Методы испытаний композиционных

Древесных материалов и модифицированной

Древесины

 

Укажем стандартизованные методы испытаний по видам материалов и рассмотрим некоторые методы испытаний продукции, выпускаемой в наиболее крупных объемах.

Слоистая клееная древесина. Правила отбора образцов и общие требования при испытаниях этого вида материалов установлены в ГОСТ 9620-72. Испытания с целью определения плотности, водопоглощения, влагопоглощения и объемного разбухания проводят методами, изложенными в ГОСТ 9621-72. Такие механические характеристики, как пределы прочности и модуль упругости при растяжении и сжатии, пределы прочности при скалывании и статическом изгибе, ударную вязкость, определяют по ГОСТ 9622-87 - ГОСТ 9626-75. При испытаниях на твердость, теплостойкость и маслостойкость используют ГОСТ 9627.1-75, ГОСТ 9627.2-75, ГОСТ 9627.3-75. Способность к изгибу, формоустойчивость и изменение линейных размеров в зависимости от влажности воздуха определяют по ГОСТ 18066-72, ГОСТ 18087-72, ГОСТ 18068-72.

Фанера общего назначения. Влажность определяют по образцам площадью в плане не менее 25 см². Процедура испытаний такая же, как для малых образцов древесины.

Прочность при скалывании по клеевому слою определяют путем испытаний по схеме, приведенной на рис. 53.

 

 

Рис 53. Схема испытаний фанеры на скалывание: 1 - образец; 2 - упорная планка; 3 - захват

 

Образец шириной b = 40 мм и длиной l = 95 мм (l ₂ = 20 мм) пропиливают на глубину двух или более слоев. Длина скалываемой части l ₁ составляет 12,5 мм. Образец размещают в приспособлении, прижимая к упорной планке. Усилия передают через захваты, доводят образец до разрушения за 0,5-1 мин и, определив максимальную нагрузку P_max, Н, рассчитывают предел прочности, МПа,

 

 = P_max / (bl ₁).                                (41)

 

Испытания образцов фанеры ФСФ проводят после кипячения в воде в течение 1 ч, фанеры ФК - после вымачивания в воде в течение 24 ч, а образцы фанеры ФБА испытывают в сухом состоянии и после часового кипячения в воде. Шероховатость фанеры определяют по ГОСТ 15612-85.

Массивная клееная древесина. Для этого вида композиционных материалов проводятся испытания только самого клеевого соединения. Испытывают на прочность при скалывании вдоль волокон, раскалывании клиньями, растяжении клеевого торцового соединения впритык, статическом изгибе и растяжении зубчатых клеевых соединений (ГОСТ 15613.1-84 - ГОСТ 15613.5-79). Кроме того, клеевые соединения испытывают на теплостойкость, морозостойкость (ГОСТ 18446-73) и атмосферостойкость (ГОСТ 19100-73), определяя прочность при скалывании вдоль волокон после соответствующих воздействий.

Комбинированная клееная древесина. У столярных плит, представляющих этот вид материалов, влажность, а также предел прочности при скалывании по клеевому слою и статическом изгибе определяют теми же методами, что и у слоистой клееной древесины. Шероховатость определяют по ГОСТ 15612-85.

Древесностружечные плиты. На методы испытаний ДСтП разработано много нормативных документов. Общие правила подготовки и проведения физико-механических испытаний, а также сами методы определения физических свойств (влажности, плотности, разбухания по толщине, водопоглощения), предела прочности и модуля упругости при изгибе, предела прочности при растяжении перпендикулярно пласти плиты, удельного сопротивления выдергиванию гвоздей и шурупов регламентированы ГОСТ 10633-78 - ГОСТ 10637-78. Удельное сопротивление нормальному отрыву наружного слоя определяют по ГОСТ 23234-78; ударную вязкость - по ГОСТ 11842-76; твердость - по ГОСТ 11843-76, а покоробленность - по ГОСТ 24053-80. Кроме того, имеется ряд методов, на которые разработаны ОСТ, ТУ и РТМ.

Влажность определяют сушильно-весовым методом по образцам площадью в плане не менее 25 см². Плотность определяют при нормализованной влажности как отношение массы образца размерами 100 100 h (h - толщина плиты), мм, к объему, найденному после измерений его длины, ширины, толщины. Водопоглощение и разбухание, %, определяют на таких же образцах после 24 ч вымачивания при t = 20 °С как приращение массы или размера по толщине, отнесенное к массе или толщине образца до увлажнения.

Прочность при растяжении перпендикулярно пласти плиты определяют на квадратных в плане образцах со стороной 50 мм. К образцу под захваты (рис. 54) приклеивают профильные колодки (с пазом) из твердой древесины, металла или прямые колодки из ДСтП. Доводят образец до разрушения и, установив P_max, вычисляют предел прочности, МПа.

 

 

Рис. 54. Схема испытаний древесностружечных плит на растяжение перпендикулярно пласти: 1 - образец: 2 - колодки; 3 - захваты

 

Прочность при изгибе определяют на образцах шириной b = 75 мм и длиной, равной 25-кратной номинальной толщине h плиты плюс 50 мм. Образец нагружают посередине пролета l = 25 h. Продолжительность нагружения 1,5 мин. Установив P_max, вычисляют предел прочности, МПа.

Твердость определяют таким же способом, как статическую твердость древесины, однако в данном случае диаметр индентора - металлического шарика равен 10 мм. При испытаниях устанавливают величину усилия, необходимую для вдавливания шарика на глубину 2 или 1 мм. Показателем твердости, как и для древесины, служит отношение нагрузки к площади проекции отпечатка. Шероховатость измеряют согласно ГОСТ 15612-85, используя чаще всего профилографы.

Древесноволокнистые плиты. Все немногочисленные методы испытаний древесноволокнистых плит регламентированы специализированным ГОСТ 19592-80. Только определение теплопроводности мягких плит проводят согласно общему для строительных материалов ГОСТ 7075-87. Влажность определяют сушильно-весовым способом на образцах размерами в плане 100 100 мм. Плотность при нормализованной влажности определяют как у ДСтП. Водопоглощение определяют на таких же образцах после вымачивания в воде в течение 2 или 24 ч (в зависимости от марки плиты). Разбухание по толщине определяют одновременно с испытанием на водопоглощение. Прочность древесноволокнистых плит при изгибе определяют также, как у ДСтП.

Арболит. Две основные физико-механические характеристики арболита - плотность и предел прочности на сжатие - устанавливают путем испытания образцов в виде куба размерами 150 150 150 мм.

Влажность определяют сушильно-весовым методом по навеске начальной массой порядка 100 г. Для установления коэффициента теплопроводности (как и у ДВП) проводят испытания согласно ГОСТ 7076-87.

Модифицированная древесина. Стандартизованы методы испытаний только прессованной древесины. Эти методы принципиально не отличаются от методов испытания натуральной древесины. Основное различие в размерах образцов. За базисное принято сечение 15 15 мм.

Для прессованной древесины разработаны ГОСТ 21523.3-76 - 21523.11-76, охватывающие методы определения температуропроводности, теплопроводности и теплоемкости, влажности, водо- и влагопоглощения, истирания, плотности, модулей упругости при изгибе, сжатии, растяжении. Определение ударной вязкости проводят по ГОСТ 20571-75, а давление набухания и линейное разбухание - по ГОСТ21312-75 и ГОСТ 21313-75.

 

Контрольные вопросы

 

1. Назовите наиболее распространенные виды клееной древесины.

2. Назовите марки и сорта фанеры общего назначения.

3. Чем отличаются фанерные плиты от листовой фанеры?

4. Что такое древесно-слоистые пластики?

5. Назовите марки столярных плит.

6. Чем отличаются древесностружечные плиты от древесноволокнистых?

7. Приведите условные обозначения ДСтП и объясните содержание символов.

8. Назовите 2 способа производства ДВП. В чем их отличия?

9. Что такое арболит и фибролит?

10. Назовите цели и способы модификации древесины.

 

ОБЛИЦОВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

 

Дефицит строганого шпона обусловил применение различных синтетических облицовочных материалов. Из них широкое распространение получили пленки на основе бумаг, пропитанных синтетическими смолами, бумажно-слоистые пластики, пленки на основе полимерных материалов и искусственные кожи.

Синтетические облицовочные материалы технологичны, способствуют повышению производительности труда и качества продукции. Их применение упрощает технологию, исключает подбор деталей по цвету и текстуре.