аssociate Professor of the Department of «Mechanization and automation
of production»
Penza State University of Architecture and Construction
Russia, Penza
TECHNOLOGIES ALLOWING TO MAKE WOOD MORE ATTRACTIVE FOR CONSTRUCTION
Annotation:
Due to the use of modern technologies and materials, wood acquires new operational properties. Using the method of bulk impregnation of wood and polymer solutions, it was possible to obtain a material with high fire resistance. It has been revealed that modified hardwood species do not support independent
combustion and belong to materials classified as difficult to ignite.
Key words: technology, hardwoods, modification, wood, impregnation, composite material, polymer solution.
Применение деревянных конструкций и материалов в современном строительстве ограничивается такими свойствами, как пожаростойкость и способность поддерживания самостоятельного горения. Повышение пожаростойкости древесины требует проведения комплексных исследований[1, 2].
Технология импрегнирования древесины позволяет создать композиционный материал со стабильными эксплуатационными свойствами. Модифицированная древесина представляет собой материал, в котором соединены свойства природного материала и полимерного раствора в результате его полимеризации в волокнах древесины. Это обеспечивает трудность проникновения различных растворов в капилляры древесины.
Пропитка древесины растворами в вакуум-барокамере по цикличной нагрузке способствует проникновению химикатов по капиллярам древесины по всей длине, что создает защиту от проникновения растворов, воздуха, микроорганизмов и грибков [3, 4]. Модифицированная древесина позволяет избавиться от таких негативных пороков, как набухание и усушка, коробление и растрескивание, загнивание и возгорание.
При проведении исследований выбирался полимерный раствор с минимальной вязкостью. Особый интерес представляет полимерный раствор PROSEPT PROF 1-2. Он относится к трудно возгораемым полимерам. Окраска раствора от прозрачного до красного и зеленого. Подкрашивание растворов осуществляется с целью визуального контроля за протеканием технологического процесса.
Подготовка модифицирующего раствора полимера состоит из разбавления водой полимера до вязкости, которая должна быть равна 3 4 - 37 с по вискозиметру ВЗ-1 с соплом № 5. Для этого берется полимера 1 часть и 2 части воды, перемешивается до однородного состава при температуре 20 ± 5 о С.
Лиственные породы древесины (дуб, береза, осина) использовались из лесов пензенской области. Для проведения исследований было подготовлено шесть образцов в виде брусков размерами 150x35x10 мм. Перед началом испытаний определялась масса образцов. Влажность образцов перед испытаниями составляла от 6 до 8 %.
Методом «Огневой трубы» осуществлялось тестирование огнезащитных свойств как эталонных, так и модифицированных образцов древесины. Группа горючести древесины определяется по ГОСТ 17.088-71.
Установка состоит из камеры горения в виде стальной трубы диаметром (50 ± 3) мм, длиной (165 ± 5) мм и толщиной стенки (0,5 ± 0,1) мм, держателя образца-зажима трехпалого с фиксатором, газовой горелки диаметром 7 мм и смотрового зеркала диаметром 50 мм. Камера горения
вертикально закреплена на штативе установке [5].
Образцы подготовленной древесины погружались в вакуум-барокамеру, где чередовалось воздействие: вакуум-разрежение-давление-разрежение-вакуум-разряжение. Технологический регламент процесса пропитки поддерживается системами управления на основе интегральных схем САПР [6]. Подобное циклическое влияние позволяет получить пропитку образца по всему объему. Такие параметры технологического процесса, как температура проведения процесса пропитки, величина и продолжительность давления в камере не раскрываются, поскольку являются интеллектуальной собственностью авторов. Образцы древесины подвергают сушке и только потом производится испытание в «огневой трубе». Время проведения эксперимента фиксируется секундомером.
Образцы в «огневой трубе» поджигали при помощи горелки, фиксировалось время воспламенения и время горения материала. Нормативное время работы горелки 2 минуты. В результате исследований определяли время самостоятельного горения и тления древесины. Остывший образец взвешивался на лабораторных весах. Устанавливали потерю массы в процентном отношении. Результаты приведены в таблице.
Таблица
Результаты испытаний на пожаростойкость древесины _по методу «Огневая труба»_
№ п/п Параметры древесины Приращение массы образца после модификации, % Время Начала горения, с Время самостояте льного горения, с Потери массы на огневой трубе, %
1 Дуб эталон - через 15 с. 176 23,3
2 Дуб модифицированный 11,2 Не горит 3 6,98
3 Береза эталон - 25 с 181 30,5
4 Береза модифицированная 19,0 Не горит 10 7,8
5 Ольха эталон - 10 с. 198 36,1
6 Ольха модифицированная 22,4 Не горит 10 4,8
На основе анализа результатов исследований (см. табл.) было выявлено, что наибольшую потерю массы имеет не модифицированная древесина лиственных пород под номерами 1, 3, 5. Эта древесина является эталоном и не подвергалась модифицирование в вакуум-барокамере.
Не поддерживают горение образцы № 2, 4, 6, которые прошли обработку по предлагаемому регламенту модифицирования. Результатом чего является малая потеря массы образцов. Модифицирующий состав PROSEPT PROF 1-2 обеспечивает высокую пожаростойкость изделий из
древесины и не изменяет их внешний вид (образец не подвержен короблению). Осмотр поперечного среза древесины показал, что наилучшую пропитку имеет сердцевина образца и в меньшей степени пропитана лубовая часть образца по предлагаемой технологии. Изделия из модифицированной древесины относятся к трудно возгораемым материалам. Таким образом, использование местной сырьевой базы позволит создать безотходное производство строительных материалов и изделий [7].
Использованные источники:
1. Асеева Р.М. Горение полимерных материалов / Р.М. Асеева, Г.Е. Заиков. -М.: Наука, 1981. - С. 280.
2. Новосельцев П.П. Особенности термолиза целлюлозы / П.П. Новосельцев, М.А. Тюганова, Г.Е. Кричевский, М.В. Буянова // Хим. волокна. - 1992. № 3. С. 28.
3. Романенко И.И. Направленное изменение свойств древесины лиственных пород/ Романенко И.И., Романенко М.И.// Дневник науки. 2017. № 11 (11). С. 19.
4. Романенко И.И. Современные технологии по созданию модифицированной древесины из лиственных пород/ Романенко И.И., Романенко М.И.// Уральский научный вестник. 2016. Т. 10. № 2. С. 90-95.
5. Романенко И.И. Инновационные решения, способствующие пожаростойкости строительных материалов из древесины/ Романенко И.И., Романенко М.И. //Международный журнал гуманитарных и естественных наук. 2016. Т. 4. № 1. С. 95-98.
6. Пинт Э.М., Петровнина И.Н., Романенко И.И., Еличев К.А. Интегральные микросхемы в системах управления производственными процессами. Монография / Пенза, 2014. С.149.
7. Романенко М.И., Романенко И.И. Устойчивое экономическое развитие строительного комплекса на основе безотходного использования природного возобновляемого сырья / М.И. Романенко, И.И. Романенко // Экономические аспекты управления строительным комплексом в современных условиях. Электронный ресурс. Самара, 2016. С. 100-104.
