Эксперимент № 2 (термообработанный дуб и необработанный дуб в воде 3 недели)

 

Для целей эксперимента в две банки с водой были помещены одним концом две заготовки из дуба – одна термообработанная (Дуб Р - справа), другая – не термообработанная (Дуб). Наблюдение за размерами и физической средой велось 3 недели.

 

 

Параметры образца	Начальные данные	Через 1 неделю	Через 2 недели	Через 3 недели
Ширина (дуб Р)
Ширина (дуб)			56,5
Вода (дуб Р)	Через 15 минут приобрела очень светлый янтарный оттенок	Цвет стал чуть более насыщенным, вода абсолютно прозрачна	Цвет и прозрачность не изменились	Цвет и прозрачность не изменились
Вода (дуб)	Через 15 минут приобрела выраженный желтый оттенок	Цвет стал темно-желтым, вода мутная	Вода стала еще более темной и мутной, появились взвеси	Вода мутная, наполнена взвесями в виде слизистых хлопьев
Вид (дуб Р)	-	После высыхания приобрел начальный вид	После высыхания приобрел начальный вид	После высыхания приобрел начальный вид
Вид (дуб)	-	После высыхания прожилки остались темными	После высыхания прожилки имеют явно выраженную структуру	После высыхания весь погруженный ранее конец имеет грязно-черный вид с признаками гнили, явно видно поражение грибком

 

На фото – состояние воды через 1 неделю (справа – вода, в которой стоит термообработанный образец).

 

Таким образом, можно сделать седьмой вывод: термообработанное дерево сохраняет стабильность объемов, свои свойства и внешний вид также и при длительном воздействии влажной среды и абсолютно не подвержено гниению.

 

Резюмируя вышесказанное, можно выделить основные свойства термообработанного дерева, отличающие его от обычного дерева при контакте с влажной средой:

 

Термообработанное дерево набирает воду в 3-4 раза меньше, чем нетермообработанное.

Сброс избыточной влажности у термообработанного дерева происходит в десятки раз быстрее, чем у нетермообработанного.

Набирая воду, термообработанное дерево набухает и увеличивает свои объемы в 6-10 раз меньше, чем нетермообработанное.

При высыхании термообработанное дерево быстро восстанавливает свои первоначальные размеры.

5. Даже находясь при длительном воздействии воды, термообработанное дерево сохраняет максимальную влажность 8-10%, что соответствует влажности обычного сухого дерева.

При сверх-длительном воздействии влаги термообработанное дерево изменяет свои размеры в 3-4 раза меньше, чем нетермообработанное, при этом не гниет и не теряет свой внешний вид.

Благодаря тому, что поверхность термообработанного дерева не пористая, а плотная, то это существенно снижает способность термообработанного дерева впитывать влагу из воздуха, т.е. термообработанное дерево обладает способностью отталкивать воду без дополнительной обработки.

ЭКСПЕРИМЕНТ № 3

ИЗУЧЕНИЕ ДИНАМИКИ ПОГЛОЩЕНИЯ И ИСПАРЕНИЯ ВОДЫ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ НАХОЖДЕНИИ ОБРАЗЦОВ В ВОДЕ

Длительность эксперимента – 15 суток

Лаборатория Инновационной корпорации «Корина» г. Пущино, Московской области.

Результаты:

ЭКСПЕРИМЕНТ № 4

ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАВНОВЕСНОЙ ВЛАЖНОСТИ ОБРАЗЦОВ

Лаборатория Инновационной корпорации «Корина» г. Пущино, Московской области.

Метод измерения: образцы, находящиеся долгое время в естественных условиях при влажности воздуха 50-60% взвешивались, затем в печи выпаривалась влага при температуре 110-120 градусов Цельсия, затем снова взвешивались. Точности измерений – 0,1%.

Результаты:

• Дуб сильнообрабонанный – 4,3%
• Береза сильнообработанная – 5,6%
• Береза слабообработанная – 7,1%

Изучение ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ свойств и стойкости термообработанной древесины к БИОЛОГИЧЕСКИМ ПОРАЖЕНИЯМ

Даниель Дироль (*) и Рене Гийонне (**)

(*) Центр технической древесины и мебели, F – 75012 Париж

(**) Горный институт – F – 42000 Сан Этьен

 

Резюме

 

Тесты проводились на трех основных видах древесины (тополь, пихта, ель). Пробные образцы древесины, термообработанной при разных температурах, были подвергнуты воздействию базиодимицитных грибов. Результаты эксперимента оказались ошеломляющими. Это очень интересное качество можно с успехом использовать для повышения длительности использования оригинально не устойчивых к биологическим воздействиям материалов.

 

1. Введение

 

Процедура ретификации древесины была разработана Горным институтом в Сан-Этьен в течение десяти последних лет. Она представляет собой термическую обработку при 200º - 260º С в ненасыщенной кислородом атмосфере. Обработка объединяет цепь физических, механических и химических преобразований древесины, придающих обрабатываемому материалу уникальную долговечность.

Древесина представляет собой сложный материал по разнородности своих элементов, их анизотропности, гидроскопичности и биологическим характеристикам. При специальной термической обработке, ретификации, которая заключается в облегченном низкотемпературном пиролизе (200º - 260º С), ее способность к абсорбации влаги значительно снижается, улучшается стабильность объемов и повышается сопротивляемость к поражению микроорганизмами.

Определение «ретифированная древесина» подразумевает материал, получившийся в результате ретификации натуральной древесины, то есть в результате химической трансформации (создание новых связей) на молекулярном уровне: компоненты древесины кристаллируются. Этот термический процесс протекает в специфических условиях давления, температуры и при точно заданном уровне температуры.

 

1. Исследование физико-химических процессов ретификации.

 

Во время высокотемпературной обработки, часть воды, находящейся в древесине экстрагируется. В этих условиях и в инертной атмосфере выделяются моноксиды и диоксиды углерода, что приводит к изменению составляющих древесины. Это сложный и многогранный процесс термической обработки древесины, который приводит к многочисленным реакциям, проходящим на разных этапах обработки. Тем не менее, реальный контроль за температурой, длительностью, давлением газа и атмосферой охлаждения облегчает реакцию термоконденсации определенных компонентов внутренней структуры древесины без потери главных составляющих (целлюлозы и лигнина).

Хорошо известно, что древесина состоит из целлюлозы, лигнина и полуцеллюлозных остатков. Другие составляющие присутствуют в малых количествах по сравнению с вышеуказанными основными. Легнин, в меньшей степени, целлюлоза и полуцеллюлозные остатки представляют собой сложные полимеры с хрупкими химическими связями, разрушающимися при температуре 250º С.

Результаты анализов над ретифированной и натуральной древесиной представлены в таблице 1.

 

Таблица 1: Физико-химический анализ натуральной и ретифированной древесины:

Пихта	Натуральный	Обработка 1	Обработка 2
Простой анализ С% О% Н%	49,06 44,96 6,22	53,62 40,44 5,93	54,34 39,29 5,91
Остатки	8,51	14,97	8,4
Лигнин	23,93	32,69	39,07
Пентозан	8,76	2,9	2,56

 

Ель	Натуральный	Обработка 1	Обработка 2
Простой анализ С% О% Н%	50,47 43,85 6,21	53,62 40,06 5,88	55,10 38,40 5,82
Остатки	14,72	12,70	8,02
Лигнин	26,06	34,97	40,59
Пентозан	8,48	3,81	2,49

 

Тополь	Натуральный	Обработка 1	Обработка 2
Простой анализ С% О% Н%	47,47 46,83 6,26
Остатки	2,63	4,89	9,21
Лигнин	20,53	36,2	25,44
Пентозан	17,25	16,28	11,54

 

Эти результаты подчеркивают следующее:

Основной состав сильно варьируется в зависимости от длительности обработки. Ясно видно, что при термической обработке древесина подвергается химическим трансформациям: содержание кислорода и водорода резко уменьшается, по сравнению с углеродом. Эта трансформация лигно-целлюлозных материалов приводит к изменению определенных характеристик. Древесина становиться намного более влагоустойчивой, во время первых минут ретифирования материал отдает 4% влаги во внешнюю атмосферу. Сокращение веса объясняется тем, что вода, содержащаяся в трещинах производных пентозана (полуцеллюлозе) обеспечивает стабильность размеров.

 

Таблица 2 предлагает сравнение максимального процентного изменения по глубине, радиусу, касательной и объему между ретифированной и натуральной древесиной.

 

Таблица 2. Среднее отношение замеров ретифированной и натуральной древисины.

 

	Процентное отношение
Пихта	Радиальный	Касательный	Объемный
Натуральная	5,46	11,17	17,60
Обработка 1	1,99	3,51	5,79
Обработка 2	1,73	2,84	4,81

 

	Процентное отношение
Ель	Радиальный	Касательный	Объемный
Натуральная	2,47	7,05	10,51
Обработка 1	1,44		5,68
Обработка 2	1,09	2,66	3,95

 

	Процентное отношение
Тополь	Радиальный	Касательный	Объемный
Натуральная	5,3	11,22	17,75
Обработка	2,47	4,69	7,49

Стабильность размеров появляется благодаря полимерам фурфурала, получившимся в результате разрушения сахаров, которые менее гидроскопичные, чем гемоцеллюлоза.