METHODS FOR MODIFYING WOOD STRUCTURES AND THEIR COMPOUNDS
Authors: Стрекалкин А.А. , Чибрикин Д.А. , Рощина С.И. 
Published: July 2024

В статье рассмотрены различные способы модификации древесины, а также модифицирующие составы, описана методика проведения экспериментальных исследований по подбору наиболее подходящего модифицирующего состава для древесины. Рассмотрены современные тенденции в проектировании и изучении модифицированных конструкций из древесины. Указаны направления основных исследований, которые планируется проводить в ближайшее время. Повсеместное применение древесины обусловлено отсутствием коррозии, невосприимчивостью к агрессивным средам, достаточными прочностными характеристиками и возможностью разного рода модификаций и конструктивных улучшений. Кроме того, в отличие от железобетона и стали, древесина является экологичным и возобновляемым строительным материалом. Данные аспекты в современном мире становятся все более актуальными. В последние несколько десятилетий при разработке подобного рода соединений также применяются композитные материалы. Клеевые соединения деревянных конструкций долгое время не были востребованы из-за своего несовершенства и ненадежности клеевых составов, но после появления новых специальных клеев, которые позволили надежно соединять различные элементы, данный вид сопряжения получил широкое применение При разработке конструкций из древесины немаловажной частью является расчет и проектирование узловых соединений и сопряжений элементов. В рамках проводимых на кафедре строительных конструкций Владимирского государственного университета исследований установлены зависимости прочности и деформативности композитных конструкций на основе древесины от вида модифицирующего состава. В рамках данного исследования рассматривались следующие смолы: Анакрол 901, Анакрол 90W2, Меломиновая смола, Эталак. Для улучшения физико-механических свойств данных полимеров вводятся углеродные нанотрубки (УНТ), массовую долю которых необходимо определить экспериментально. Цель исследования – определить наилучший состав для модификации древесины с технологической точки зрения, а также учитывая прирост прочности и снижение деформативности полученного композита. Установлено, что значение прочности при скалывании по тангентальной плоскости образцов, модифицированных полимерной композицией на основе Анакрол 90w2+кУНТ, больше на 35–40 %, чем образцов без модификации. Образцы, модифицированные Меламиновой смолой+кУНТ, показали наименьший предел прочности на скалывание по тангентальной плоскости – 1,8 кН, что меньше на 20–25 % относительно образцов без модификации.

The article examines numerous wood modification methods and modifying compositions, as well as the methodology for performing experimental investigations on the selection of the most suitable modifying composition for wood. Modern design and research trends in modified wood constructions are explored. The main research directions that are expected to be carried out in the near future are indicated.The widespread use of wood is due to the absence of corrosion, resistance to aggressive environments, sufficient strength characteristics, and the possibility of various kinds of modifications and design improvements. In addition, unlike reinforced concrete and steel, wood is an environmentally friendly and renewable building material. These aspects are becoming more and more relevant in the modern world. In the last few decades, composite materials have also been used in the development of these types of connections. Adhesive joints of wooden structures have not been in demand for a long time due to their imperfection and the unreliability of adhesive compositions, but after the advent of new special adhesives that made it possible to reliably connect various elements, this type of interface has become widely used. The computation and design of nodal connections and interfaces between the parts is an important part of building wood structures. The dependences of the strength and deformability of composite structures based on wood on the type of modifying composition were established as part of research conducted at the Department of Building Structures of Vladimir State University. Within the framework of this study, the following resins were considered: Anacrol 901, Anacrol 90W2, Melamine resin, and Etalak. In order to improve the physical and mechanical properties of these polymers, carbon nanotubes (CNTs) are introduced, the mass fraction of which must be determined experimentally. The purpose of the study is to determine the best composition for wood modification from a technological point of view, as well as taking into account the increase in strength and decrease in the deformability of the resulting composite. It has been established that the value of the shear strength along the tangential plane of samples modified with a polymer composition based on Anacrol 90w2 + cCNT is higher by 35–40 % than samples without modification. Samples modified with Melamine resin + cCNT showed the lowest shear strength along the tangential plane - 1.8 kN, which is 20 –25 % less than samples without modification.