INCREASING THE ADHESION PROPERTIES OF THE THERMALLY MODIFIED WOOD SURFACE IN THE PRODUCTION OF WOODEN BUILDING STRUCTURES
Authors: Салимгараева Р.В. , Мухаметзянов Ш.Р. , Сафин Р.Р. , Сафиуллина А.Х. 
Published: July 2024

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.

As a result of the literature analysis, it was found that thermal modification is one of the methods to reduce the disadvantages of wood as a building material. However, this method has a significant drawback - low wettability of the surface layer of thermally modified wood, which leads to a decrease in adhesive properties. The purpose of the work is to study the effect of ozone for the surface activation of wood thermally modified at 200-240 ° C in a nitrogen environment in order to increase the wettability of thermal wood and the adhesive strength of the adhesive in the production of wooden building structures. An experimental setup has been developed for the thermal modification of wood samples with subsequent ozone treatment of the thermowood surface. The influence of ozone treatment on the wetting angle of thermomodified wood samples was studied. As a result, it was determined that the ozone treatment process increases the adhesive properties of the surface layer of thermowood. The results of studies to determine the adhesive strength showed that the ozone treatment of thermowood increases the surface roughness, enhances the wettability and improves the adhesive strength of the adhesive. It has been established that the surface treatment of thermowood with ozone has an effect on the shear strength. The average value of the strength of thermally modified samples that have undergone ozone treatment is 28% higher. It was revealed that the combined effect of two-stage wood processing, including preliminary volumetric thermal modification followed by surface ozone treatment, causes an increase in the moisture resistance of glued wood products by 20-23%. Hence, if the strength of the glue joint when glueing samples of natural wood after boiling decreased by 45-47%, then the samples that underwent two-stage processing showed a decrease of 19-23%. In connection with the results obtained, an improved technology for the production of wooden building structures is proposed. In this structure the ozone treatment of lamellas is carried out along the layers being glued, which makes it possible to ensure high bonding strength. The resulting building structures will find application in conditions of variable and high humidity, which will ensure low hygroscopicity and high dimensional stability of the structure.