Витримка деревини в чохлах герметичних під навантаженням
Пропонована схема:
ствол → розчин → герметичний чохол → видалення повітря → герметизація → укладання в касету → кілька касет у стопку → контрольоване навантаження → тривала витримка.
Замість вільно лежачих мішків я використав би плоскі Модулі дерев'яних пакетівСтовбур або кілька дощок знаходяться в розчині всередині міцного гнучкого чохла, а сам чохол лежить між розподільними плитами.
Що дасть тиск
Помірний зовнішній тиск потенційно дає кілька переваг. Воно зменшує вільні повітряні порожнини навколо деревини, забезпечує постійний контакт розчину з усією поверхнею, не дозволяє стовбуру спливати і робить зберігання набагато компактнішим.
Але є важливий нюанс: якщо герметичний мішок повністю заповнений практично стисливою водою, вантаж зверху не обов'язково створить значний надлишковий тиск усерединіособливо якщо чохол просто деформується в сторони. Тому ідея стає набагато цікавішою, якщо стос знаходиться в жорсткій касеті або пресі, що обмежує бічне розширення.
Тоді можна отримати:
зовнішнє навантаження → тиск оболонки → тиск рідини → вплив на поверхню деревини.
Головна перевага - поєднання вакууму та тиску
Найбільш перспективною виглядає не просто чарка, а цикл:
вакуум → заповнення розчином → невеликий надлишковий тиск → витримка.
Вакуум допомагає видалити повітря з доступних порожнин деревини, після чого тиск сприяє проникненню рідини туди, де раніше знаходилося повітря. Це той же загальний фізичний принцип, який використовується при промисловому просоченні деревини, хоча ваше завдання інше — не консервант, а довготривале зміна матеріалу, яке контролюється.
Я б тому розділив експерименти на чотири режими:
| Серія | Режим | Що досліджуємо |
|---|---|---|
| П0 | атмосферний тиск | контроль |
| П1 | тільки механічне притискання | вплив чарки |
| П2 | вакуум → атмосферна витримка | видалення повітря |
| П3 | вакуум → помірний тиск розчину | глибина проникнення |
| П4 | цикли вакуум ↔ тиск | прискорене просочення |
Саме порівняння P0 та P1 покаже, чи дає сама ідея стоси хімічну перевагу або лише зручність зберігання.
Переваги стопки
Перша перевага – надзвичайно ефективне використання простору. В одному підготовленому басейні чи болотному резерві можна розмістити декілька горизонтальних рівнів деревини.
Друге - стовбури не плавають і не переміщуються.
Третє – можна організувати стандартизовані партії:
Стек B-2028 / Дуб / Гуміновий середній / P1
і десятиліття точно знати історію обробки кожної партії.
Четверте - тиск розподільних плит може протидіяти частині деформацій деревини за тривалої витримки.
П'яте — весь пакет можна витягти за допомогою Відновлення річки Ровер, не розшукуючи окремі стовбури в мулі.
Але є серйозні недоліки
1. Ризик пошкодження деревини
Якщо просто складати важкі стволи один на одного:
з'являються локальні вм'ятини;
ушкоджується заболонь;
виникають внутрішні напруження;
криві стовбури одержують точкові навантаження.
Тому навантаження слід передавати не безпосередньо деревиною на деревину, а через розподільні рами.
2. Пошкодження чохлів
Це, мабуть, головна проблема простої конструкції.
Сучок або гостра ділянка деревини під великим навантаженням здатна проколоти оболонку.
Потрібна багатошарова структура:
деревина → м'який захисний внутрішній шар → герметична мембрана → сітка для армування → зовнішній механічний захисний чохол.
3. Тиск буде нерівномірним
Якщо зверху покласти 5 тонн деревини, це ще означає, що кожен нижній стовбур перебуває під однаковим корисним тиском.
Виникають:
точкові навантаження;
перекоси;
бічне видавлювання рідини;
різні умови у різних мішках.
Тому маса стопки - поганий спосіб точно регулювати тиск.
4. Можлива втрата розчину
Мікропрокол одного чохла може призвести до:
розведення розчину;
проникненню болотної води;
зміни хімії;
втрати герметичності експерименту.
Тому кожному модулю потрібен індикатор герметичності.
5. Анаеробна біологія
Герметичний мішок з деревиною та органічними речовинами – це не хімічно мертва система. У ньому може розвиватися мікробіологічна активність із освітою:
CO₂;
метану;
органічних кислот;
інших продуктів анаеробного розкладання.
Отже, абсолютно герметичний м'який мішок без контролю тиску потенційно проблематичний.
Для дослідницького варіанта необхідні або газовий компенсаційний об'єм, або запобіжний клапан/пробовідбірний порт.
Сильніша конструкція: не мішок, а «касета»
Тому я змінив би початкову ідею.
Касета для пресування деревини DREVO
Кожен модуль:
верхня перфорована захисна плита↓ м'який розподільчий мат↓ герметичний чохол↓ ствол + розчин↓ герметичний чохол↓ м'який мат↓ нижні несучі грати
Декілька таких касет встановлюються одна на одну:
Лісова заповідна зона ДРЕВО
┌────────────────────────┐
│ розподілить. вантаж │
├───────────────────────┤
│ Дерев'яна касета 05 │
├───────────────────────┤
│ Дерев'яна касета 04 │
├───────────────────────┤
│ Дерев'яна касета 03 │
├───────────────────────┤
│ Дерев'яна касета 02 │
├───────────────────────┤
│ Дерев'яна касета 01 │
├───────────────────────┤
│ донна платформа │
└───────────────────────┘
Вертикальні стійки рами приймають основну масу стоси. Тому нижній стовбур не повинен нести вагу всіх верхніх стволів.
А тиск на конкретну касету створюється окремо.
Ще цікавіше використовувати глибину води
Для Лісовий резерв DREVO є елегантніший природний варіант.
При зануренні тиск навколишньої води збільшується приблизно на 1 бар на кожні 10 м глибини понад атмосферне.
Тому глибокий резерв сам створює рівномірний зовнішній тиск з усіх боків.
Але тут теж є обмеження: якщо всередині гнучкого чохла знаходиться вода за практично такого ж тиску, великий перепад тиску через деревину автоматично не виникає. Глибина насамперед корисна для рівномірного обтиснення конструкції та стабільності середовища, а не як безкоштовний аналог промислового автоклаву
Що я випробував би першим
Не варто відразу занурювати дорогі стволи на 20 років. Для пілота достатньо однакових зразків дуба та ясена.
Зробити, наприклад, п'ять однакових серій:
A - звичайна вода; B - гуміновий розчин; C - мінеральний розчин; D - гуміново-мінеральний розчин; E - той же D, але вакуум + контрольований тиск.
Кожну поділити ще на без навантаження / помірне притискання / вакуум-тиск.
Через 6, 12, 24 та 60 місяців вимірювати не тільки колір, але насамперед:
глибину проникнення розчину;
масу та щільність;
усадку/набухання;
твердість;
міцність на вигин;
хімічний профіль за глибиною;
стан клітинної структури;
вміст Fe/Mn/Ca/Mg;
грибкове та бактеріальне ураження.
Тоді через кілька років DREVO отримає відповідь на важливіше питання: тиск дійсно прискорює корисне перетворення деревини або лише прискорює проникнення розчину та фарбування?