Прогнозирование долговечности фанеры в ограждающих и несущих строительных конструкциях
Проявление для фанеры температурно-временной зависимости прочности, предела текучести и отсутствие безопасного напряжения. Особенность использования термофлуктуационной концепции разрушения и деформирования. Значение физических констант для фанеры.
| Рубрика | Строительство и архитектура |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 13.02.2020 |
| Размер файла | 50,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Тамбовский государственный технический университет
Прогнозирование долговечности фанеры в ограждающих и несущих строительных конструкциях
Киселева О.А.
Фанера нашла широкое применение в строительных изделиях, ограждающих и несущих конструкциях. Одним из преимуществ данного материала является существенная экономия деловой древесины. В процессе эксплуатации она находится под действием длительных нагрузок, температур и внешних факторов (колебания температуры, агрессивные среды, УФ облучение и т.д.), которые приводят к деформированию и разрушению материала.
Для фанеры резко проявляется температурно-временная зависимость прочности, предела текучести и отсутствует безопасное напряжение (напряжение, при котором долговечность становится бесконечно большой). Поэтому для разработки методики прогнозирования её долговечности использована термофлуктуационная концепция разрушения и деформирования.
1. Изучены закономерности разрушения и деформирования фанеры марки ФСФ и ФК в широком диапазоне постоянных напряжений и температур.
Рис.1 Зависимость долговечности от напряжения (твёрдости), а) при поперечном изгибе для фанеры (ФК); б) при поперечном изгибе для фанеры (ФСФ); в) при пенетрации.
Полученные экспериментальные данные в координатах логарифм долговечности от напряжения (твёрдости) представлены на рисунке 1. Из рисунка видно, что зависимости представляют собой семейства веерообразных прямых и описываются уравнением 1.
где фm , U0, г, Tт - физические константы материала: фm - минимальная долговечность (период колебания кинетических единиц - атомов, групп атомов, сегментов), с; U0 - максимальная энергия активации разрушения, кДж/моль; г -- структурно-механическая константа, кДж/(мольхМПа); Тт - предельная температура существования твёрдого тела (температура разложения), К; R -- универсальная газовая постоянная, кДж/(мольхК); ф - время до разрушения (долговечность), с; у-- напряжение, МПа; Т-- температура, К.
По полученным зависимостям графоаналитическим способом были определены физические константы, значения которых представлены в таблице 1.
Таблица.1 Значение физических констант для фанеры
|
Интервал температур, 0С |
Интервал напряжений (твёрдости), МПа |
Физические константы |
|||||
|
фm, С |
Tт, К |
U0, кДж/моль |
г, кДж/(МПа х моль) |
||||
|
При поперечном изгибе |
|||||||
|
ФСФ |
14-40 |
60-80 |
10-0,88 |
369 |
633 |
7 |
|
|
80-100 |
10-1 |
303 |
3518 |
45 |
|||
|
40-80 |
60-80 |
10-0,4 |
431 |
486 |
5,6 |
||
|
80-100 |
10-1,1 |
400 |
790 |
8 |
|||
|
ФК |
20-80 |
110-130 |
10-2.75 |
1010 |
209 |
1,4 |
|
|
140-150 |
10-1,81 |
435 |
480 |
2,86 |
|||
|
При пенетрации[3] |
|||||||
|
ФК |
22-50 |
17,5-20 |
10-2,15 |
445 |
560 |
24 |
|
|
22-25 |
10-1,6 |
662 |
78 |
2,26 |
|||
|
После воздействия ортофосфорной кислоты в течении трёх дней |
|||||||
|
ФСФ |
20-40 |
17-40 |
10-0,63 |
323 |
1752 |
45 |
|
|
40-80 |
10-0,57 |
610 |
138 |
3,88 |
Экспериментально и теоретически установлен различный механизм разрушения [2]. Так при поперечном изгибе в интервале напряжений 60-80 МПа (ФСФ) и!40-155 МПа (ФК) происходит послойное ее разрушение, а в интервале напряжений 80-100 (ФСФ) и 100-130 МПа (ФК) фанера работает как монолитный материал. При пенетрации одновременно протекают два процесса деформирование (интервал твёрдости 17,5-20 МПа) и разрушение (интервал твёрдости 22-25МПа). Из табл. 1 видно, что при больших напряжениях при разрушении фанеры определяющим являются свойства смолы (связующего), а не древесного шпона.
2. Было изучено влияние агрессивных сред и воды на долговечность фанеры при поперечном изгибе в режиме заданных постоянных напряжений и температур. фанера температурный прочность деформирование
Установлено резкое снижение прочности для фанеры в кислотах и щёлочи. Минимальное воздействие оказывают растворитель и отработанное машинное масло. Вода, кислоты и щёлочь наибольшее влияние оказывают на связующее, а растворитель и отработка машинного масла - на древесину, следовательно, изделия из фанеры необходимо изолировать от контакта с водой, щёлочью и кислотами. Действие воды на долговечность фанеры учтено поправкой (Д = 8,437).
Проведены длительные испытания в натурных условиях при колебании температуры от 14 до 80°С. В результате определены поправки для уравнения 1,позволяющие учитывать действие данного фактора. Они равны в интервале напряжений > 135 МПаО.6 и <135 МПа- 1145 о- 12,64.
Исследовано влияние термостарения на прочность фанеры. В результате установлено, что после воздействия повышенных температур (50°С) в течение 200часов прочность фанеры повышается на 16% [4]. Такое поведение материала, по-видимому, связано с протеканием релаксационных процессов, способствующих залечиванию технологических дефектов.
Полученные данные позволяют прогнозировать долговечность фанеры в широком диапазоне эксплуатационных параметров (нагрузка, температура и время), с учётом неблагоприятных воздействий (агрессивная среда и климатические факторы).
Список литературы
Ратнер С. Б., Ярцев В. П. Физическая механика пластмасс. Как прогнозируют работоспособность? - М.: Химия, 1992. - 320 с.
Ярцев В.П., Киселёва О.А., Сашин М.А., Сузюмов А.В. Влияние структуры на механизм разрушения древесных композитов // Актуальные проблемы современного строительства: Материалы междунар. научно-техн. конф. - Пенза: ПГАСА, 2005. - С. 134-138.
Ярцев В.П., Киселёва О.А., Сузюмов А.В. Закономерности длительного деформирования древесных пластиков // Пластические массы. Синтез. Свойства. Переработка. Применение. - Москва, 2004. № 10. - С. 43-45.
Ярцев В.П., Киселёва О.А., Рындин В.О., Сузюмов А.В. Влияние температуры и влаги на старение древесных плит и фанеры //Композиционные строительные материалы. Теория и практика: Сб.научных трудов Международной научно - техн. конф. - Пенза, 2004. -- С.126-128.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Конструктивное решение здания. Обследование строительных конструкций: стен, перекрытий, отмостки. Определение прочности бетона в несущих железобетонных конструкциях. Прочность кирпича и раствора несущих стен. План мероприятий по реконструкции здания.
контрольная работа [25,9 K], добавлен 22.12.2010Изучение основных видов коррозии цементного камня. Анализ влияния объёма и глубины нейтрализации цементного состава на кинетические константы. Прогнозирование долговечности строительных материалов. Построение графиков зависимостей кинетических констант.
курсовая работа [367,8 K], добавлен 17.04.2014Методы моделирования работы железобетонной конструкции в стадии разрушения. Расчет фундаментов на температурно-влажностные воздействия. Оценка температурно-влажностных деформаций в железобетонных фундаментных конструкциях жилого здания в п. Батагай.
отчет по практике [2,4 M], добавлен 23.09.2017Численное исследование температурно-влажностного состояния трёх вариантов возведения ограждающих конструкций здания. Анализ решений, характеризующихся наиболее благоприятным температурно-влажностным режимом. Расчёты на паропроницание и теплоустойчивость.
курсовая работа [283,2 K], добавлен 31.03.2015Классификация древеснопильных материалов: фанера общего назначения, строительная, бакелизированная, облицовочная, армированная, профилированная. Способы доставки и основные правила, сроки хранения. Влагозащитные и антисептические замазки, дождевание.
курсовая работа [216,0 K], добавлен 17.06.2014Расчет клееных элементов из фанеры и древесины по методу приведенного поперечного сечения. Компоновка плиты перекрытия и ее теплотехнический расчет. Определение геометрических характеристик, проверка максимальных напряжений в растянутой фанерной обшивке.
курсовая работа [257,0 K], добавлен 04.10.2010Размеры пиломатериалов хвойных пород. Сортность фанеры. Ориентированно-стружечные плиты. Применение древесностружечной плиты. Сравнительные характеристики основных древесно-плитных материалов. Клееный брус из шпона. Уровень цен на продукцию в 2008 г.
презентация [4,0 M], добавлен 24.11.2013Анализ существующего состояния вентиляционных систем производственных помещений на ЗАО "Архангельский фанерный завод". Описание вредных выделений при изготовлении фанеры. Выбор схемы теплоснабжения калориферов с целью выбора новой системы вентиляции.
отчет по практике [1,7 M], добавлен 04.09.2010Виды разрушения материалов и конструкций. Способы защиты бетонных и железобетонных конструкций от разрушения. Основные причины, механизмы и последствия коррозии бетонных и железобетонных сооружений. Факторы, способствующие коррозии бетона и железобетона.
реферат [39,1 K], добавлен 19.01.2011Конструктивное решение деревянного каркаса здания. Определение количества продольных ребер. Подбор сечения арок. Конструкция стыков панели. Проверка клеевых соединений фанеры на скалывание. Расчет и конструирование ограждающей конструкции покрытия.
курсовая работа [292,1 K], добавлен 09.05.2014Причины и механизмы разрушения различных материалов при эксплуатации их в агрессивных средах. Химическая стойкость бетона, металла, полимерных материалов. Способы защиты от коррозии. Меры повышения долговечности строительных конструкций и изделий.
курс лекций [70,8 K], добавлен 08.12.2012Определение геометрических параметров и показателей внешнего вида. Влажность древесины деталей оконных рам. Определение предела прочности при статическом изгибе и угловых соединениях. Определение предела прочности древесины при сжатии вдоль волокон.
лабораторная работа [21,3 K], добавлен 12.05.2009Сущность морозостойкости, методы её определения. Область применения пустотелых стеклянных блоков. Получение строительного гипса. Методы испытания бетона в конструкциях без его разрушения. Характеристика акустических изделий "акмигран" и "акминит".
контрольная работа [22,9 K], добавлен 02.11.2009Знакомство с распространенными системами перевязки швов кирпичной кладки. Каменные работы как вид строительных работ, выполняемых при возведении несущих и ограждающих каменных конструкций здании. Анализ преимуществ и недостатков многорядной кладки.
презентация [1,1 M], добавлен 12.12.2016Исследование жилого объекта недвижимости – индивидуального жилого дома с целью определения причин разрушения отделки фасада. Алгоритм составления экспертного заключения по техническому состоянию строительных конструкций, мероприятия по их реставрации.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 17.04.2015Техническое обследования несущих и ограждающих конструкций здания склада пищевых продуктов с административно-бытовым корпусом. Краткая характеристика здания, заключение о его эксплуатационном состоянии с рекомендациями по дальнейшей эксплуатации.
контрольная работа [1,2 M], добавлен 03.02.2016Компоновка конструктивной схемы проектируемого здания с деревянным каркасом. Выбор несущих и ограждающих строительных конструкций. Пространственная жесткость здания. Защита конструкций от возгорания, гниения и поражения биологическими вредителями.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 03.11.2010Теплотехнический расчет наружной стены здания. Трудоемкость и затраты при производстве ремонтно-строительных работ, определение продолжительности работ. Потребность в основных строительных машинах и механизмах, строительных материалах и конструкциях.
дипломная работа [2,8 M], добавлен 24.07.2017Основные сведения теории коррозии металлов и исследование общих положений по защите от коррозии строительных конструкций. Анализ степени агрессивного воздействия среды. Способы защиты от поверхностной и закладной коррозии в железобетонных конструкциях.
курсовая работа [30,4 K], добавлен 01.02.2011Особенности работы и разрушения каменных и армокаменных конструкций. Определение их прочности и технического состояния по внешним признакам. Влияние агрессивных сред на каменную кладку. Мероприятия по обеспечению долговечности промышленных зданий.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 27.12.2013
