Строительная фанера с элементами модификации шпона и армирования пакетов

Размещено на http://allbest.ru

Уральский государственный лесотехнический университет (УГЛТУ)

Строительная фанера с элементами модификации шпона и армирования пакетов

Левинский Ю.Б., Царева Т.С.

Екатеринбург

В строительстве в настоящее время используется значительное количество пиломатериалов. При их раскрое на заготовки образуется до 50 % отходов в виде коротких отрезков досок, реек и опилок. Во многих случаях более выгодным оказывается применение строительной фанеры (СФ). Она является эффективным универсальным конструкционным материалом и широко используется в панельно-каркасных конструкциях домов, в авто-, судо-, вагоностроении и т.п. Большие механические нагрузки, климатические воздействия и прочие «строительные» факторы приводят к утрате начальных значений показателей СФ в короткие сроки.

Следовательно, в процессе производства необходимо обеспечить высокую прочность клеевых соединений, прочность при разных видах конструкционных нагружений, водо- и атмосферостойкость, огне- и биозащищённость и т.п.. Повышения качества фанеры можно добиться за счёт модификации шпона и клеёв, а также в результате оптимизации состава пакетов по породам древесины и применения специальных материалов. В табл.1 приведены характеристики различных видов фанерной продукции и базовые физико-механические показатели, на которые следует ориентироваться при поиске эффективных методов и средств улучшения СФ.

Таблица 1

Характеристика некоторых видов специальной фанеры

В последнее время увеличился спрос на древесину хвойных пород для производства фанеры. Чтобы исключить значительное удорожание СФ вследствие большого расхода высококачественного сырья и дефицитных клеевых материалов предложено использовать во внутренних слоях модифицированный осиновый шпон.

Кроме этого, улучшить качественные и эксплуатационные показатели фанеры можно путем армирования пакетов. Использование стеклотканей в качестве арматуры позволяет повысить некоторые механические показатели изделий.

Как известно, прочность хвойной фанеры по показателю скалывания несколько ниже, чем березовой.

Это обусловлено большой шероховатостью поверхности (до 320мкм) и структурной неоднородностью материала. Последнее ведет к появлению относительно глубоких и многочисленных микротрещин при лущении древесины.

Исключить отрицательное влияние этих факторов традиционными технологическими методами практически не удается, но данную проблему можно решить за счёт заполнения поверхностных микротрещин специальными модифицирующими продуктами. Для этого необходимо обработать шпон эластомерами, полимерными клеями, а также уплотнить его прессованием и прокаткой.

Как показали экспериментальные исследования, обеспечивается значительное повышение основных прочностных показателей и определенным образом изменяются упруго-пластические свойства клеевых соединений.

Ожидается, что такой клееный материал будет оптимально совмещать в себе важные эксплуатационные свойства (шумо-, вибропоглощение, биозащищённость, водостойкость и др.) и найдет более широкое применение в строительстве

На основе проведённого анализа и экспериментов, выполненных в УГЛТУ и ЗАО «Фанком», установлены некоторые возможности повышения качества СФ (табл.2,3,4).

Таблица 2

Составы исследуемых пакетов КСФ со стеклотканью

Примечание: е=0 и е=15%-соответственно шпон осиновый без уплотнения и с уплотнением в 15% после прокатки.

Таблица 3

Параметры комбинированной строительной фанеры со стеклотканью

Примечание: «с»-шпон из древесины сосны; «о»-осиновый; «о_у»- осиновый уплотнённый; 1-2 стеклоткань тканевая марки Т-22-78 (толщина 0,53 мм); 3-4 стеклоткань волоконная марки Т-22-75 (толщина 0,68 мм).

Комбинированная фанера с армирующими слоями из стеклотканевых материалов будет иметь меньшую толщину при прочих равных показателях. Однако, в дальнейшем необходимо провести испытания такого продукта на прочность при изгибе, сжатии и растяжении.

Таблица 4

Составы исследуемых пакетов КСФ_р и характеристики использования компонентов

Примечание: «с»-шпон из древесины сосны; «б»- берёзовый толщиной 1,55мм; «о»-осиновый; «о_у»- осиновый уплотнённый; «с_р»- шпон сосновый с покрытием его поверхности модификатором на основе сырой резины (МР-1); Расход клея от 75 до 100 г/м²; Размеры пакетов: № 1-6 …400*400мм, № 7-9 …. 400*200мм;

Таблица 5

Результаты лабораторных испытаний КСФ_р

Примечание: в числителе- экспериментальные значения; в знаменателе-нормативные значения; с «*» -разрушение по древесине;

фанера древесина шпон армирование

Предел прочности образцов КСФ_р при статическом изгибе вдоль волокон составил для листов №8 и 9 соответственно 67,9/25 и 82,4/45 МПа. В исследованиях ставилась задача не только оценки влияния способа обработки шпона на прочность склеивания, но также и задача уменьшения потребления клеевых материалов.

В пакетах, где использовали резиновую смесь, упрессовка почти на 25% меньше. Это объясняется тем, что резина, являясь упругим материалом, обеспечивает полный контакт поверхностей при меньшем давлении на пакет. Расход клея при нанесении его на предварительно уплотненный шпон уменьшается, так как повышается качество поверхности листов и возрастает плотность древесины.

Выводы

Замена в многослойных пакетах СФ определённой части шпона из древесины хвойных пород осиновым или берёзовым обеспечивает:

ь уменьшение расхода клея при использовании предварительного покрытия поверхности соснового шпона специальным резиносодержащим составом - от 25% до 40%, а при включении в пакеты уплотнённого осинового до 57%;

ь общую упрессовку древесины в многослойном пакете при соотношении хвойного или осинового шпона 75:20 в пределах 12±5% при использовании уплотнённого осинового шпона на 20-25%;

ь упрочнение СФ за счёт армирования стеклотканевыми материалами - от 25% до 40%;

ь возможность более рационального использования ресурсов в фанерном производстве за счёт рационального перераспределения шпона по качеству и физико-механическим показателям древесины;

Включение в состав склеиваемых пакетов стеклотканевой арматуры обеспечивает повышение прочности, жёсткости, твёрдости фанеры.

Нанесение на шпон, полученный из древесины сосны, модификатора, содержащего в своем составе эластомер, снижает жесткость и хрупкость клеевых соединений, повышает стабильность прочностных показателей клеёного материала, а также уменьшает воздухо- и влагопроницаемость СФ.

Библиографический список

1. ГОСТ 9624-93. Древесина слоистая клеёная. Метод определения предела прочности при скалывании. Введ. 01.01.1995. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1994. 13 с.

2.ГОСТ 9620-94. Древесина слоистая клеёная. Отбор образцов. Требования при испытании. Введ. 01.01.96. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1995. 7 с.

3. ГОСТ 99-96. Шпон лущёный. Технические условия. Введ. 01.01.98. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2003. 23 с.

4.ГОСТ 9625-87. Древесина слоистая клеёная. Методы определения предела прочности и модуля упругости при статическом изгибе. Введ. 01.01.88. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1993. 9 с.

5. Ветошкин Ю.И. Конструкции и эксплуатационно-технологические особенности композиционных рентгенозащитных материалов на основе древесины. Монография / Ю.И. Ветошкин, И.В.Яцун, О.Н.Чернышёв; Урал. гос. лесотехн.ун-т. Екатеринбург: УГЛТУ, 2009. 148с.

Аннотация

Строительная фанера с элементами модификации шпона и армирования пакетов. Левинский Ю.Б., Царева Т.С. J.B. УГЛТУ, Екатеринбург

Строительная фанера может быть значительно улучшена в результате дополнительной обработки шпона и применения специальных продуктов. Для этого использованы уплотнение шпона обжимной прокаткой, модификация поверхности эластомерами и армирование многослойных пакетов стекловолокном. По данным экспериментальных исследований установлено следующее: прочность увеличивается на 25-40%, расход клея снижается в 1,5 раза, расширяется область назначений фанеры в строительстве.

Annotation

Constructing plywood advanced with special treated veneer and glass fibre. Levinskiy, T.S. Tsareva USFEU, Ekaterinburg

Constructing plywood can be considerably improved as a result of additional processing of special treated veneer and adding of special products. Updating of a surface by elastomers and reinforcing of multilayered packages by fiber glass are for this purpose used consolidation of an interline interval blooming. According to experimental researches the following is established: durability increases by 25-40 %, the glue expense decreases in 1,5 times, the range of using of plywood in construction is extended.

Размещено на Allbest.ru