Список популярных строительных материалов по праву возглавляет ацетилированная (модифицированная) древесина. Традиционная обработка дерева, предназначенного под строительные нужды, часто предполагает использование токсичных металлов и биоцидов. Все они наносят вред окружающей среде. Например, медный купорос — водный токсин, наиболее распространенное вещество, используемое для обработки. Однако ацетилированная древесина Accoya модифицируется иным способом.
Accoya модифицированная — ацетилированная древесина
Ацетилированная древесина Accoya изготавливается из сосны, ели, пихты и других пород дерева, возрастом в несколько десятков лет.
Дерево подвергается обработке высококонцентрированным уксусным раствором, чем достигается усиление свойств, препятствующих поглощению воды, разбуханию, усадке.
Этот относительно инновационный материал пока что относят к дорогостоящим классам дерева, но в перспективе ожидается снижение издержек на производство. Поэтому следует ожидать приемлемой конечной цены продукта.
Accoya — ацетилированная древесина, обладающая совсем иными свойствами относительно традиционных стройматериалов. Этот вид строительной древесины, полученной в процессе ацетилирования, является инновационной технологией обработки, когда:
- снижается риск гниения древесной структуры,
- увеличивается сопротивляемость внешним воздействиям,
- стойкость на износ измеряется десятилетиями.
Производителем ацетилированного стройматериала гарантируется 50 лет срока службы в условиях наземного применения.
Около 25 лет службы в грунте или пресной воде заявлено для ацетилированного дерева. Строить модифицированной древесиной Accoya можно всё — от простых столярных изделий для дома, до крупных мостов на воде.
Модифицированная (ацетилированная) древесина Accoya претендует на звание ведущего стройматериала, потому что удачно подходит для решения насущных строительных задач:
- настил,
- деревянная облицовка,
- строительство каркасов,
- изготовление срубов,
- и многое другое.
Научно доказано: ацетилированный способ обработки строительной древесины наделяет материал свойствами, которые приравнивают его к «золотому стандарту».
Физические свойства по результатам ацетилирования
Проявление физических свойств любого древесного материала обусловлено химической составляющей. Каждая древесина насыщена химическими группами в образе «свободных гидроксил».
Гидроксильные свободные группы поглощают или выделяют воду с учётом изменений климатических условий, где эксплуатируется древесина.
Это основная причина, показывающая, почему дерево обладает свойствами набухать и сжиматься. Считается также, что переваривание древесины ферментами инициируется на свободных гидроксильных слоях, что видится главной причиной распада древесной структуры.
Технология ацетилирования эффективно модифицирует свободные гидроксилы внутри древесины, объединяя их ацетильной группой.
Благодаря ацетилированию, достигается группирование взаимодействием дерева и уксусного ангидрида, выделяемого уксусной кислотой (разбавленная форма).
Когда гидроксильная свободная группа трансформируется в ацетильную группу, дерево утрачивает свойства впитывать воду. Это физическое явление ацетилирования делает древесину более стабильной с точки зрения возможного изменения формы, а также чрезвычайно долговечной.
Ацетильные группы естественным образом присутствуют в разных древесных породах. Таким образом, производственный процесс ацетилирования не добавляет ничего лишнего в структуру дерева.
Модифицированная (ацетилированная) древесина Accoya не выделяет никаких токсинов, не вредит окружающей среде.
Модификация химической структуры, а не просто перемены в химическом составе являются сутью создания конечного ацетилированного продукта. И этот продукт существенно превосходит исходный вариант.
Ацетилированная Accoya модифицируется непосредственно через поперечное сечение. Любые иные виды обработки древесины предполагают внедрение химикатов (масло, аммиак, различные соединения металлов).
Методика внедрения химикатов тоже улучшает долговечность материала до определенной степени, но не стабилизирует возможные изменения формы в процессе эксплуатации.
Механические свойства ацетилированной древесины
Отмечаются два эффекта, влияющие на механические свойства древесины, когда применяется технология ацетилирования.
Процесс ацетилирования древесины приводит к уменьшению содержания равновесной влажности при текущей относительной влажности.
Это, в свою очередь, приводит к сопутствующему увеличению прочности на растяжение (MOR) и наращиванию упругости (MOE).
Однако некоторая деградация клеточной стенки может происходить по причине продолжительного теплового воздействия.
Аналогичный эффект допустим также из-за образования в области клеточной стенки побочного продукта уксусной кислоты. Степень деградации сильно зависит от температуры и времени реакции модификации.
Следует также отметить: поскольку ацетилированная древесина разбухает в результате присутствия связанных клеточных ацетильных групп внутри клеточной стенки, заданная площадь поперечного сечения модифицированного дерева будет содержать меньшее количество волокон.
Если учитывать увеличение площади поперечного сечения образца в результате модификации, тогда образец, имеющий такую же прочность /жесткость до и после модификация, должен показать уменьшение этих свойств, что видится ложной интерпретацией деградации из-за модификации древесины.
Механические свойства в какой-то степени определяются ещё и породой дерева. Так, при изучении механических свойств ацетилированной сосны и ели, параметры MOR (растяжение) и MOE (упругость) для сосны уменьшились примерно на 6%, но увеличились более чем на 7% для ели.
Для изучения выбирались образцы ели, сосны, пихты. Дерево пропитывали уксусным ангидридом в условиях вакуума или давления. Избыточный ангидрид выводили, затем образцы нагревали до 120ºС в течение 6 часов.
В результате было отмечено увеличение твёрдости древесины Accoya, модифицированной таким способом. Кроме того, отметились улучшения свойств ацетилированного стройматериала на устойчивость к деформации.
Подвергалось исследованиям также буковое дерево. Выбирались несколько образцов длиной до 4 метров, которые затем были ацетилированы в технологических установках.
Результаты исследования получились практически аналогичными с некоторыми незначительными отходами в сторону увеличения или уменьшения механических свойств.
Биологическая и погодная защищённость
Различные виды массивного дерева, ДСП, древесностружечные плиты, изготовленные из ацетилированной древесины, были испытаны на устойчивость к атакам разных видов микроорганизмов.
Ацетилированная древесина Accoya испытывалась под насаждением нескольких видов грибов, приводящих к распаду структуры, в соответствии стандарту ASTM.
Так, проводился 12-недельный анализ присутствия в почвенном блоке с внедрением гриба коричневой гнили Coniophora puteana.
За это время исследовалась стойкость ацетилированной сосны на разных уровнях модификации, против воздействия грибов коричневой гнили.
Как выяснилось, по мере повышения уровня ацетилирования, пропорционально увеличивается сопротивление атаке вредных микроорганизмов.
Что касается погодного влияния, обработка дерева уксусным ангидридом улучшает устойчивость структуры к воздействию ультрафиолетовых лучей (защита от выгорания).
После 700 часов ускоренного выветривания, контроль показал факторы эрозии со скоростью около 0,12 мкм /ч (примерно 0,02%). Ацетилирование способствовало уменьшению поверхностной эрозии практически на 50 процентов.
Глубина проникновения, вызванная выветриванием, составляла около 200 мкм для древесины, не подвергавшейся ацетилированию, и вдвое меньше для ацетилированной древесины Accoya.
При испытаниях наружного воздействия цвет ацетилированной сосны оставался светло-желтым после 1 года. За этот же период времени обычные доски меняли темно-оранжевую окраску на светло-серую.
В рамках проводимых испытаний также выяснилось: ацетилированная сосна, защищённая стеклянными панелями, способна сохранять девственный цвет не менее 10 лет.
Перспективы нового материала
Ближайшее будущее обещает наплыв ацетилированной древесины Accoya на строительном рынке. Причём материал планируется продавать значительным количеством.
Правда, несмотря на проведённые исследования ацетилированной Accoya, вопросы академического толка всё ещё остаются.
Например, по мере установления ацетилированной древесины Accoya в качестве основного продукта, потребуется решить вопрос об утилизации этого материала.
Природные свойства позволяют измельчать ацетилированную Accoya до форм, подходящих под компостирование или сжигание, исключая загрязнение окружающей среды токсичными материалами.
Между тем более подходящей и удобной стратегией видится разработка каскадного подхода к утилизации ацетилированного строительного материала.
Модифицированная (ацетилированная) древесина Accoya является продуктивным исходным сырьём для производства ДСП, МДФ и прочих восстановленных древесных продуктов.
В конце жизни ацетилированных продуктов разумно использовать технологию пиролиза для высвобождения ацетила в виде уксусной кислоты, которую затем логично использовать в качестве исходного материала для изготовления нового ангидрида.
Таким видится эффективный и продуктивный циклический процесс, налаженный в рамках поточного производства востребованных стройматериалов.
Параметры заслуживающие внимания: таблица
| СВОЙСТВА | МЕТОД ТЕСТИРОВАНИЯ | ЗНАЧЕНИЕ |
| Долговечность | EN 84, EN 113, ENV 807, EN 252 | Класс 1 |
| Плотность | при относительной влажности 65%, Т=20°C | 512 ± 80 кг/м³ |
| Прочность на изгиб | EN 408 | 40 Н/мм² |
| Твердость | ASTM D143 | Сторона 4 100N Торец 6 600N |
| Теплопроводность | EN 12667 | 0,12 Вт/мK |
| Содержание равновесной влаги | при относительной влажности 65%, Т=20°С | 3 — 5% |
