CC BY
13
3. ТЕХНОЛОГИ! ТА УСТАТКУВАННЯ Л1СОВИРОБНИЧОГО КОМПЛЕКСУ
УДК 674.093.26 Проф. П.А. Бехта, д-р техн. наук;
астр. О.1. Бринь - НЛТУ Украти, м. Льв1в
ЗАЛЕЖН1СТЬ Ф1ЗИКО-МЕХАН1ЧНИХ I ВОГНЕТРИВКИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ФАНЕРИ В1Д ВМ1СТУ АНТИП1РЕНУ В ШПОН1
Дослiджено вогнетривкi та фiзико-механiчнi властивостi вогнетривко1 фанери. Встановлено закономiрностi впливу вмiсту антипiрену в шпош на властивостi фанери. Встановлено, що вогнезахисне обробляння шпону збшьшуе щiльнiсть одержано! фанери, а спресування при цьому зменшуеться, що дае змогу частково економити де-ревинну сировину. Однак така вогнетривка фанера не водостшка, оскiльки для 11 ви-готовлення використовують водорозчиннi сол^ що легко вимиваються, внаслiдок чо-го 11 використання обмежуеться внутршшми умовами чи зовнiшнiми пiд накриттям.
Ключов1 слова: шпон, просочування, антитрен, вогнетривка фанера, вмют солi.
Постановка науково1' проблеми. З метою шдвищення вогнетривкост деревини практикують 11 обробляння спещальними вогнезахисними засобами - антишренами. У цьому випадку вогнезахист деревинних матер1ал1в дося-гаеться шляхом введення в деревину необхщно1" кшькост х1м1чних речовин, здатних за певно! концентраци перешкоджати 11 горшню без джерела займан-ня. Однак речовини, як забезпечують необхщну вогнетривюсть, можуть негативно впливали на процес виготовлення деревинного матер1алу (у цьому випадку - на склеювання шпону) 1, як наслщок, попршувати ф1зико-мехашч-ш властивост матер1алу (фанери).
Мета дослщжень - встановити вплив вм1сту антишрену в шпош на вогнетривюсть та мщшсть фанери на зр1з.
Матерiали та методи дослiджень. Для дослщжень використовували березовий шпон товщиною 1,5 мм, волопстю > 70 % та водний розчин антитрену типу ДСБ (сум1ш неоргашчних солей диамоншфосфату, сульфату амошю та бромистого амошю). З врахуванням анал1зу апрюрно1" шформаци змшними факторами тд час проведення дослщжень прийнято: концентращя просочувального розчину (10, 30, 50 %), тривалють просочування у ванш (5, 40, 75 хв), температура просочувального розчину (20, 40, 60 °С).
Просочування здшснювалося у просочувальнш ванш 1з х1м1чно стш-кого матер1алу. Для покращення процесу просочування шпону його заванта-жували у ванну в металевому контейнер1 1з нержавдачо1" сталь Шсля витрим-ки шпону у розчиш антишрену контейнер виймали \ певний час витримували для стшання надлишюв розчину. Дал1 шпон складати у взаемно перпендикулярному напрямку з метою перерозподшу антишрену \ витримували так про-тягом години. Одну частину парти шпону дослщжували на стушнь поглинан-ня антишрену. Внаслщок проведеного експерименту досягнуто вмюту антишрену у шпош у д1апазош 9,1-249,5 кг/м3.
1ншу частину парти шпону, призначену для склеювання, висушували за температури 120 °С. З просоченого шпону склеювали п'ятишарову фанеру з використанням фенолоформальдегщно1" смоли "Ватекс-244". Режим пресу-
вання фанери: температура плит преса - 130 °С, тиск - 2.0 МПа, тривалють -10 хв, витрата смоли - 120 г/м2. К^м того, склеювали контрольну партiю фанери iз непросоченого шпону за аналопчними режимами пресування.
Одержану фанеру дослщжували на мiцнiсть на зрiз та вогнетривкiсть. Показники мiцностi вогнетривко! фанери на зрiз визначали вщповщно з ДСТУ EN 314-1:2003. Для ощнювання вогнетривкостi обрано метод "Кера-мiчноl труби" (ГОСТ 16363-98). Крiм того, визначали щiльнiсть фанери, а та-кож водопоглинання та набрякання за товщиною.
Результати дослiджень. Результати дослщжень залежностi вогнет-ривких та мщшсних властивостей фанери вiд вмюту антипiрену у шпонi подано у виглядi графiкiв (рис. 1, 2).
0 50 100 150 200 250 300 Вм1ст ссип, кг/м"'
Рис. 1. Залежшсть мiцностi фанери вiд вм^ту антимрену у шпош
В\пст ссш,
Рис. 2. Залежшсть вогнетривкостi фанери вiд вм^ту антимрену у шпош
Як можна побачити iз рис. 2, збшьшення вмюту антишрену ДСБ у шпош сприяе зменшенню втрати маси фанери тд час вогневих випробувань. Зокрема за вмюту у шпонi 39,1 кг/м3 антитрену втрата маси фанери станови-ла 18,9 %, а тривалють горiння 30 с, тлшня при цьому не спостерiгалося. Та-кий деревинний матерiал належить до групи важко займистих матерiалiв (втрата маси менша за 30 %). Фанера, шпон яко! мав менший вмiст антишре-ну, згорала повшстю. Перша група вогнезахисту досягаеться у випадку, коли вмют солi у шпош становив 109,5 кг/м3, втрата маси фанери при цьому стано-вить 8,9 %, а самостшне горшня i тлiння зразка вщсутне. Варто зазначити, що фанера iз вказаним вмiстом солi мае мщшсть, близьку до контрольного
96
Збiрник науково-технiчних праць
зразка (фанера, склеена iз непросоченого шпону - 3,02 МПа (шсля 24 год ви-мочування) i 2,47 МПа (6 год кип'ятшня i 1 год вимочування). Мшмальна втрата маси становить 4,7 % за умови вмюту антишрену 249,5 кг/м3, мщшсть фанери при цьому становить 4,32 i 3,54 МПа вiдповiдно. Збшьшення мiцностi iз збiльшенням вмiсту антишрену (рис. 1) можна пояснити тдвищенням ан-типiреном кислотностi поверхнi шпону, що позитивно впливае на процес зат-вердiння фенолоформальдепдно! смоли.
Що стосуеться щшьносл фанери, то iз збiльшенням вмiсту солi у шпо-нi вона зростае. Це зумовлено заповненням пор у деревиш кристалами солi, що безумовно збiльшують масу одинищ об'ему фанери (рис. 3).
Рис. 3. Вплив вм^ту антитрену у шпон на щтьтсть фанери
Поглинання антишрену,
Рис. 4. Вплив вм^ту антитрену в шпош на спресування фанери
Наявшсть солi у порах деревини шпону сприяе також зменшенню спресування в процес склеювання фанери. Цю закономiрнiсть можна спосте-р^ати на такому графiку (рис. 4). Дослщження впливу вмiсту солей у шпош на розбухання фанери за товщиною дали таю результати (рис. 5). На цьому графжу спостер^аеться зменшення розбухання фанери за товщиною iз збшь-шенням вмюту антипiрену в шпонi. Ця закономiрнiсть е наслiдком меншого спресування фанери iз збiльшенням вмiсту солi у шпош, вщповщно зворот-ний процес розбухання також буде меншим.
40 60 80 100 120 Тривалшть вимочування, год
Рис. 5. Розбухання фанери за товщиною з часом
Аналогiчнi закономiрностi спостерiгаються i пiд час дослщження водо-поглинання (рис. 6). На перший погляд здаеться, що iз пiдвищенням вмiсту со-лi у шпош водопоглинання фанери зменшуеться. Однак варто зазначити, що пори шпону заповнеш солями. Використовуваш солi е водорозчинними, тому в процес експерименту вони розчинялися, а 1хне мюце у порах деревини шпону займала вода, тому реальне значення водопоглинання визначити неможливо.
Вм1ст антишрену,
Рис. 6. Залежтсть водопоглинання фанери eid eMicmy антитрену
Висновок. Проведет дослщження показують, що збшьшення вмюту антишрену у шпонi позитивно впливае не лише на вогнетривюсть одержано! фанери (втрата маси пiд час проведення вогневих випробувань зменшуеться), а й збшьшуеться мщшсть фанери на зрiз. Зокрема, найбiльший вмiст антипi-рену (249,5 кг/м ) дае мшмальну втрату маси - 4,8 % при цьому мщшсть фанери становить 4,32 МПа (шсля 24 год вимочування) i 3,54 МПа (6 год кип'я-тшня i 1 год вимочування). Вогнезахисне обробляння шпону збшьшуе також щшьшсть одержано! фанери, а спресування при цьому зменшуеться, що дае змогу частково економити деревинну сировину. Однак одержана так вогнет-ривка фанера не е водостшкою, оскшьки для !! виготовлення використовують водорозчиннi сол^ що легко вимиваються. Тому !! використання обме-жуеться внутрiшнiми умовами чи зовшшшми пiд накриттям.
Бехта П.А., Брынь О.И. Зависимость физико-механических и огнезащитных свойств от содержания антипирена в шпоне
Изучены огнестойкие и физико-механические свойства огнестойкой фанеры. Установлены закономерности влияния содержания антипирена в шпоне на свойства фанеры. Установлено, что огнезащитная обработка шпона увеличивает плотность полученной фанеры, а ее прессование при этом уменьшается, что дает возможность частично экономить древесное сырье. Однако такая огнеупорная фанера не водостойкая, поскольку для ее изготовления используют растворимая в воде соль, которая легко вымывается, в результате чего ее использование ограничивается внутренними условиями или внешними под накрытием.
Ключевые слова: шпон, пропитка, антипирен, огнестойкая фанера, содержание соли.
Bekhta P.A., Bryn O.I. Influence of fire-retardant absorption on fireproof plywood properties.
The influence of fire-retardant solution on fireproof plywood is analysed. The dependence of mechanical, phisices and fireproof properties on the fire-retardant solution is investigated. Described that fireproof treatment lead increases the closeness of the got plywood, and its pressing diminishes here, that enables partly to save arboreal raw material. However
98
Збiрник науково-техшчних праць
water-resistant such heat-resistant plywood is, as for its making use soluble water salt which is easily washed, as a result its use is limited to the internal terms or external under covering. Keywords: veneer, impregnation, fire-retardant, fireproof plywood, fire-retardant solution.
УДК 674.048 Проф. П.В. Бтей, д-р техн. наук; доц. Ю.М. Губер,
канд. техн. наук; асист. З.П. Копинець - НЛТУ Украти, м. nbsis
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ТРИВАЛОСТ1 ПРОЦЕСУ СУШ1ННЯ ПИЛОМАТЕР1АЛ1В ПОНИЖЕНИХ ТОВЩИН БАГАТОСТУПЕ-НЕВИМИ РЕЖИМАМИ У ВИРОБНИЧИХ УМОВАХ
Здшснено експериментальш досл1дження процесу конвективного сушшня ду-бових пиломатерiалiв понижених товщин у виробничих умовах. Проаналiзовано ре-зультати i встановлено тривалiсть процесiв сушшня за рiзних режимiв. Запропонова-но формулу, яка дае змогу з достатньою точнiстю визначати тривалiсть процесу в промислових сушильних камерах.
Сучасн1 тенденцп виробництва потребують високо! якост1 суш1ння пиломатер1ал1в понижених товщин (Si = 6.. .10 мм), оск1льки 1х застосовують для виготовлення лицьових поверхонь покритт1в для п1длоги (паркетних щи-т1в, паркетних дощок), а також у виробництв1 столярних вироб1в (личкування зовн1шн1х поверхонь в1конних та дверних блок1в) тощо. Тому впровадження у виробництво технолог^ виготовлення тонких заготовок з пиломатер1ал1в понижених товщин потребуе також розроблення технологи сушшня таких сортимент1в. На сьогодш для сушшня пиломатер1ал1в понижених товщин застосовують конвективш сушильш камери перюдично! ди.
З метою дослщження тривалост1 суш1ння пиломатер1ал1в понижених товщин було проведено експерименти у конвективних сушильних камерах перюдично! ди з поперечною циркуляц1ею агента сушшня об'емом заванта-
3 ....
ження 25.30 м умовного матер1алу. Швидюсть циркуляци агента суш1ння через штабель становила 2 м/с. Досл1ди проводили на дубових пиломатер1-алах товщиною 8 мм, шириною 180 мм та довжиною 3-3,5 м. Цей матер1ал висушували трьома р1зними багатоступеневими режимами:
• режим № 1 - на першому ступет температура середовища за сухим термометром становила tc = 28 °С, температура за змоченим термометром - = 25°С, р1вноважна волопсть деревини - Жр = 15,4 %; на останньому ступени -U = 55°С; tM = 35°С; Жр = 4,8 %;
• режим № 2 - на першому ступени температура середовища за сухим термометром становила tc = 32°С, температура за змоченим термометром - tw = 29°С, р1вноважна волог1сть деревини - Жр = 15,5 %; на останньому ступет -tc = 60°С; tm = 40°С; Жр=5 %;
• режим № 3 - на першому ступет температура середовища за сухим термометром становила tc = 40°С, температура за змоченим термометром - tw = 37 °С, р1вноважна волопсть деревини - Жр = 15,6 %; на останньому ступет -U = 60°С; tM = 43 °С; Жр = 5,9 %.
Було проведено 6 досл1д1в процесу суш1ння за першим режимом, 6 -за другим, 2 - за трет1м. Для анал1зу впливу параметр1в агента суш1ння на
