Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Influence of modification of aged spruce wood by in situ polymerization with ethyl methacrylate and methyl acrylate and paraloid B72 on color and water absorption

Siedlecka Beata, Marchwicka Monika

Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology

|

2022

|

No. 120

45--56

EN

Influence of modification of aged spruce wood by in situ polymerization with ethyl methacrylate and methyl acrylate and paraloid B72 on color and water absorption. Wood is hydrophilic in nature, which creates problems such as dimensional instability and susceptibility to biological degradation. By using chemical modification, wood can be refined into new products with improved properties. Such a combination of wood and polymer is called a wood-polymer composite (WPC). The presented work compares the modification of aged wood by two methods. In situ polymerization with ethyl methacrylate and methyl acrylate with modification with Paraloid B72 solution. The determinants of the modifications carried out are percentage weight gain (WPG), color change and water absorption. Unmodified wood aged and unaged were the control samples. Also unaged and modified wood samples were prepared to compare results. The greatest change in color intensity and total color difference after the aging process was recorded for samples modified with Paraloid B72, and after UV light treatment - modified by the in situ polymerization. The in situ-modified samples had the lowest water absorption among aged samples, and Paraloid B72-modified samples had the lowest water absorption among unaged samples. The highest WPG was obtained from the aged samples modified by the in situ polymerization.

PL

Wpływ modyfikacji starzonego drewna świerkowego metodą polimeryzacji in situ metakrylanem etylu i akrylanem metylu oraz paraloidem B72 na barwę oraz nasiąkliwość. Drewno ma charakter hydrofilowy, co stwarza problemy takie jak niestabilność wymiarowa i podatność na degradację biologiczną. Stosując modyfikację chemiczną, drewno może być uszlachetnione tworząc nowy produkt o ulepszonych właściwościach. Takie połączenie drewna i polimeru jest uważane za kompozyt drewno-polimer (WPC). W prezentowanej pracy porównano modyfikację starzonego drewna dwiema metodami: polimeryzację in situ metakrylanem etylu i akrylanem metylu z oraz modyfikację roztworem Paraloidu B72. Wyznacznikami przeprowadzonych modyfikacji są: procentowy przyrost masy (WPG), barwa i absorpcja wody. Próbki kontrolne stanowiło drewno niemodyfikowane i starzone. W celu porównania wyników przygotowano również próbki drewna niestarzonego i modyfikowanego. Największą zmianę intensywności barwy i całkowitej różnicy barw po procesie starzenia odnotowano dla próbek modyfikowanych Paraloidem B72, a po działaniu światła UV - modyfikowanych polimeryzacją in situ. Próbki modyfikowane polimeryzacją in situ charakteryzowały się najniższą chłonnością wody wśród próbek starzonych, a próbki modyfikowane Paraloidem B72 najniższą chłonnością wody wśród próbek niestarzonych. Najwyższą WPG uzyskano z próbek starzonych, modyfikowanych polimeryzacją in situ.

2

The impact of crosshead speed on the strength of spruce wood (Picea abies L.)

Dobrowolska Ewa, Lichaczewska Barbara, Pinchevska Olena

Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology

|

2020

|

No. 109

126--136

EN

The effect of crosshead speed on the strength of spruce wood (Picea abies L.). This work examines the compression and tensile strength along the grain and bending perpendicularly to the grain of spruce wood was investigated at various crosshead speeds. The dependence of the immediate strength on the crosshead speed takes the form of an exponential function for compression and tension along the grain and bending perpendicular to the grain. The study showed that as the crosshead speed increases, the ultimate strength value increases regardless of the type of stress occurring. The bending strength is between the compression and tensile strength values. The strength for compression along the grain for the spruce wood tested is 50% of strength tension along grain length and 57% of the bending strength. The bending strength corresponds to 88% of the tensile strength.

PL

Wpływ prędkości obciążania na wytrzymałości drewna świerkowego (Picea abies L.). W pracy zbadano przy różnych prędkościach obciążania wytrzymałość doraźną na ściskanie i rozciąganie wzdłuż włókien oraz zginanie prostopadle do płaszczyzn drewna świerkowego. Zależność wytrzymałości doraźnej od prędkości obciążania przybiera postać funkcji wykładniczej dla ściskania oraz rozciągania wzdłuż włókien a także zginania prostopadłego do włókien. Badanie wykazało, że wraz ze wzrostem prędkości obciążania rośnie wartość wytrzymałości doraźnej, niezależnie od rodzaju występujących naprężeń. Wytrzymałość na zginanie zawiera się w przedziale pomiędzy wartościami wytrzymałości na ściskanie i rozciąganie. Wytrzymałość przy ściskaniu dla badanego drewna świerkowego stanowią 50% wytrzymałości występującej przy rozciąganiu i 57% przy zginaniu. Wytrzymałość przy zginaniu odpowiada 88% wytrzymałości przy rozciąganiu.

3

Visual properties of spruce wood coated with lacquers, changed under impact of UV radiation in indoor conditions

Kúdela J., Sikora A., Svocák J.

Annals of Warsaw University of Life Sciences - SGGW. Forestry and Wood Technology

|

2018

|

No. 103

84--89

EN

This work evaluates accelerated-ageing-induced effects imposed on colour stability of spruce wood coated with colourless polyurethane lacquers proposed for surface treatment for wood artefacts intended for the indoor. There were explored the colour and gloss variations at an accelerated ageing process representing 500 hours. Simultaneously, there was also examined the protective performance of pre-treatment with a UV radiation absorbent agent. The experimental results give evidence that in all cases, during accelerated ageing process, the influence of UV radiation on photo-degradation of the surface-treated spruce wood was significant. The tested lacquers, however, manifested diverse degrees of protective efficacy against UV radiation-induced effects to the wood surface in indoor conditions. The colour stability was found poorer for the surface treatment with lacquers without protective agents against UV radiation. The UV protective substance admixed into the coating material had an obvious decelerating effect on the photo-degradation in the surface-treated wood, but this degradation had not been inhibited absolutely. In all cases, the lightness decreased and the coordinates a* and b* increased. The result was that the treated wood surface attained yellow-brownish hue of various intensities. On the other hand, the gloss quality was preserved in all treatments.

4

Spadek wytrzymałości mechanicznej drewna świerkowego na skutek zniszczeń spowodowanych przez owady

Żelazny H., Bednarz B.

Fizyka Budowli w Teorii i Praktyce

|

2017

|

T. 9, nr 1

45--50

PL

W pracy zbadano o ile może zmniejszyć się wytrzymałość mechaniczna drewna świerkowego z powodu zniszczenia tkanki drzewnej przez szkodniki techniczne. W ocenie zginania uzyskano około 1,6-krotne zmniejszenie wytrzymałości drewna uszkodzonego, przy rozciąganiu wzdłuż włókien wytrzymałość doraźna zmalała 1,4 razy, natomiast przy rozciąganiu w poprzek włókien niespodziewanie odnotowano 1,4-krotny wzrost tej wytrzymałości. Badanie próbek na ściskanie wzdłuż włókien pozwoliło stwierdzić, że wytrzymałość drewna zniszczonego przez owady zmalała około dwukrotnie, a przy ścinaniu w poprzek włókien obniżyła się nawet 2,8-krotnie. Uzyskane wyniki potwierdzają znaczne obniżenie się niezawodności konstrukcji drewnianych na skutek zniszczeń struktury materiałowej przez owady, co nie może nie mieć znaczenia w bezpieczeństwie użytkowania obiektów budowlanych.

EN

The purpose of the work was to examine how much it can decrease strength spruce wood damaged by insects. In bending test was obtained about 1,6 times strength reduction of damaged wood. When stretching along the fibers ad-hoc endurance decreased 1,4 times, while at stretching across the fibers unexpectedly detected 1,4 times strength increase. In compression test was obtained about double reduction of ad-hoc strength. On shear across the fibers detected 2,8 times decrease of endurance. Results confirm significant reduction of reliability of wooden constructions as a result of damage by insects, what is important for structural safety.

5

Investigation of Modal Behaviour of Resonance Spruce Wood Samples (Picea abies L.)

Mania P., Fabisiak E., Skrodzka E.

Archives of Acoustics

|

2017

|

Vol. 42, No. 1

23--28

EN

Results of experimental modal analysis of a resonance and non-resonance spruce wood (Picea abies L.) are presented. The resonance wood came from a tree from Poland and Bosnia and Herzegovina, while the non-resonance wood came from the vicinity of Olsztyn from the north-eastern Poland. The modal parameters (modal frequency, modal damping and mode shapes) of the wood samples were determined for the samples of 8 mm in thickness. Modal analysis was made by pulse excitation. The resonance and non-resonance wood differ in the fundamental modal parameters as well as in the number of potential modes. Additionally, calculated values of damping factor are presented. The values are much bigger for a non-resonance wood than for good quality resonance spruce.

6

Investigation of enzymatic effects on pit membranes using light and scanning electron microscopy

Durmaz S., Yildiz Ü. C., Öztürk M., Serdar B.

Drewno : prace naukowe, doniesienia, komunikaty

|

2016

|

vol. 59, nr 198

163--169

EN

Spruce wood is one of the refractory wood species. Pit membranes, which provide liquid flow between the wood cells, have an influence on the permeability of wood. However, these membranes tend to close under the fibre saturation point (FSP), which makes the impregnation process more difficult. In this study, spruce sapwood samples were treated with two different commercial enzymes to improve their permeability. Bioprep 3000 L and Viscozyme L, which are mostly used in the textile industry, are alkaline pectinase enzymes and acidic pectinase enzymes respectively. Following enzymatic treatment, mass losses in the wood samples were observed and the wood samples were analysed with light microscopy (LM) and scanning electron microscopy (SEM). The mass losses of the wood samples were less than 2%. All enzyme treated and untreated wood samples were stained with toluidine blue. The pectin material was coloured red with toluidine blue stain. However, enzymatic treatment caused the loss of red coloration along with the expansion and rupturing of the pit membranes. These results showed that the pit membranes were destroyed.

7

Alkaline sulphite pulping of Caucasian spruce (Picea orientalis L.) chips with additions of NaBH4 and Ethanol

Erişir E., Gümüşkaya E., Kirci H., Misir N.

Drewno : prace naukowe, doniesienia, komunikaty

|

2015

|

vol. 58, nr 194

89--102

EN

The study determined and compared the yield, viscosity, and chemical and physical properties of the pulps obtained as a result of Alkaline Sulfite–Anthraquinone (AS-AQ) pulping of Caucasian spruce wood with and without the addition of sodium borohydride (ASAB process) and ethanol (ASAE). It was found that the addition of ethanol to the AS-AQ pulping had a favourable influence on the screened yield and kappa number of the pulps. The addition of NaBH4 to the AS-AQ pulping in general also had a favourable influence on these pulps’ indices, provided that the amount added was not higher than 1–2% and the time of pulping was 180 mins. The higher yield of the ASAE pulps resulted from the higher retention of both cellulose and hemicelluloses, while the higher yield of ASAB pulps resulted from the higher retention of hemicelluloses and lignin. Regarding the AS-AQ pulping conditions, a distinct negative effect of modification on the viscosity of the pulps was observed in the case of the NaBH4 a additions to this pulping process. The viscosity reduction was, however, lower with extended pulping time. The static strength properties (tensile index and burst index) of the ASAB and ASAE pulps were in general lower than the AS-AQ pulps. In the case of the tear index, the tendency was similar. The addition of ethanol and especially NaBH4 to the AS-AQ pulping had a distinctly unfavourable influence on the whiteness and brightness of the pulps.

8

Experimental and Numerical Investigation on Compression Orthotropic Properties of Spruce Wood in Axial and Transverse Loading Directions

Zhong W, Rusinek A., Jankowiak T., Huang X., Abed F.

Engineering Transactions

|

2014

|

Vol. 62, iss. 4

381–-401

EN

Compression tests on spruce wood in axial, radial and tangential directions have been performed using an INSTRON hydraulic machine. Spruce elastic mechanical properties and plastic deformation behaviour are presented. Experimental results allow to demonstrate different spruce failure modes: fibers buckling and collapsing are noticed under axial compression whereas, fibers slippage and delamination are the main failure modes under compression loading in radial and tangential directions. Spruce energy absorption efficiency and ideality energy absorption efficiency in the three loading directions are also analyzed. Representative volume element (RVE) model is adopted assuming transverse isotropic behavior to simulate wood microstructure in all directions. It was shown that micro-cell arrangement leads to wood macromechanical property spatial anisotropy. Porosity and hole shape effects on simulation results are estimated by RVE models with hexagon, circle, pentagon and square holes.

9

Influence of the characteristic length on the strength properties of a material model for spruce wood.

Muellner H. W., Kohlhauser Ch., Fleischmann M., Eberhardsteiner J.

Archive of Mechanical Engineering

|

2006

|

Vol. LIII, nr 3

247-262

EN

In this contribution, an overview over a numerical scheme for the crack modelling of spruce wood under tensile loading is given. A material model for biaxially stressed spruce wood with consideration of the effect of knots on the strength properties has been developed. A necessary feature of this material model is its ability to treat cracks by means of the so-called smeared crack concept. For this reason the consideration of a so-called characteristic length in the corresponding evolution laws of the strength values is required. The successful implementation in the material model is shown by means of various numerical examples.

PL

W pracy przedstawiono zarys numerycznej metody modelowania pęknięć drewna świerkowego poddanego obciążeniom rozciągającym. Opracowano model materialny drewna świerkowego z naprężeniami dwuosiowymi z uwzględnieniem wpływu sęków na właściwości wytrzymałościowe. Istotną cechą tego modelu jest jego zdolność traktowania pęknięć zgodnie z koncepcją tzw. pęknięcia rozmazanego (smeared crack). Wymaga się w związku z tym, by w odpowiednich prawach ewolucji parametrów wytrzymałościowych brać pod uwagę tzw. długość charakterystyczną. Skuteczne wdrożenie tej koncepcji w prezentowanym modelu materialnym zilustrowano różnorodnymi przykładami numerycznymi.

10

Orthotropic single-surface plasticity model for spruce wood including the effect of knots.

Müllner H.W., Fleischmann M., Eberhardsteiner J.

Archive of Mechanical Engineering

|

2005

|

Vol. LII, nr 3

253-265

EN

Finite element simulations of structures and structural details require suitable material models. Today there is still a lack of such constitutive material models in timber engineering. Therefore, a perennial research project at the Institute for Mechanics of Materials and Structures at the Vienna University of Technology was performed. In this paper the testing equipment, the experiments, the developed material model and its implemetation in finite element software will be explained. One focus of the mentioned project is the acquisition of the mechanical behaviour of biaxially, obligue to fibre direction loaded spruce wood. This enables a better simulation of multiaxial stress states in real timber structures. The applicability of the implemented constitutive model will be demonstrated by means of a nonlinear finite element analysis of a bone-shaped test specimen.

PL

Analiza konstrukcji i elementów konstrukcyjnych metodą elementów skończonych wymaga użycia odpowiednich modeli materiałowych. W chwili obecnej wciąż brak jest tego typu modeli przydatnych do konstrukcji drewnianych. W Institute for Mechanics of Materials and Structures, Vienna University of Technology prowadzono długookresowy projekt badawczy dotyczący budowy modeli materiałowych. Istotnym punktem wspomnianego projektu było pozyskanie danych o właściwościach mechanicznych drewna świerkowego obciążonego dwuosiowo w kierunku skośnym w stosunku do włókien. Umożliwiło to lepszą symulację stanu naprężeń wieloosiowych w rzeczywistych konstrukcjach drewnianych. W pracy opisano urządzenia pomiarowe, eksperymenty, zaproponowany model materiału i jego implementację w oprogramowaniu metody elementów skończonych. Użyteczność modelu została wykazana przy użyciu nieliniowej analizy elementów skończonych testowej próbki o kształcie kości.