Механічні властивості легких стружкових плит із вмістом костриці коноплі
Анотація
Розглянуто можливості використання костриці конопель як альтернативної сировини у виробництві легких стружкових плит (СП). Встановлено, що застосування костриці коноплі у виробництві легких стружкових плит забезпечує скорочення споживання деревинної сировини, сприяє збереженню лісових ресурсів, підвищує ресурсну ефективність виробництва та розширює сировинну базу плитної продукції за рахунок відновлюваних ресурсів. У лабораторних умовах виготовлено тришарові легкі СП зі щільністю 350, 450 і 550 кг/м3 зі застосуванням карбамідоформальдегідного (КФ) клею, у яких у внутрішньому шарі деревинні частинки частково або повністю замінювали кострицею конопель у різних пропорціях (100:0, 75:25, 50:50, 25:75, 0:100 %), тоді як зовнішні шари формувалися винятково з деревинної стружки. Випробування зразків виконано відповідно до вимог стандартів ДСТУ: EN 310, EN 319 та EN 320. Досліджено механічні властивості плит, зокрема – міцність на згин і модуль пружності, міцність на розтяг перпендикулярно до площини плити, а також питомий опір витягування шурупів із площини та торця плити. Виявлено, що часткова заміна деревинних частинок кострицею конопель у внутрішньому шарі позитивно впливає на механічні характеристики легких СП. Встановлено, що для плит з поєднанням деревинних частинок у зовнішніх шарах і 100 % костриці конопель у внутрішньому шарі характерні дещо вищі значення міцності на згин і модуль пружності порівняно з контрольними плитами зі 100 % деревинної сировини за однакової щільності, водночас як міцність на розтяг перпендикулярно до площини плити залишалася дещо нижчою, але відповідала вимогам чинного стандарту. З'ясовано, що для плит щільністю 550 кг/м3 із 100 % вмістом костриці конопель у внутрішньому шарі показники міцності на згин і модуль пружності перевищували контрольні значення, тоді як зниження міцності на розтяг перпендикулярно до площини плити було помірним і нормативно допустимим. Оцінено вплив щільності плит на здатність утримувати шурупи та встановлено, що заміна деревинної стружки кострицею конопель зумовлює зниження питомого опору витягування шурупів, однак зі зростанням щільності плит негативний ефект істотно зменшується. Охарактеризовано закономірності відповідності механічних показників легких СП плит різної щільності вимогам стандарту ДСТУ CEN/TS 16368:2022, що підтверджує доцільність використання костриці конопель як альтернативної сировини та визначає перспективність подальшої оптимізації складу й структури плит.
Завантаження
Посилання
Auriga, R., Pędzik, M., Mrozowski, R., & Rogozinski, T. (2022). Hemp shives AS a raw material for the production of particleboards. Polymers, 14(23), article ID 5308. https://doi.org/10.3390/polym14235308
Balducci, F., Harper, C., Meinlschimidt, P., Dix, B., & Sanasi, A., 2008). Development of Innovative Particleboard Panels. Drvna industrija, 59(3), 131–136. URL: https://www.researchgate.net/publication/26568477_Development_of_Innovative_Particleboard_Panels
Bekhta, P., Korkut, S., & Hiziroglu, S. (2013). Effect of pretreatment of raw material on properties of particleboard panels made from wheat straw. https://doi.org/10.15376/biores.8.3.4766-4774
Bekhta, P., Kozak, R., Sedliačik, J., Gryc, V., Sebera, V., Bajzová, L., & Iždinský, J. (2022). Selected properties of veneered lightweight particleboards with expanded polystyrene. Materials, 15(18), article ID 6474. https://doi.org/10.3390/ma15186474
Bresnahan, S. (2022). Why Are Trees Important to the Ocean?. URL: https://www.wellkind.org/blog/ym63d9rbtfq2syoc1gibpl3w 4sh9qm
Dziurka, D., & Mirski, R. (2013). Lightweight boards from wood and rape straw particles. Drewno, 56(190), 19–31. https://doi.org/10.12841/wood.1644-3985.051.02
European Panel Federation. (2026). Wood-Based Panel Industry. Types of WoodBased Panels and their Economic Impact. URL: https://europanels.org/the-wood-based-panel-industry/types-of-wood-based-panels-economic-impact/
Ghofrani, M., Ashori, A., & Mehrabi, R. (2017). Mechanical and acoustical properties of particleboards made with date palm branches and vermiculite. Polymer Testing, 60, 153–159. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2017.03.028
Guler, C., & Ozen, R. (2004). Some properties of particleboards made from cotton stalks (Gossypium hirsitum L.). Holz als Roh- und Werkstoff, 62, 40–43. https://doi.org/10.1007/s00107-003-0439-9
Hussein, Z., Ashour, T., Khalil, M., Bahnasawy, A., Ali, S., Hollands, J., & Korjenic, A. (2019). Rice straw and flax fiber particleboards AS a product of agricultural waste: an evaluation of technical properties. Applied Sciences, 9(18), article ID 3878. https://doi.org/10.3390/app9183878
Kara, M. E. (2025). Mechanical and physical properties of particleboard produced from hemp plant. BioResources, 20(3), 5361–5376. https://doi.org/10.15376/biores.20.3.5361-5376
Khojasteh-Khosro, S., Shalbafan, A., & Thoemen, H. (2020). Preferences of furniture manufacturers for using lightweight wood-based panels AS eco-friendly products. European Journal of Wood and Wood Products, 78, 593–603. https://doi.org/10.1007/s00107-020-01519-8
Khristova, P., Yossifov, N., & Gabir, S. (1996). Particle board from sunflower stalks: preliminary trials. Bioresource Technology, 58(3), 319–321. https://doi.org/10.1016/S0960-8524(96)00112-5
Kord, B., Roohani, M., & Kord, B. (2015). Characterization and utilization of reed stem AS a lignocellulosic residue for particleboard production. Maderas: Ciencia y Tecnologia, 17, 517–524. https://doi.org/10.4067/S0718-221x2015005000046
Li, Z., Qin, Sh., Bai, Z., & Hu, Y. (2024, November). A transparent, strong, moldable wood laminated composite as a sustainable decorative building material. Industrial Crops and Products, vol. 219, article ID 119076. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2024.119076
Mantau, U. (2012). Wood flows in Europe (EU27). Project report. Celle 2012, 24 p. URL: https://www.researchgate.net/publication/291034739_Wood_flows_in_Europe_EU_27
Mantau, U., at al. (2010). EUwood. Real potential for changes in growth and use of EU forests. Final report. Hamburg, Germany, 160 p. URL: https://www.probos.nl/images/pdf/rapporten/Rap 2010_Real_potential_for_changes_in_growth_and_use_of_EU_forests.pdf
Michanickl, A. (2006). Development of a New Light Wood-Based Panel. In Proceedings of the 5th European wood-based panel symposium. Hannover, Germany, pp. 4–6. URL: https://www.researchgate.net/publication/236986401_Development_of_a_New_Light_Wood-Based_Panel
Mirski, R., Banaszak, A., & Bekhta, P. (2021). Selected properties of formaldehyde-free polymer-straw boards made from different types of thermoplastics and different kinds of straw. Materials, 14(5), article ID 1216. https://doi.org/10.3390/ma14051216
Moulana, R. (2012). Utilization of Hemp (Cannabis sativa L.) AS an Alternative Raw Material for the Production of Three-Layered Particleboard. In Proceedings of the 2nd Annual International Conference Syiah Kuala University, Banda Aceh, Indonesia, 22–24 November 2012, vol. 2. URL: https://www.semanticscholar.org/paper/Utilization-of-hemp-%28Cannabis-sativa-L.%29-AS-an-raw-Moulana/139e39c40b01b7ecd970690f09d102b28b322a47
Neitzel, N., Hosseinpourpia, R., Walther, T., & Adamopoulos, S. (2022). Alternative Materials, from Agro-Industry for Wood PanelManufacturing – A Review. Materials, 15, article ID 4542. URL: https://www.mdpi.com/1996-1944/15/13/4542
Papadopoulos, A. N., Kyzas, G. Z., & Mitropoulos, A. C. (2019). Lignocellulosic composites from acetylated sunflower stalks. Applied Sciences, 9 (4), article ID 646. https://doi.org/10.3390/app9040646
Pipiska, T., Paschová, Z., Král, P., Nociar, M., Červenka, J., Meyer, M., & Wimmer, R. (2023). Alternative particleboards based on treated and untreated hay. BioResources, 18(1), 357–366. https://doi.org/10.15376/biores.18.1.357-366
Reh, R., & Vrtielka, J. (2013). Modification of the core layer of particleboard with hemp shives and its influence on the particleboard properties. Acta Facultatis Xylologiae, 55(1), 51–59. URL: https://www.researchgate.net/publication/289303750_Modification_of_the_core_layer_of_particleboard_with_hemp_shives_and_its_influence_on_the_particleboard_properties
Sam-Brew, S., & Smith, G. D. (2017). Flax shive and hemp hurd residues AS alternative raw material for particleboard production. BioResources, 12(3), article ID 5715–5735. https://doi.org/10.15376/biores.12.3.5715-5735
Suchsland, O., & Woodson, G. E. (1987). Fiberboard Manufacturing Practices in the United States. U. S. Department of Agriculture, Forest Service: Wash., DC, USA 1987, 263 p. Agriculture Handbook. URL: https://books.google.com.ua/books/about/Fiberboard_Manufacturing_Practices_in_th.html?id=i_4T-8VeYX4C &redir_esc=y
Sun, S., Mathias, J. D., Toussaint, E., & Grediac, M. (2013). Hygromechanical characterization of sunflower stems. Industrial Crops and Products, 46, 50–59. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2013.01.009
Yalinkilic, M. K., Imamura, Y., Takahashi, M., Kalaycioglu, H., Nemli, G., Demirci, Z., & Ozdemir, T. (1998). Biological, physical and mechanical properties of particleboard manufactured from waste tea leaves. International Biodeterioration & Biodegradation, 41(1), 75–84. https://doi.org/10.1016/S0964-8305(98)80010-3
Yeniocak, M., Goktas, O., Erdil, Y. Z., Ozen, E., Alma, M. H. (2014). Investigating the use of vine pruning stalks (Vitis vinifera L. cv. Sultani) AS raw material for particleboard manufacturing. Wood Research, 59(1), 167–176. URL: https://www.researchgate.net/publication/286566590_Investigating_the_use_of_vine_pruning_stalks_Vitis_vinifera_L_CV_sultani_AS_raw_material_for_particleboard_manufacturing
Zvirgzds, K., Kirilovs, E., Kukle, S., & Gross, U. (2022). Production of particleboard using various particle size hemp shives AS filler. Materials, 15(3), article ID 886. https://doi.org/10.3390/ma15030886
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
