Защитная обработка клеевых шиповых соединений заготовок из древесины сосны (Pinus caribaea) борсодержащим водным раствором. C. 154-163

УДК

674.048

DOI:

10.37482/0536-1036-2025-4-154-163

Аннотация

Древесина является ведущим экологически чистым строительным материалом, что обусловлено ее возобновляемостью, способностью к связыванию углерода и энергоемкостью процесса получения такого материала. Производство древесины оставляет меньший углеродный след по сравнению с производствами бетона и стали: древесина поглощает в 15 раз больше CO2, чем выделяется при ее изготовлении, тогда как про алюминий и сталь этого сказать нельзя. При этом древесные материалы обеспечивают естественную энергоэффективную изоляцию для зданий. Шиповое соединение – устойчивая технология, позволяющая рационально использовать небольшие куски древесины, которые обычно классифицируются как отходы. Химическая защита древесины осуществляется с помощью консервантов, таких как инсектициды, фунгициды, а также УФ-защитные покрытия. Древесина хвойных пород сильно подвержена износу, вызванному грибками, насекомыми и влажностью. В отсутствие надлежащей защиты структурная целостность древесного материала может нарушиться, а срок службы – ощутимо сократиться. Следовательно, пропитки имеют важное значение для повышения долговечности и устойчивости древесины к гниению, а также расширения возможностей применения древесины хвойных пород в различных областях. Целью данного исследования стала оценка влияния воздействия бором на шиповые соединения материала из древесины сосны на долговечность досок из этого сырья. Использовались образцы древесины сосны с шиповым соединением длиной 19 мм. Средний предел прочности при растяжении обработанных и необработанных образцов древесины сосны с шиповым соединением превышает рекомендуемую минимальную прочность при растяжении (≥10 Н/мм2). Также описаны виды разрушения обработанных и необработанных образцов сосны с шиповым соединением. Бор способствует повышению прочности и устойчивости досок к гниению, что делает их пригодными для промышленного применения. Такая обработка увеличивает структурную целостность древесины, продлевая срок ее службы и обеспечивая рост эксплуатационных характеристик в сложных условиях.

Сведения об авторах

Ч. Мутхумала¹, д-р наук; ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9358-7717
C. Де Силва², проф., д-р наук; ORCID: https://orcid.org/0000-0003-0804-5097
И. Арунакумара³, проф.; ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7081-0215
А. Алвис⁴, проф.; ORCID: https://orcid.org/0009-0000-8888-4952
¹Государственная лесная корпорация, Сампатпайя, Раджамалуэтта-роуд, Баттарамулла, Шри-Ланка, 10120; ck_muthumala@yahoo.com
²Университет Рухуны, Хапагала, Ваквелла-роуд, Галле, Шри-Ланка, 80000; sudhira@cee.ruh.ac.lk
³Университет Рухуны, Камбурупития, Шри-Ланка, 1100; kkiuaruna@crop.ruh.ac.lk
⁴Университет Рухуны, Матара-Камбурупития-роуд, дер. Мапалана, Шри-Ланка, 81100; aalwis@ageng.ruh.ac.lk
⁵Университет обороны им. генерела сэра Джона Котелавалы, Кандавала-роуд, Рамтмалана, Шри-Ланка, 10390; faiz@kdu.ac.lk*

Ключевые слова

обработка бором, долговечность древесных материалов, шиповое соединение, пропитка, сосна, сосновые доски

Для цитирования

Muthumala C., De Silva S., Arunakumara I., Alwis A., Marikar F. Assessment of the Impact of Boron Treatment by Impregnation Method on Finger-Jointed Pine (Pinus caribaea) Wood // Изв. вузов. Лесн. журн. 2025. № 4. С. 154–163. https://doi.org/10.37482/0536-1036-2025-4-154-163

Литература

1. Abd El-Sayed E.S., El-Sakhawy M., El-Sakhawy M. A.-M. Non-Wood Fibers as Raw Material for Pulp and Paper Industry. Nordic Pulp & Paper Research Journal, 2020, vol. 35, iss. 2, pp. 215–230. https://doi.org/10.1515/npprj-2019-0064
2. Alade A.A., Naghizadeh Z., Wessels C.B., Tyhoda L. A Review of the Effects of Wood Preservative Impregnation on Adhesive Bonding and Joint Performance. Journal of Adhesion Science and Technology, 2022, vol. 36, iss. 15, pp. 1593–1617. https://doi.org/10.1080/01694243.2021.1981651
3. Caldas L.R., Saraiva A.B., Lucena A.F.P., Da Gloria M.Y., Santos A.S., Filho R.D.T. Building Materials in a Circular Economy: The Case of Wood Waste as CO2-Sink in Bio Concrete. Resources, Conservation and Recycling, 2021, vol. 166, art. no. 105346. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2020.105346
4. Chen C., Kuang Y., Zhu S., Burgert I., Keplinger T., Gong A., Li T., Berglund L., Eichhorn S.J., Hu L. Structure–Property–Function Relationships of Natural and Engineered Wood. Nature Reviews Materials, 2020, vol. 5, pp. 642–666. https://doi.org/10.1038/s41578-020-0195-z
5. Dias A., Carvalho A., Silva M.E., Lima-Brito J., Gaspar M.J., Alves A., Rodrigues J.C., Pereira F., Morais J., Lousada J.L. Physical, Chemical and Mechanical Wood Properties of Pinus nigra Growing in Portugal. Annals of Forest Science, 2020, vol. 77, art. no. 72. https://doi.org/10.1007/s13595-020-00984-8
6. Dias K.B., Barreiros R.M. Preservative Treatments on Wood and Their Effects on Metal Fasteners. Engineered Wood Products for Construction, IntechOpen, 2021, chapt. 18. https://doi.org/10.5772/intechopen.98467
7. Fadipe E.O., Obiana U.V., Aishatu M.Z. Proximate Analysis of Wood Saw Dust Collected from Ilorin Metropolis, Kwara State, Nigeria. International Journal of Manufacturing, Material and Mechanical Engineering Research, 2023, vol. 5, iss. 1, pp. 1–5.
8. Franklin-Wallis O. Wasteland: The Dirty Truth About What We Throw Away, Where it Goes, and Why It Matters. Simon &Schuster Ltd., 2023. 400 p.
9. Ghani R.S.M. A Review of Different Barriers and Additives to Reduce Boron Movement in Boron Dual Treated Wood. Progress in Organic Coatings, 2021, vol. 160, art. no. 106523. https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2021.106523
10. Hartini S., Ciptomulyono U., Anityasari M., Sriyanto. Manufacturing Sustainability Assessment Using a Lean Manufacturing Tool: A Case Study in the Indonesian Wooden Furniture Industry. International Journal of Lean Six Sigma, 2020, vol. 11, no. 5, pp. 943–971. https://doi.org/10.1108/IJLSS-12-2017-0150
11. Jayawardhane J., Gunaratne A.M.T.A. Restoration Success Evaluation of a Thinned and Enriched Pine Plantation in Sri Lanka. Journal of Tropical Forest Science, 2020, vol. 32, no. 4, pp. 402–413. https://doi.org/10.26525/jtfs2020.32.4.402
12. Mihelcic J.R., Zimmerman J.B. Environmental Engineering: Fundamentals, Sustainability, Design: 3rd ed. John Wiley & Sons, 2021. 736 p.
13. Mikhaylov A., Moiseev N., Aleshin K., Burkhardt T. Global Climate Change and Greenhouse Effect. Entrepreneurship and Sustainability Issues, 2020, vol. 7, no. 4, pp. 2897– 2913. https://doi.org/10.9770/jesi.2020.7.4 (21)
14. Muthumala C.K., De Silva S., Alwis P.L.A.G., Arunakumara K.K.I.U. Identification of the Best Finger Joint Configuration for Sri Lankan Wood Species Based on the Flexural Strength. Journal of the Indian Academy of Wood Science, 2021, vol. 18, pp. 89–96. https://doi.org/10.1007/s13196-021-00284-2
15. Muthumala C.K., De Silva S., Arunakumara K.K.I.U., Alwis P.L.A.G. Assessment of the Shear Failure Modes of Softwood and Hardwood Timber under Different Wood Joints. Journal of Failure Analysis and Prevention, 2023, vol. 23, pp. 1216–1221. https://doi.org/10.1007/s11668-023-01672-1
16. Prabhu R., Jagtap R., Digar M. Study on Incorporating Wattle Tannin in Polyvinyl Acetate Emulsion and its Effect on Properties for Wood Bonding Application. SN Applied Sciences, 2020, vol. 2, art. no. 1722. https://doi.org/10.1007/s42452-020-03516-1
17. Rumo D. Forgotten Dust: Following Plasterboard for Non-Destructive Circular Economies. Frontiers in Sustainability, 2023, vol. 4, art. no. 994452. https://doi.org/10.3389/frsus.2023.994452
18. Szczurek A., Maciejewska M., Zajiczek Ż., Mościcki K. Detection of Emissions from the Combustion of Wood-Based Materials Being Furniture Industry Waste. Atmospheric Pollution Research, 2021, vol. 12, iss. 2, pp. 375–385. https://doi.org/10.1016/j.apr.2020.11.018
19. Vani C.N., Prajwal S., Sundararaj R., Dhamodaran T.K. Chemical Preservatives in Wood Protection. Science of Wood Degradation and its Protection, Singapore, Springer, 2022, pp. 559–587. https://doi.org/10.1007/978-981-16-8797-6_16
20. Wilson U.N., Sani J.E., Sadiq J.A., Abdulwahab M.T., Abubakar P., Rahmon R.O. Investigating the Effect of Flexural Strength of I and Box African Birch Built-up Beam on Nail Spacing. NIPES – Journal of Science and Technology Research, 2022, vol. 4, no. 4, pp. 186–197. https://doi.org/10.5281/zenodo.7486333
21. Zwerger K. Wood and Wood Joints: Building Traditions of Europe, Japan and China. Birkhäuser, 2023. 340 p. https://doi.org/10.1515/9783035624847