CC BY
67
ДЕРЕВООБРАБОТКА И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
ВЛАГОПОГЛОЩЕНИЕ ТЕРМОМОДИФИЦИРОВАННОИ ДРЕВЕСИНЫ БУКА ЛЕСНОГО (FAGUS SYLVATICA L.)
И. ШУХАНЬОВА, асп. каф. древесиноведения Зволенского Технического университета, Словакия, ГА. ГОРБАЧЕВА, доц. каф. древесиноведения МГУЛ, канд. техн. наук
ivica.suchanova@gmail.com; gorbacheva@mgul.ac.ru
Бук лесной (Fagus sylvatica L.) является одной из распространенных древесных пород в Словакии. Обладая высокими физико-механическими свойствами, древесина бука широко используется в различных отраслях деревообрабатывающей промышленности. Однако высокая гигроскопичность древесины бука существенно сужает области ее применения. Одним из способов снижения гигроскопичности древесины является тепловая обработка, т.е. термическая модификация. Благодаря снижению гигроскопичности улучшается формостабильность древесины, повышается биостойкость, но снижаются показатели механических свойств древесины. Степень изменения свойств древесины зависит от температуры и продолжительности обработки, давления и вида среды, древесной породы. Термическая обработка улучшает равномерность цвета древесины. Температура термомодификации обычно составляет 150-270 °С, время обработки от 2 до 10 часов. В качестве среды при термообработке используется воздух, водяной пар, инертный газ, масло. Несмотря на значительное количество работ по исследованию сорбционных свойств термомодифицированной древесины [3, 4, 5], в литературе встречается небольшое число публикаций по исследованию термически обработанной древесины бука [2, 6, 8], выполненных для нескольких режимов обработки.
Материал и методика экспериментов
Образцы были изготовлены из древесины бука лесного (Fagus sylvatica L.), произрастающего в центральной части Словакии. В действующих стандартах Словакии (CSN 49 0104) и России (ГОСТ 16483.19-72) используются образцы в виде прямоугольной призмы. Основание составляет 20Ч20 мм (радиальное и тангенциальное направления), высота - 10-30 мм. Для увеличения точности
измерений эксперименты проводились на образцах размерами 30*30*10 мм - r * t * l. Все образцы были выпилены из досок радиальной распиловки. Образцы были разделены на 10 групп, в каждой по 34 образца. Температура и продолжительность обработки для каждой группы представлены в табл. 1
Эксперименты проводились на кафедре древесиноведения Зволенского Технического университета (Словакия). Образцы были высушены при температуре 103±2 °С до абсолютно сухого состояния и затем были термически модифицированы в воздушной среде в соответствии с выбранным режимом. Для всех образцов были определены размеры и масса в абсолютно сухом состоянии. Для исследования сорбционных свойств образцы были помещены в климатическую камеру со следующими параметрами: температура 20°С, относительная влажность воздуха 85 %. Образцы извлекались из климатической камеры для взвешивания и определения размеров через определенные интервалы времени, представленные в табл. 2.
результаты и их обсуждение
Результаты экспериментального определения равновесной влажности при сорбции для необработанных и обработанных образцов при температурах 160, 180 и 200 °С для продолжительности обработки 2, 4 и 6 часов представлены на рис. 1 а, б, в соответственно.
Для термически обработанных образцов была рассчитана величина снижения равновесной влажности по формуле
AWp = ((WpK0HTp - W/6p) / W/0HTP) x 100 %, где WpK°HTp - равновесная влажность при сорбции контрольных необработанных образцов,
Wpo6p - равновесная влажность при сорбции термически обработанных образцов.
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2012
159
ДЕРЕВООБРАБОТКА И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
160°C
180°C
Рис. 1. Изменение равновесной влажности при сорбции во времени для различной продолжительности обработки при разных уровнях температуры: а) 160, б) 180 и в) 200 °С
В табл. 3 представлены результаты определения равновесной влажности при сорбции для всех образцов, величина снижения равновесной влажности (в процентах по отношению к равновесной влажности необработанных образцов) и статистические показатели.
На рис. 2 показано изменение равновесной влажности при сорбции в зависимос-
ти от температуры и продолжительности обработки.
Таким образом, проведенные эксперименты показали, что термическая обработка существенно снижает гигроскопичность древесины бука лесного (Fagus sylvatica L.). Величина равновесной влажности при сорбции термически обработанных образцов по сравнению с контрольными необработанными
160
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2012
ДЕРЕВООБРАБОТКА И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ
Рис. 2. Изменение равновесной влажности при сорбции в зависимости от температуры и продолжительности обработки
Таблица 1
Режимы термической обработки образцов
Номер группы Температура [°C] Продолжительность обработки [ч]
1 Контрольные образцы
2 2
3 160 4
4 6
5 2
6 180 4
7 6
8 2
9 200 4
10 6
Таблица 2
Интервалы измерений экспериментов
Дни Интервалы измерений , ч
1 0,5 1 1,5 2 3 4 6 8 10 12
2 4 8 12
3 6 12
4 12
8 12
15 12
Таблица 3
Влияние термообработки на равновесную влажность древесины при сорбции
показатели контрольные 160 °C 180 °С 200 °С
2 ч 4 ч 6 ч 2 ч 4 ч 6 ч 2 ч 4 ч 6 ч
Wp, % 18,76 16,80 16,86 16,98 15,96 15,00 14,25 14,15 12,70 11,90
±5 0,57 0,29 0,24 0,24 0,37 0,32 0,32 0,38 0,49 0,30
v[ %] 3,07 1,70 1,43 1,43 2,32 2,15 2,15 2,69 3,87 2,51
A Wp, % 0,00 10,42 10,09 9,49 14,92 20,00 24,04 24,56 32,30 36,56
ЛЕСНОЙ ВЕСТНИК 2/2012
161
