Определение формоустойчивости композиционной фанеры

 

Тихомиров Л.А. (КГТУ, г.Кострома, РФ)

 

In clause results of scientific work by definition Stability of the form the composite plywood reinforced by a synthetic material, and results of definition of the best scheme of assembly of composite plywood are presented.

 

 

Фанера широко применяется в строительстве для изготовления несущих конструкций, ограждающих и прочих элементов. Такие конструкции должны обладать высокой прочностью, долговечностью и формоустойчивостью. Чаще всего элементы строительных конструкций испытывают изгибающие нагрузки.

Следует отметить, что важными будут такие показатели как прочность при растяжении, сжатии, прочность при скалывании по клеевому слою, влажность, плотность, водопоглащение, разбухание и др., но не менее важными показателями являются показатели характеризующие эксплуатационные свойства фанеры к ним относится показатель формоустойчивость .

Специфика механических свойств полимерных материалов связана с тем, что полимерные молекулы имеют большие размеры, причем полимерная цепь состоит из многих звеньев. Гибкость полимеров уменьшается с увеличением степени разветвленности цепи в термопластах и особенно при образовании химических связей между цепями и их сегментами в реактопластах.

Деформация полимерного материала сложный и много факторный процесс. Различают два вида деформации полимерных материалов: упругая деформация, когда деформация исчезает при снятии нагрузки; и остаточная деформация, которая остается дажемпри снятии нагрузки.  Величина остаточных деформаций зависит от большого количества факторов и определяет формоустойчивость фанеры.

Представляет интерес определение остаточных деформаций в композиционной фанере, когда образцы фанеры имеют армирующие слои.  Схема сборки образцов композиционной фанеры представлены  на рис.1.

По условиям эксперимента образцы фанеры склеенные по схемам, представленным на рис.1 подвергались воздействию долговременной нагрузки. Для того, чтобы создать постоянную изгибающую нагрузку образцы скрепляли по схеме, представленной на рис 2.

Диаметры металлических стержней подбирались из расчета обеспечения нагрузки 50, 70, 90 % от предела прочности соответствующего образца.

Все экспериментальные запрессовки проводились на лабораторном прессе П-100-400, который позволяет устанавливать следующие значения факторов: температура от 20 ⁰С до     300 ⁰С; давление от 0 МПа до 5 МПа. Фанера имела девять слоев, в качестве армирующего материала использовалось стекловолокно.

Предел прочности при статическом изгибе для фанеры определяется по ГОСТ 9625-87 и ГОСТ 10636-78.

  

Схема №1	Схема №3	Схема №5
Схема №2	Схема №4	Схема №6
	- шпон; - стекловолокно

Рисунок 1- Схемы сборки фанеры

   

1.     Металлический стержень 2.     Резьбовое крепление (болт-гайка) 3.      Испытуемые образцы

Рисунок 2- Схема исследования формоустойчивости композиционной фанеры фанеры

 

Через заданное  время нагрузка с образцов снималась и с помощью щупов с точностью до 0,01 мм измерялась остаточная деформация фанерных образцов, после измерения образцы  композиционной фанеры снова скрепляли, тем самым восстанавливали действие той же самой нагрузки. Замеры производятся до тех пор, пока остаточная деформация не становиться постоянной.  

По результаты замеров и расчетов были построены графики, которые представлены на рис. 3, рис.4, рис.5.

Рисунок 3-  Графики зависимости остаточной деформации фанеры от продолжительности выдержки при постоянной нагрузке: диаметр стержня 6,6 мм

Рисунок 4-Графики зависимости остаточной деформации фанеры от продолжительности выдержки при постоянной нагрузке: диаметр стержня 8 мм

Рисунок 5-  Графики зависимости остаточной деформации фанеры от продолжительности выдержки при постоянной нагрузке: диаметр стержня 10 мм

 

  Вывод: Из полученных данных видно, что наиболее формоустойчивой является фанера, склеенная по схеме 4.  Испытания показали возможность существенно повышать формоустойчивость фанерной продукции, применяя синтетический армирующий материал. Предварительный экономический расчет показал, что такой прием не значительно увеличивает себестоимость производства фанерной продукции, позволяя тем самым выпускать фанеру с рядом новых необходимых свойств.