CC BY
33
АТМОСФЕРОСТОЙКОСТЬ ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫХ ПЛИТ НА ФЕНОЛОФОРМАЛЬДЕГИДНОМ СВЯЗУЮЩЕМ
Вахнина Т.Н., Пчеловодова Н.К. (ГОУ ВПО КГТУ, г. Кострома, РФ) The results of studying of the wood-shaving slabs manufacturing for the building.
Древесно-стружечные плиты (ДСтП) являются одним из перспективных конструкционно-отделочных материалов для строительства. Одним из недостатков данного вида материалов, ограничивающих их использование, является невысокая водостойкость. От данного показателя зависят как теплофизические свойства, так и долговечность плитного материала.
На кафедре МТД КГТУ проводились исследования прочности, водостойкости и долговечности плит на фенолоформальдегидном связующем.
Математические модели зависимости прочности плит при статическом изгибе У1 и разбухания плит по толщине за 24 часа У2 от удельной продолжительности прессования Х1, плотности ДСтП Х2 и расхода связующего в наружных слоях Х3 (после отбрасывания незначимых коэффициентов уравнений регрессии):
У! = 16,371 + 3,2Xi + 2,77Х2 - 3,71Х3 + 1,683Х12 - 1,667Х22 - 1,467Х32 + +2,013XiX2 (1)
У2 = 14,028 + 1,017Х1 + 2,504Х2 + 4,309Хз - 3,089Х12 + 1,991Хз2 - 0,442Х^ + 0,752Х1Х3 +1,083Х2Х3 (2)
Были проанализированы графические зависимости выходных величин и выбрано сочетание факторов, согласно которому были изготовлены образцы плитных материалов.
Ожидаемые характеристики: - прочность при статическом изгибе 24 МПа;
- разбухание по толщине за 24 часа 10%.
Результаты испытаний: - прочность при статическом изгибе 25,5 МПа;
- разбухание по толщине за 24 часа 9,4%.
Данные образцы плитных материалов по показателям «прочность при статическом изгибе» и «разбухание по толщине за 24 часа» соответствуют требованиям европейского стандарта EN 312-5 «Требования к конструкционным влагостойким ДСтП марки Р5».
По исследуемым показателям разработанные плитные материалы соответствуют требованиям, предъявляемым к строительным конструкционным влагостойким материалам. Однако для плит строительного назначения критерием долговечности и необходимым эксплуатационным показателем является также стойкость к воздействию температурно-влажностных колебаний.
Для образцов плитных материалов были проведены циклические испытания для определения динамики изменения показателей в переменных температурно-влажностных условиях. Для испытаний эксплуатационных свойств плит был использован метод по ГОСТ 17580-72, предназначенный для оценки
конструкционных строительных клеев для склеивания древесины, металлов и др. материалов.
Последовательность цикла: пребывание в воде при 20°С в течение 20 ч, замораживание при -20°С в течение 6 ч, оттаивание при 20°С в течение 16 ч и сушка образцов при 60°С в течение 6 ч.
Параллельно проводились испытания контрольных образцов ДСтП общего назначения на карбамидоформальдегидном связующем. Результаты изменения показателей ДСтП в циклических испытаниях приведены в табл. 1.
Построенные по результатам циклических испытаний графические зависимости остаточной прочности и остаточной массы плиты после каждого цикла испытаний представлены на рис. 1, 2.
Таблица 1 - Показатели плит в циклических испытаниях
Циклы Масса, т, кг Потеря массы, Дт, % Предел прочности на статический изгиб, О;, МПа Разбухание по толщине, Ра, % Остаточная масса, % Остаточная прочность, %
До 0,2212/0,2003 - / - 25,5/22,97 9,4/24,5 - -
1 0,2093/0,1944 5, 38/2,95 21,09/11,39 10,7/24,8 94,62/97,05 82,5/49,6
2 0,1840/0,1790 16,82/10,63 18,27/6,50 12,2/25,7 83,18/89,37 71,5/28,3
3 0,1630/ разв 26,3/ разв 16,02/ разв 12,9/ разв 73,7/- 62,9/0
4 0,1591/ - 28,07/ - 13,20/ - 14,2/ - 71,93/- 51,6/0
5 0,1400/ - 36,71/ - 10,47/ - 15,31/ - 63,29/- 41,0/0
6 0,1287/ - 41,82/ - 7,95/ - 17,91/ - 58,18/- 31,3/0
7 0,1195/ - 45,98/ - 6,00/ - 19,81/ - 54,02/- 23,5/0
Над чертой значения показателей для плит на фенолоформальдегидном связующем, под чертой - на карбамидоформальдегидном связующем.
Условия, в которых проводились циклические испытания, являются более жесткими, чем эксплуатация в реальных условиях. Расширение диапазонов варьирования температуры и влажности увеличивает температурно-влажностные деформации в отвержденном связующем и в древесных частицах. При этом возникают напряжения, превышающие напряжения, существующие в реальных эксплуатационных условиях. Быстрая смена температурно-влажностных режимов не позволяет релаксироваться этим напряжениям.
% 100 ■ 80 60 40 20
0
Рисунок 1- Динамика остаточной прочности: 1 - плиты на КФС; 2 - плиты на ФФС
2
/1
1-1 1-ч 1-' 1-ч 1-1
2
3
4
5
6
7
цикл
Рисунок 2- Динамика остаточной массы: 1 - плиты на КФС; 2 - плиты на ФФС
1
Несмотря на достаточно большую потерю массы и прочности, после семи циклов испытаний плиты на ФФС не разрушаются. Стойкость к циклическим испытаниям служит показателем надежности материала.
По результатам исследования предлагаются к производству и использованию в качестве строительного отделочного материала ДСтП повышенной водостойкости, имеющие высокую прочность при статическом изгибе и хорошие эксплуатационные характеристики при работе в переменных температурно-влажностных условиях.
Данное направление развития должно внести свой вклад в повышение конкурентоспособности плитного производства путем диверсификации потенциальных потребителей, а также обеспечить строительную индустрию крупноформатными материалами для быстровозводимых зданий.
