Дослідження міцності з'єднань деревини сосни клеями на основі полівінілацетату за дії природних факторів Текст научной статьи по специальности «Математика»

УДК 674.04 Доц. Б.Я. Кшивецький, канд. техн. наук -

НЛТУ Украти, м. Rbeie

ДОСЛ1ДЖЕННЯ МЩНОСТ1 З'СДНАНЬ ДЕРЕВИНИ СОСНИ КЛЕЯМИ НА ОСНОВ1 ПОЛ1ВШ1ЛАЩТАТУ ЗА Д11 ПРИРОДНИХ ФАКТОР1В

Наведено результати дослщжень змiни мiцностi клейових з'еднань шпилькових порiд деревини (сосни) клеями на 0CH0Bi ПВАД та Jowacoll залежно вiд тривалостi дп природних факторiв.

Assist. prof. B. Y. Kshivetsky - NUFWT of Ukraine, L'viv

Investigation of strength jointing of conifer bearing wood in dependence

action of natural factor

Investigation strength jointing of conifer bearing species of wood by glues on base PVA and Jowacoll in dependence from duration time action naturals factor.

Для дослщження змши мщносп клейових з'еднань деревини при дй знакозмшних навантажень використовують два методи: лабораторний та природний. Лабораторний метод дослщження проводять зпдно з вимогами стандарту ГОСТ 17580-82, який включае 40 цикшв випробувань, а саме: ви-мочування зразюв у ванш з водою за температури +20 °С протягом 20 год.; заморожування у морозильнш камер1 з температурою -20 °С протягом 6 год.; витримування протягом 16 год. за температури +18...20 °С на стелажах; 6-го-динна витримка зразюв у термошаф1 за температури +60 °С i вщносно! воло-госл повiтря 60.70 %. Один цикл тривае 48 год.

Результати лабораторних дослщжень змши мщносп з'еднань для деревини сосни, дуба i берези клейовими композицiями на основi полiвiнiлацетатноl дисперсй (ПВАД) i Jowacoll та 1х аналiз наведено у попереднiх публшащях [1-3].

Природний метод дослiджень змши мщносп клейових з'еднань деревини при дй знакозмiнних навантажень - довготривалий процес (мiсяцi або роки), що вимагае тривалого часу для 1х проведення. З метою порiвняння змь ни мiцностi лабораторних i природних результатiв дослiджень та вивчення 1х залежностi проведено природний метод дослщження. Експерименти тривали три роки. Для дослщження використовували деревину сосни та дуба, склеену мiж собою за допомогою полiвiнiлацетатноl дисперсй вггчизняного вироб-ництва та Jowacoll 102,20 iз затверджувачем 195,30 iмпортного виробництва. Через кожш шiсть мiсяцiв зразки шддавались руйнуванню згiдно зi стандартом ГОСТ 15613.1-84.

У цш робот наведено результати дослiджень змши мщносп природ-ним методом для з'еднань деревини сосни зазначеними клеями. Дослщження проводили з 1 листопада 2002 р. до 1 листопада 2005 р.

Взiрцi до випробувань шдготовленно згiдно зi стандартом (ГОСТ 15613.1-84). Мехашчне випробування зразкiв пiсля природних температурно-вологiсних навантажень проводили шсля 1х досушування до вологостi 8±2 %. Руйнували зразки згiдно зi стандартом ГОСТ 15613.1-77 на сколення вздовж волокон. Результати дослщжень наведено у табл. 1.

Науковий вкник, 2007, вип. 17.3

Проанашзуемо отриманi данi. Як видно iз результатiв дослiджень, змь на мщносл клейових з'еднань деревини сосни залежно вiд використаного клею е рiзною. Зi збiльшенням тривалостi впливу зовтштх факторiв мщ-нiсть зменшуеться, але з рiзною iнтенсивнiстю, незважаючи на те, яким клеем склееш зразки. Бшьш iнтенсивно зменшення мiцностi вщбуваеться у перiод з листопада до травня мiсяця. Це закономiрно, оскшьки саме у цi мюя-щ спостерiгаеться пiдвищена вологiсть та коливання температури. У перюд з травня до листопада мюяця зменшення мщносл з'еднань вiдбуваеться, але з меншою iнтенсивнiстю.

Розглянемо отриманi кривi окремо (рис. 1). З'еднання на основi До,№а-со11 102,20 без затверджувача (крива ■) мае найменшу мщшсть за ди зовшш-нiх факторiв. Початкова (контрольна) мiцнiсть становить 6,28 МПа. Через 6 мiсяцiв випробувань з листопада до травня мщшсть зменшилась до 2,21 МПа, що на 65 % менша вщ початково!. Ще через 6 мюящв (травень -жовтень) мiцнiсть зменшилась з 2,21. МПа до 1,95 МПа (на 12 %), що значно менше порiвняно з попередшм перiодом. Через 18 мiсяцiв (листопад - квь тень) знову вщбуваеться рiзке падiння мiцностi з 1,95 МПа до 0,49 МПа (85 %), тобто зразки розл^ались. Практично таке з'еднання витримало 18 мь сящв природних навантажень.

■ - з'еднання на основ/ Jowacoll 102,20 без затверджувача; з'еднання на основ/ клею Jowacoll 102,20 1з затверджувачем 195,30; • - з'еднання на основа ПВАД

Аналопчно веде себе i клейове з'еднання на основi ПВАД, тобто штен-сивне зменшення мщносп вщбуваеться у перiод з листопада до травня, менш ш-тенсивнiше з травня до листопада i через 18 мюящв склеенi зразки розлетшись.

Дещо по-iншому зменшуеться мiцнiсть для зразюв, з'еднаних за допо-могою клею Jowaco11 102,20 iз затверджувачем 195,30. Початкова мщшсть (контрольна) становить 6,34 МПа, через 6 мюящв випробувань зменшилась до 4,44 МПа (на 30 %), через 12 мюящв до 4,15 (на 6 % вщ попередньо!), через 18 до 2.05 МПа (на 50 %) i через 36 мюящв мщшсть склеювання становить 0,45 МПа (на 78 %). Як бачимо, для даного з'еднання характерна загаль-на закономiрнiсть зменшення мщност^ але з меншою штенсивнютю. Зразки витримали 36 мюящв навантаження до повно! втрати мщность

3. Технолопя та устаткування деревообробних шдприемств

111

Табл. 1. Результати природних випробувань з'еднань деревини сосни

на основi ПВАД та Jowacoll

№ з/п Порода деревини Марка клею Мщтсть склеювання, МПа

контрольш зразки тривалють випробувань, мюящ

6 12 18 24 30 36

1 Сосна ПВАД 6,65 2,95 2,66 0,56 0,52 0,48 0,11

2 Сосна .ктасоИ 102,20 без затверджувача 6,28 2,21 1,95 0,49 0,41 0,22 0,08

2 Сосна 1о\уасо11102,20 13 затверджувачем 195,30 6,34 4,44 4,15 2,05 1,5 0,85 0,45

Аналiз результат дослщжень показав, що з'еднання на основi кле-йово! композицй Jowacoll 102,20 iз затверджувачем 195,30 в два рази бшьше витримуе природнi навантаження порiвняно з ПВАД та Jowacoll 102,20 без затверджувача. Виходячи iз результат дослiджень можна припустити, що з'еднання деревини сосни за допомогою ПВАД та Jowacoll 102,20 без затверджувача мають однаковi властивостi до природних навантажень, тобто клейовий шов лшшно! структури, який при дй шдвищено! вологостi та змiнi температури легко набухае за рахунок дифузй молекул рiдини у полiмер.

З'еднання деревини сосни клеем Jowacoll 102,20 iз затверджувачем 195,30 формуеться за рахунок утворення рщко сггчасто! структури макромолекул, яка здатна до певного часу вщштовхувати воду вщ проникнення у клейовий шов, i тим самим шдвишувати водостiйкiсть з'еднання. Особливо та-кi клейовi з'еднання втрачають мiцнiсть у перiод шдвищено! вологостi та змiни температури, тобто iз листопада до травня. Бшьш стiйкiше клейове з'еднання з травня до жовтня, тобто в перюд меншого перепаду температури та вологосп.

Пiдсумовуючи, можна зробити висновок, що з'еднання деревини сосни на основi ПВАД вггчизняного виробництва та клею Jowacoll 102,20 без затверджувача мають однакову стшюсть до дй зовнiшнього середовища i витримують природнi навантаження до 18 мiсяцiв. З'еднання на основi Jowa-coll 102,20 iз затверджувачем 195,30 мають дещо кращу стшюсть до дй нав-колишнього середовища i витримають природш навантаження до 36 мiсяцiв.

Лггература

1. Кшивецький. Дослщження довгов1чносп з'еднань шпилькових порщ деревини клеями на основ1 пол1вшшацетату// Наук. вюник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. - Льв1в: УкрДЛТУ. - 2004, вип. 14.7. - С. 99-103.

2. Б.Я. Кшивецький. Дослщження довгов1чносп з'еднань твердолистяних порщ деревини клеями на основ1 пол1в1ншацетату// Наук. вюник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. -Льв1в: УкрДЛТУ. - 2004, вип. 14.7. - С. 99-103.

3. Б.Я. Кшивецький, О.П. Гупало, Й.Л. Ацбергер. Дослщження змши мщносп з'еднань деревини берези клеями на основ1 ПВА// Наук. вюник УкрДЛТУ: Зб. наук.-техн. праць. -Льв1в: УкрДЛТУ. - 2005, вип. 15.5. - С. 186-189._