RU2568471C2 - Method for improving of wood strength, hardness and fire resistance - Google Patents
Method for improving of wood strength, hardness and fire resistance Download PDFInfo
- Publication number
- RU2568471C2 RU2568471C2 RU2014110351/13A RU2014110351A RU2568471C2 RU 2568471 C2 RU2568471 C2 RU 2568471C2 RU 2014110351/13 A RU2014110351/13 A RU 2014110351/13A RU 2014110351 A RU2014110351 A RU 2014110351A RU 2568471 C2 RU2568471 C2 RU 2568471C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wood
- chamber
- fire resistance
- minutes
- cattle
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Chemical And Physical Treatments For Wood And The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано для повышения устойчивости, прочности и пожаростойкости изделий и конструкций из древесины.The invention relates to the woodworking industry and can be used to increase the stability, strength and fire resistance of wood products and structures.
Известен способ получения изделий из модифицированной древесины (см. SU №1248802, B27K 5/06, опубл. 07.08.1986), включающий обработку древесных отходов мочевиной, разделенных в осевой плоскости на два равных полуцилиндра, и сушку под давлением в матрице прямоугольной формы. Однако основное назначение изобретения направлено приданию пластичных свойств и новой формы с целью уменьшения отходов при последующей механической обработке. При этом данные о приобретении модифицированной древесиной новых свойств по прочности, огнестойкости, влагостойкости отсутствуют.A known method of producing products from modified wood (see SU No. 1248802,
Известен способ получения материала с улучшенными декоративными и антибактериальными свойствами (см. заявку RU №95108649, B27K 5/02, опубл. 20.08.1996), когда в емкость для обработки древесины вносятся карбонат аммония или водный раствор аммиака, а затем производится последовательная обработка древесины смесью газообразного аммиака и газообразным кислородом при различных показателях давления и температуры. Недостатком данного способа является необходимость применения химических препаратов модифицирующей смеси и использования специального оборудования сложной конструкции, что значительно удорожает производство в целом.A known method of producing a material with improved decorative and antibacterial properties (see application RU No. 95108649,
Известен способ обработки малоценной древесины (см. RU №2142876, B27K 5/06, опубл. 20.12.1999), повышающий ее физико-механические свойства, который основан на обработке древесины в автоклаве в присутствии газообразного аммиака при различных показателях давления и температуры, пятикратными циклами прогрева, вакуумирования, а затем обработки механическим давлением материала. Способ предназначен, в основном, для обработки древесных частиц и отличается значительной энергозатратностью.A known method of processing low-value wood (see RU No. 2142876,
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ, повышающий качество обработки древесины, при котором сокращается продолжительность пропитки цилиндрических заготовок маслянистым антисептиком (длиной до 6 м) и включает обработку ультразвуком и переменным давлением (см. RU №2378106, B27K 3/02, B27K 3/08, опубл. 10.01.2010). Однако необходимость дополнительного приобретения ингредиентов для состава пропитки, а также приобретение специализированного оборудования для ультразвуковой обработки древесины, не способствуют удешевлению производства в целом.Closest to the proposed invention is a method that improves the quality of wood processing, which reduces the duration of the impregnation of cylindrical billets with an oily antiseptic (up to 6 m long) and includes sonication and variable pressure (see RU No. 2378106,
Задача, на решение которой направлено заявленное изобретение, выражается в повышении эффективности и удешевлении процессов придания древесине устойчивости, прочности и пожаростойкости.The problem to which the claimed invention is directed, is expressed in increasing the efficiency and cheaper processes of giving wood stability, strength and fire resistance.
Технический эффект, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в получении способа повышения устойчивости, прочности и пожаростойкости древесины при использовании естественных отходов животноводческих комплексов.The technical effect obtained by solving the problem is expressed in obtaining a method of increasing the stability, strength and fire resistance of wood using natural waste from livestock complexes.
Для решения поставленной задачи способ повышения устойчивости, прочности и пожаростойкости древесины, включающий раскрой древесины вдоль волокон, вакуумирование и пропитку заготовок в герметичной камере, отличается тем, что для пропиточного раствора используют жидкую фазу естественных отходов крупного рогатого скота (КРС), при этом предварительное вакуумирование заготовок древесины проводят в камере при давлении 60-62 мм рт.ст., температуре 70-80°C в течение 18-20 мин, далее после разгерметизации камеры подают пропиточный раствор и проводят пропитку древесины без внешнего давления в течение 15-20 мин.To solve this problem, a method of increasing the stability, strength and fire resistance of wood, including cutting wood along the fibers, evacuating and impregnating the workpieces in a sealed chamber, is characterized in that the liquid phase of natural cattle waste (cattle) is used for the impregnating solution, with preliminary evacuation wood preforms are carried out in a chamber at a pressure of 60-62 mm Hg, a temperature of 70-80 ° C for 18-20 minutes, then after depressurization of the chamber, an impregnating solution is fed and carried out ropitku wood without external pressure for 15-20 min.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».A comparative analysis of the features of the claimed solution with the features of the prototype indicates the compliance of the claimed solution with the criterion of "novelty."
Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают повышение эффективности защитной обработки древесины путем использования естественных отходов жизнедеятельности КРС, что значительно удешевляет проводимые работы.The features of the distinctive part of the claims provide an increase in the effectiveness of protective treatment of wood by using natural waste products of cattle, which significantly reduces the cost of the work.
В результате защитной обработки древесины заявляемым способом заготовки уплотняются, пористость уменьшается и повышается твердость. Древесина приобретает стойкость к температурно-влажностным воздействиям, за счет низкой пористости в материале повышается огнестойкость, кроме того, древесина не подвергается разрушительному воздействию биовредителей (грибов, насекомых).As a result of the protective treatment of wood by the claimed method, the workpieces are compacted, the porosity decreases and the hardness increases. Wood gains resistance to temperature and humidity, due to low porosity in the material increases fire resistance, in addition, wood is not exposed to the destructive effects of biohazards (fungi, insects).
Заявленное изобретение иллюстрируется чертежами, где на чертеже показана технологическая схема сбора жидкой фазы естественных отходов жизнедеятельности КРС и обработки древесины.The claimed invention is illustrated by drawings, where the drawing shows a flow diagram of the collection of the liquid phase of natural waste cattle and wood processing.
Технологический процесс защитной обработки древесины включает использование следующего оборудования: раскройное оборудование 1 с механизмами подачи древесного сырья 2, вакуумная пропиточная камера 3 со сливным патрубком 12, вакуумным насосом 4 и герметичным люком 13, загрузочно-разгрузочная тележка 14, накопительный резервуар для сбора жидкой фазы естественных отходов жизнедеятельности КРС 5 с изолированной стенкой 6 для поддержания постоянной температуры в камере и электромотором 8 вибратора 15, крыльчатый элеватор очистки навоза 9 с каналом для сбора навоза 7, сетчатый настил 10 для стока жидкой фазы (мочи), кормовая ячейка 16 в стойбище КРС 11.The technological process of protective wood processing includes the use of the following equipment:
При этом вакуумный насос 4 снабжен предохранительным клапаном для сжатого воздуха, с помощью которого регулируется давление в пропиточном резервуаре.In this case, the
В пропиточной камере 3 обеспечивается технологический режим для обработки древесины, примеры которого показаны в таблице 1, исходя из которой определяются оптимальные условия обработки, например, при давлении вакуумирования не более 62 мм рт.ст., температуре древесины 40°C коэффициент циркуляции составляет 1,315 см/сек.In the
Способ обработки древесины осуществляется следующим образом.The method of processing wood is as follows.
Способ может быть осуществлен, например, в животноводческих комплексах. При этом на первоначальном этапе выполняется выделение и накопление в отдельных резервуарах жидкой фазы отходов КРС. Устройство также содержит вакуумную камеру, нагреваемую и наполняемую естественными отходами из отдельного резервуара под определенным давлением.The method can be carried out, for example, in livestock complexes. In this case, at the initial stage, the separation and accumulation of cattle liquid phase in separate tanks is carried out. The device also contains a vacuum chamber, heated and filled with natural waste from a separate tank under a certain pressure.
На обработку поступает древесное сырье, например, в виде круглой древесины, предварительно отсортированной по размерам, породам и т.д. При этом сортименты могут быть торцованы по длине на нужные размеры и не требуется принудительного высушивания.Wood raw materials, for example, in the form of round wood, pre-sorted by size, species, etc., are sent for processing. At the same time, assortments can be trimmed in length to the desired size and forced drying is not required.
Таким образом, круглая древесина, например, атмосферной сушки, раскраивается вдоль волокон на брусья. Далее получаемые заготовки помещаются в герметичную камеру, в качестве которой могут быть использованы, например, специальные автоклавы для пропитки длинномерной древесины. Для загрузки и выгрузки штабелей используется вспомогательное внутрицеховое транспортное оборудование (например, тележки на рельсах).Thus, round wood, for example, atmospheric drying, is cut along the fibers onto the boards. Next, the resulting blanks are placed in a sealed chamber, which can be used, for example, special autoclaves for impregnation of long wood. For loading and unloading stacks, auxiliary in-shop transport equipment is used (for example, trolleys on rails).
В камере после загрузки древесины создается пониженное давление 60-62 мм рт.ст. при температуре 70-80C°, продолжительность выдержки в этих условиях составляет 18-20 минут. Считается, что в результате изменения температуры и давления в камере влага, содержащаяся внутри древесины, подвергается сильному испарению, вызывая разрывы стенок клеток. При этом создается вакуум для увеличения проницаемости материала.After loading the wood, a reduced pressure of 60-62 mm Hg is created in the chamber. at a temperature of 70-80C °, the exposure time under these conditions is 18-20 minutes. It is believed that as a result of changes in temperature and pressure in the chamber, the moisture contained inside the wood undergoes strong evaporation, causing tearing of the cell walls. This creates a vacuum to increase the permeability of the material.
Далее в процессе постепенной разгерметизации камеры подается пропиточный раствор на естественных отходах жизнедеятельности КРС, продолжительность выдержки древесины в камере с раствором составляет 15-20 минут. Пропитанная древесина выгружается из камеры и помещается на склад для сушки в естественных условиях на открытом воздухе.Then, in the process of gradual depressurization of the chamber, an impregnating solution is fed on the natural waste products of cattle, the exposure time of wood in the chamber with the solution is 15-20 minutes. The impregnated wood is unloaded from the chamber and placed in a warehouse for drying in natural conditions in the open air.
При этом содержание в пропиточном растворе составляет: азота - 0,50 г/л, аммиака - 14,73 ед., золы 2,80 ед.The content in the impregnating solution is: nitrogen - 0.50 g / l, ammonia - 14.73 units, ash 2.80 units.
В таблице 2 приведены сравнительные результаты испытаний древесины, обработанной и необработанной защитным составом.Table 2 shows the comparative test results of wood treated and untreated with a protective composition.
Испытания на иожаростойкость древесины проводились по методике расчета огнестойкости, в основе которой лежит определение времени, по истечении которого в условиях высокотемпературного воздействия при пожаре наступает одно из предельных состояний. Основным критерием методики оценки огнестойкости является глубина выгорания сечения (Z), которая зависит от скорости выгорания сечения, времени горения, температуры окружающей среды (T), влажности (W0) и многих других параметров. В расчетах остаются постоянными значениями T, W0, поэтому основными характеристиками выступают скорость выгорания сечения, время горения, а также расчетное значение сопротивления древесины при пожаре, при этом учитываются уменьшение рабочего сечения материала в результате обугливания и, соответственно, увеличение напряжения в древесине.Tests for the fire resistance of wood were carried out according to the method of calculating fire resistance, which is based on determining the time after which, under conditions of high-temperature exposure, in a fire one of the limiting states occurs. The main criterion for the fire resistance assessment methodology is the section burnup depth (Z), which depends on the section burnup rate, burning time, ambient temperature (T), humidity (W0) and many other parameters. In the calculations, the values of T, W0 remain constant, therefore, the main characteristics are the burning rate of the cross section, the burning time, and also the calculated value of the wood resistance in case of fire, taking into account the decrease in the working cross section of the material as a result of carbonization and, accordingly, the increase in stress in the wood.
По требованиям СНиП II-2-80 и СТО 36554501-066-2006 «Правила по обеспечению огнестойкости и огнесохранности железобетонных конструкций» скорость обугливания для цельной древесины принимается в пределах 1 мм/мин для элементов размерами в поперечном сечении менее 120 мм и 0,7-0,8 мм/мин - более 120 мм.According to the requirements of SNiP II-2-80 and STO 36554501-066-2006 "Rules for ensuring fire resistance and fire protection of reinforced concrete structures" the carbonization rate for solid wood is accepted within 1 mm / min for elements with dimensions in the cross section of less than 120 mm and 0.7 -0.8 mm / min - more than 120 mm.
Эффективность воздействия отходов КРС па древесину подтверждается также результатами испытаний образцов на прочность и огнестойкость, например, из деталей полового настила разобранных хозяйственных помещений животноводческих комплексов, где долгое время содержался скот.The effectiveness of the impact of cattle waste on wood is also confirmed by the test results of the samples for strength and fire resistance, for example, from the flooring parts of dismantled utility rooms of livestock complexes, where cattle were kept for a long time.
Сравнительный анализ экспериментального и контрольного образцов древесины показал следующие результаты. На контрольных образцах образовались трещины шириной от 0,2 до 1,1 см, длиной от 8 до 15 см, глубиной от 0,5 до 2,3 см. На экспериментальных образцах зафиксированы трещины шириной до 0,5 см, длиной - до 7 см, глубиной - не более 0,7 см.A comparative analysis of the experimental and control wood samples showed the following results. Cracks from 0.2 to 1.1 cm wide, 8 to 15 cm long, and 0.5 to 2.3 cm deep were formed on control samples. Cracks up to 0.5 cm wide and up to 7 in length were detected on experimental samples. cm, depth - not more than 0.7 cm.
Испытания на огнестойкость экспериментальных и необработанных образцов древесины проводились путем воздействия открытого огня в течение 3 мин. В результате этого наблюдалось быстрое возгорание необработанного образца, характеризующееся распространением пламени. У образцов экспериментальной группы, при тех же условиях испытаний, не наблюдалось горения открытым огнем, при этом древесина тлела, а глубина обугливания после самостоятельного тушения составила в среднем 1,2 см, что также может свидетельствовать о невысокой температуре отходящих газов.Fire tests of experimental and untreated wood samples were carried out by exposure to open fire for 3 minutes. As a result of this, rapid ignition of the untreated sample was observed, characterized by flame propagation. In the samples of the experimental group, under the same test conditions, no open fire was observed, while the wood smoldered, and the carbonization depth after self-extinguishing was an average of 1.2 cm, which can also indicate a low temperature of the exhaust gases.
Таким образом, у древесины после защитной обработки по заявляемому способу наблюдаются:Thus, in wood after protective treatment by the present method are observed:
- повышение плотности до 30-35% за счет, больше всего, снижения пористости в результате засаливания пропитывающего вещества в порах древесины;- increase in density up to 30-35% due to, most of all, a decrease in porosity as a result of salting of the impregnating substance in the pores of the wood;
- увеличение прочностных свойств до 10-15% в результате уплотнения древесины;- increase in strength properties up to 10-15% as a result of wood compaction;
- улучшается стойкость древесины при температурно-влажностных воздействиях, что характеризуется стабильностью ее форм и линейных размеров, а также, значительным уменьшением водо- и газопроницаемости и водопоглощения;- improves the resistance of wood to temperature and humidity, which is characterized by the stability of its shape and linear dimensions, as well as a significant reduction in water and gas permeability and water absorption;
- повышается пожаростойкость за счет предотвращения свободного поступления кислорода во внутренние полости древесины.- increases fire resistance by preventing the free flow of oxygen into the internal cavity of the wood.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014110351/13A RU2568471C2 (en) | 2014-03-19 | 2014-03-19 | Method for improving of wood strength, hardness and fire resistance |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014110351/13A RU2568471C2 (en) | 2014-03-19 | 2014-03-19 | Method for improving of wood strength, hardness and fire resistance |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014110351A RU2014110351A (en) | 2015-09-27 |
RU2568471C2 true RU2568471C2 (en) | 2015-11-20 |
Family
ID=54250677
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014110351/13A RU2568471C2 (en) | 2014-03-19 | 2014-03-19 | Method for improving of wood strength, hardness and fire resistance |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2568471C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU162944A1 (en) * | ||||
SU1248802A1 (en) * | 1985-01-16 | 1986-08-07 | Воронежский Ордена Дружбы Народов Лесотехнический Институт | Method of producing articles of modified wood |
US6475566B1 (en) * | 1997-09-19 | 2002-11-05 | Lignocell Holz-Biotechnologie Gesellschaft M.B.H. | Processing for improving the impregnability of wood by pretreatment with fungi |
US7056919B2 (en) * | 2003-01-24 | 2006-06-06 | Kopcoat, Inc. | Synergistic combination of fungicides to protect wood and wood-based products and wood treated by such combination as well as methods of making the same |
RU2378106C2 (en) * | 2008-02-26 | 2010-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Лигнум" | Method of wood impregnation |
-
2014
- 2014-03-19 RU RU2014110351/13A patent/RU2568471C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU162944A1 (en) * | ||||
SU1248802A1 (en) * | 1985-01-16 | 1986-08-07 | Воронежский Ордена Дружбы Народов Лесотехнический Институт | Method of producing articles of modified wood |
US6475566B1 (en) * | 1997-09-19 | 2002-11-05 | Lignocell Holz-Biotechnologie Gesellschaft M.B.H. | Processing for improving the impregnability of wood by pretreatment with fungi |
US7056919B2 (en) * | 2003-01-24 | 2006-06-06 | Kopcoat, Inc. | Synergistic combination of fungicides to protect wood and wood-based products and wood treated by such combination as well as methods of making the same |
RU2378106C2 (en) * | 2008-02-26 | 2010-01-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Лигнум" | Method of wood impregnation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014110351A (en) | 2015-09-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Barcík et al. | Effect of tool and milling parameters on the size distribution of splinters of planed native and thermally modified beech wood | |
CN104552516A (en) | Furfuryl alcohol modified solution for modifying wood materials or bamboo materials | |
CN103862538A (en) | Natural surfactant-based paraffin series water-proofing agent | |
CN102328334A (en) | Antiseptic, preparation method thereof and method for treating wood/bamboo with antiseptic | |
JPH07115326B2 (en) | Wood modification method | |
KR20160131983A (en) | Fire retardant and preservative treatment method of wood | |
RU2568471C2 (en) | Method for improving of wood strength, hardness and fire resistance | |
JP2003211412A (en) | Method for manufacturing incombustible lumber | |
EP1452286B1 (en) | Method of manufacturing noncombustible wood | |
KR20150120028A (en) | Heat treatment method of wood and wood-based materials in order to increase decay resistance and durability | |
Torgovnikov et al. | Microwave method for increasing the permeability of wood and its applications | |
Alves et al. | Study of the feasibility of" mix" of species from sawmill waste and limiting for particleboard | |
Hamzah et al. | Assessment of oil palm wood quality improvement through integrated treatment process as function of sawing pattern and slab thickness | |
JP2013180460A (en) | Method for manufacturing heat-treated lumber | |
CN105522626A (en) | Machining device for rolling impregnation of wood and bamboo materials | |
CN205466623U (en) | A processingequipment that is used for wood, bamboo timber roll -in to impregnate | |
Mankowski et al. | Retention of polymer in lime wood impregnated with Paraloid B-72 solution in butyl acetate | |
Pruteanu et al. | Ecological materials used in preservation and restoration on new wood. | |
RU2551141C1 (en) | Round timber drying method | |
CN201989210U (en) | Device for removing formaldehyde through microwaves | |
KR101866156B1 (en) | Preservvative treated woods manufactured by the processing method of preservvative treated woods and construction method | |
CN100354084C (en) | Method for the treatment of wood, wood powder and such, equipment for the treatment of wood, products made from the modified wood and products made form the treated wood powder and such | |
Grinins et al. | Investigation of birch wood impregnation with phenol-formaldehyde (PF) resins | |
JP6762565B2 (en) | Processing disk material and manufacturing method of processing disk material | |
Mańkowski et al. | The maximum moisture content of lime wood impregnated with Paraloid B-72 solution in butyl acetate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170320 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190410 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200320 |