Це дослідження було проведено з метою отримання інформації щодо якості склеювання деревини ялиці сріблястої (Abies alba Mill.), струганої з різною швидкістю подачі, після термічної модифікації. Було підготовлено чотири групи з шістнадцяти зразків ялиці, висушених на повітрі. Три групи були термічно модифіковані при різних температурах (160°C, 190°C і 220°C) протягом 3 годин. Послідовність процесів включала термічну модифікацію, стругання з двома швидкостями подачі (половина зразків зі швидкістю 3 м/хв, а інша половина зі швидкістю 10 м/хв), процес склеювання і, нарешті, проведення механічних випробувань для оцінки міцності на зсув і руйнування деревини. Міцність на зсув склеєного матеріалу поступово зменшувалася зі збільшенням температури модифікації для обох швидкостей подачі, причому зниження становило від 1.37% до 14.63% порівняно з натуральною деревиною. Руйнування деревини не показало лінійної залежності, зі зниженням при 160°C, але збільшенням при більш високих температурах порівняно з натуральною деревиною. Швидкість подачі мала значний вплив на міцність склеювання на зсув, причому вища швидкість подачі призводила до зниження міцності для натуральної деревини, але підвищувала міцність для термічно модифікованої деревини. Термічна модифікація деревини ялиці при температурі 220°C мала негативний вплив на міцність склеювання на зсув і руйнування деревини. Це було спричинено погіршенням компонентів деревини та зміною механічних властивостей. Результати цього дослідження дають важливі знання для вдосконалення процесу склеювання та встановлення відповідних параметрів для термічно модифікованої деревини ялиці. Цей вид деревини має потенційне застосування в деревообробній промисловості, зокрема у виробництві інженерних дерев'яних виробів
деревина ялиці, термічна модифікація, склеювання, міцність на зсув, руйнування деревини
[1] Ajdinaj, D., Çota, H., Zejnullahu, F., Sejdiu, R., Bajraktari, A., & Mustafaraj, K. (2023). Noise emission and quality of surface of thermally modified silver fir wood planed by horizontal milling machine. Wood Research, 68(4), 718-731. doi: 10.37763/wr.1336-4561/68.4.718731.
[2] Altunok, M. (2021). An investigation of adhesion performance under various conditions using heat-treated wood. Journal of Polytechnic, 24(2), 711-714. doi: 10.2339/politeknik.762887.
[3] Candan, Z., Görgün, H. V., Korkut, S., & Ünsal, N. (2021). Surface roughness and wettability performance of thermally modified rowan wood as a fast-growing species. Wood, 64(208), 35-44. doi: 10.12841/wood.1644-3985.364.03.
[4] Cao, S., Cheng, S., & Cai, J. (2022). Research progress and prospects of wood high-temperature heat treatment technology. Bioresources, 17(2), 3702-3717. doi: 10.15376/biores.17.2.cao.
[5] Carvalho, A.G., De Andrade, B.G., Donato, D.B., Da Silva, C.M.S., De Cassia Oliveira Carneiro, A., De Castro, V.R., & Zanuncio, A.J.V. (2020). Bonding performance of structural adhesives on heat-treated Mimosa scabrella and Pinus oocarpa wood. Cellulose Chemistry and Technology, 54(7-8), 663-668. doi: 10.35812/cellulosechemtechnol.2020.54.65.
[6] Chupa, V., & Zhovtulia, L. (2023). Study of emissions into the atmosphere from the combustion of pellets and solid waste. Ecological Safety and Balanced Use of Resources, 14(2), 50-60. https://doi.org/10.69628/esbur/2.2023.50.
[7] De Paula, M.H., Gonçalez, J.C., Ananías, R.A., & Janin, G. (2022). Effect of heat treatment on physical, mechanical and chemical properties of angelim wood. Timber. Science and Technology, 25(10), 1-12. doi: 10.4067/s0718-221x2023000100410.
[8] EN 205:2016. (2016). Adhesives – Wood adhesives for non-structural applications – Determination of tensile shear strength of lap joints. Retrieved from https://standards.iteh.ai/catalog/standards/cen/48e2dff1-9ce1-4b94-8edd-a70264c40acb/en-205-2016https://standards.iteh.ai/catalog/standards/cen/48e2dff1-9ce1-4b94-8edd-a70264c40acb/en-205-2016.
[9] Frihart, C., & Hunt, C. (2021). Wood adhesives: Bond formation and performance. In R. Ross (Ed.), Wood handbook: Wood as an engineering material (pp. 1-26). Madison: Forest Products Laboratory.
[10] Gaff, M., Kubovský, I., Sikora, A., Kačíková, D., Li, H., Kubovský, M. & Kačík, F. (2023). Impact of thermal modification on color and chemical changes of African padauk, merbau, mahogany, and iroko wood species. Reviews on Advanced Materials Science, 62(1), article number 20220277. doi: 10.1515/rams-2022-0277.
[11] Gennari, E., Picchio, R., & Lo Monaco, A. (2021). Industrial heat treatment of wood: Study of induced effects on ayous wood (Triplochiton scleroxylon K. Schum). Forests, 12(6), article number 730. doi: 10.3390/f12060730.
[12] Ghalehno, M.D., Chu, D., Sheshkal, B.N., Humar, M., & Bahmani, M. (2021). Effect of heat treatment on physical and mechanical properties of Oriental Beech wood (Fagus orientalis L.). In Proceedings IRG Annual Meeting (article number 40923). Stokholm: The International Research Group on Wood Protection.
[13] Gordiichuk, A. (2024). Risk management at engineering enterprises: Some problems, solution ways. Innovation and Sustainability, 4(1), 93-103. https://doi.org/10.31649/ins.2024.1.93.103.
[14] Hänsel, A., Sandak, J., Sandak, A., Mai, J., & Niemz, P. (2021). Selected previous findings on the factors influencing the gluing quality of solid wood products in timber construction and possible developments: A review. Wood Material Science & Engineering, 17(3), 230-241. doi: 10.1080/17480272.2021.1925963.
[15] Hänsel, A., Tröger, J., Rößler, M., Brachhold, N., & Niemz, P. (2023). Influence of surface treatment on the bonding quality of wood for load-bearing purposes. Wood Material Science & Engineering, 18(6), 2128-2139. doi: 10.1080/17480272.2023.2269138.
[16] Hasanagić, R., Ganguly, S., Bajramović, E., & Hasanagić, A. (2021). Mechanical properties changes in fir wood (abies sp.), linden wood (tilia sp.), and beech wood (fagus sp.) subjected to various thermal modification process conditions. IOP Conference Series. Materials Science and Engineering, 1208(1), article number 012025. doi: 10.1088/1757-899x/1208/1/012025.
[17] Hill, C., Altgen, M., & Rautkari, L. (2021). Thermal modification of wood – A review: Chemical changes and hygroscopicity. Journal of Materials Science, 56(11), 6581-6614. doi: 10.1007/s10853-020-05722-z.
[18] ISO 13061-1:2014 (2014). Physical and mechanical properties of wood — Test methods for small clear wood specimens Part 1: Determination of moisture content for physical and mechanical tests. Retrieved from https://cdn.standards.iteh.ai/samples/60063/411636953fc64074bca294e7624761f8/ISO-13061-1-2014.pdf.
[19] ISO 13061-2:2014. (2014). Physical and mechanical properties of wood — Test methods for small clear wood specimens — Part 2: Determination of density for physical and mechanical tests. Retrieved from https://cdn.standards.iteh.ai/samples/60064/d9786ac82f384978be026fb55c51f75e/ISO-13061-2-2014.pdf.
[20] Iždinský, J., Reinprecht, L., Sedliačik, J., Kúdela, J., & Kučerová, V. (2021). Bonding of selected hardwoods with PVAc adhesive. Applied Sciences, 11(1), article number 67. doi: 10.3390/app11010067.
[21] Kozyar, N. (2023). Regularities of the influence of technological parameters and external factors on the speed and explosively unsafe combustion modes of pyrotechnic nitrate-metallized mixtures with additives of organic substances. Bulletin of Cherkasy State Technological University, 28(2), 89-99. https://doi.org/10.24025/2306-4412.2.2023.276207.
[22] Liu, H., Li, Z., Zhang, X., Tang, B., Wan, C., & Wang, K. (2022). The effect of different moderate thermal modification durations on the wood properties of American alder. Materials, 15(24), article number 8839. doi: 10.3390/ma15248839.
[23] Mamoňová, M., Ciglian, D., & Reinprecht, L. (2022). SEM analysis of glued joints of thermally modified wood bonded with PUR and PVAc glues. Materials, 15(18), article number 6440. doi: 10.3390/ma15186440.
[24] Masoumi, A., Bakma, F.X.Z., & Bond, B.H. (2023). Adhesive bonding performance of thermally modified yellow poplar. BioResources, 18(4), 8151-8162.
[25] Ninane, M., Pollet, C., Hébert, J., & Jourez, B. (2021). Physical, mechanical, and decay resistance properties of heat-treated wood by Besson® process of three European hardwood species. Biotechnology, Agronomy, Society and Environment, 2, 129-139. doi: 10.25518/1780-4507.19050.
[26] Rabiei, F., & Yaghoubi, S. (2023). A comprehensive investigation on the influences of optimal CNC wood machining variables on surface quality and process time using GMDH neural network and bees optimization algorithm. Materials Today Communications, 36, article number 106482. doi: 10.1016/j.mtcomm.2023.106482.
[27] Sirko, Z., Protasov, O., Okhrimenko, S., Starysh, E., Torchilevskiy, D., Hrytsun, V., & Nickel, H. (2024). The relationship of the pitch of the teeth and the area of the depths with the feed to the saw tooth during cutting wood of hard leaved breeds. Scientific Reports of the National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, 1(107), 1-8. http://dx.doi.org/10.31548/dopovidi.1(107).2024.025.
[28] Taghiyari, H.R., Esmailpour, A., Adamopoulos, S., Zereshki, K., & Hosseinpourpia, R. (2020). Shear strength of heat-treated solid wood bonded with polyvinyl-acetate reinforced by nanowollastonite. Wood Research, 65(2), 183-194. doi: 10.37763/wr.1336-4561/65.2.183194.
[29] Titova, L., & Sobczuk, H. (2022). Typological means of technical control of physiological and ergonomic indicators of machines for forestry works. Machinery & Energetics, 13(1), 40-48. https://doi.org/10.31548/machenergy.13(1).2022.40-48.
[30] Udtaranakron, T., Pulngern, T., & Sombatsompop, N. (2023). Analytical and experimental investigation of the flexural and bond adhesive properties of thermally modified rubberwood and hybrid glulam beams with WPVC composites. Structures, 58, article number 105498. doi: 10.1016/j.istruc.2023.105498.
[31] Vidholdová, Z., Ciglian, D., & Reinprecht, L. (2021). Bonding of the thermally modified norway spruce wood with the PUR and PVAc adhesives. Proceedings of the Faculty of Xylology Zvolen, 63(1), 63-73. doi: 10.17423/afx.2021.63.1.06.
[32] Wu, Z., Deng, X., Li, L., Xi, X., Tian, M., Yu, L., & Zhang, B. (2021). Effects of heat treatment on interfacial properties of Pinus Massoniana Wood. Coatings, 11(5), article number 543. doi: 10.3390/coatings11050543.
[33] Yu, Q., Pan, X., Yang, Z., Zhang, L., & Cao, J. (2023). Effects of the surface roughness of six wood species for furniture production on the wettability and bonding quality of coating. Forests, 14(5), article number 996. doi: 10.3390/f14050996.