Повышение адгезионных свойств поверхности термомодифицированной древесины в производстве деревянных строительных конструкций

Аннотация

В результате литературного анализа установлено, что термическое модифицирование является одним из методов снижения недостатков древесины как строительного материала. Однако у данного способа есть существенный недостаток – низкая смачиваемость поверхностного слоя термомодифицированной древесины, что приводит к снижению адгезионных свойств.
Цель исследования – изучение воздействия озона на поверхностную активацию термически модифицированной древесины при температурах 200–240 °С в среде азота с целью увеличения смачиваемости термодревесины и адгезионной прочности клеящего вещества в производстве деревянных строительных конструкций.
Разработана экспериментальная установка для проведения термического модифицирования древесных образцов с последующей озоновой обработкой поверхности термодревесины. Исследовано влияние озоновой обработки на краевой угол смачивания термомодифицированных древесных образцов, в результате которого определено, что проведение процесса озоновой обработки способствует увеличению адгезионных свойств поверхностного слоя термодревесины. Результаты исследований по определению адгезионной прочности показали, что озоновая обработка термодревесины увеличивает шероховатость поверхности, усиливает смачиваемость и улучшает адгезионную прочность клеящего вещества. Установлено, что обработка поверхности термодревесины озоном оказывает влияние на предел прочности при сдвиге. Среднее значение прочности термомодифицированных образцов, прошедших озоновую обработку, на 28 % выше.
Выявлено, что совместное действие двухступенчатой обработки древесины, включающее предварительное объемное термомодифицирование с последующей поверхностной озоновой обработкой, вызывает повышение влагостойкости клееных изделий из древесины на 20–23 %. Так, если прочность клеевого шва при склеивании образцов натуральной древесины после кипячения уменьшилась на 45–47 %, то образцы, прошедшие двухступенчатую обработку, продемонстрировали снижение лишь на 19–23 %.
В связи с полученными результатами предлагается усовершенствованная технология производства деревянных строительных конструкций, при которой производится озоновая обработка ламелей по склеиваемым пластям, что позволяет обеспечить высокую прочность склеивания. Полученные строительные конструкции найдут применение в условиях переменной и повышенной влажности, что обеспечит низкую гигроскопичность и высокую формоустойчивость конструкции.