ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ РАЗБУХАНИЯ КОМПОЗИЦИОННОЙ ФАНЕРЫ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ АЗМЕРОВ ЯЧЕЕК АРМИРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА
Тихомиров Л.А., Горячев С.А. (ГОУ ВПО КГТУ, г. Кострома, РФ)
The questions of application of materials raising durability for improvement of operational properties of composite materials in a particular of composite plywood are opened. Is determined кинетика of swelling of composite plywood with application of a mesh material with the various size of a cell.
Фанерное производство в России, и во всем мире, имеет огромное значение. Фанера востребована практически во всех отраслях промышленности: автостроении, вагоностроении, судостроении, авиастроении, строительстве, в мебельном производстве и др. Однако, чтобы идти в ногу со временем, необходимо постоянно обновлять оборудование, совершенствовать технологический процесс изготовления фанеры, улучшать ее качество и расширять области применения.
Улучшение качественных и эксплуатационных показателей фанеры возможно путем армирования фанеры различными материалами. В данной работе предлагается использовать тканные: дублирин, канва и металлические: армофол армирующие материалы. Данное направление – это принципиально новое решение задач по улучшению эксплуатационных свойств фанеры.
Задачи, которые были решены в рамках данной работы:
1. Подтверждена целесообразность практического использования данной композиционной фанеры.
2. Выбран материал для армирования фанеры, отвечающий требованиям, предъявляемым стандартом.
Композиционная фанера с армирующими слоями из тканых материалов позволит применять фанеру меньшей толщины там, где требовалась более толстая, без уменьшения прочности. Применение композиционной фанеры с армофолом возможно в более агрессивных средах. При этом данная фанера способна проводить электрический ток небольших напряжений.
Все экспериментальные запрессовки проводились на лабораторном прессе П-100-400. Навески химических веществ осуществлялись на лабораторных весах ВЛТК-500. Для определения толщины шпона и полученной фанеры использовался микрометр с точностью 0,01мм. Другие линейные размеры определялись штангенциркулем с точностью до 0,05мм. Для экспериментов использовался березовый шпон, влажностью W= 7%, размерами 380×380 мм, толщиной 1,15±0,1 мм. Армирующая основа помещалась под наружный слой шпона симметрично по толщине фанеры в всех образцах.
В качестве армирующего материала использовались ткани: дублирин и канва, и материал – армофол. Ткани представляют собой ткань-сетку с разной величиной ячейки и толщиной нити. У дублирина размер ячейки 1×1мм и толщина нити 20мкм, а у канвы размер ячейки 2×2 мм и толщина нити 100мкм. Армофол – армированная тонкой синтетической нитью двухслойная фольга толщиной 10 мкм.
Армирование материала тканными и металлизированными материалами повысит предел прочности композиционной фанеры на изгиб.
Предварительные эксперименты показали рост предела прочности до 15 % по сравнению с не армированной фанерой изготовленной в тех же условиях. Важнейшим свойством любого древесного материала является разбухание по толщине. Это свойство характеризует устойчивость формы и размеров образца под действием кратковременного и долговременного воздействия влаги.
Склеивание фанеры проводилось при следующих факторах.
Постоянные факторы:
-давление прессования: Рман = 1,7МПа;
-шпон толщиной 1,15±0,1мм;
-слойность: N = 3 листа шпона;
- марка смола: КФН-66-Ф;
- норма расхода связующего, Нр=110гр/м2;
- количество отвердителя – 1%.
Варьируемые факторы:
- время прессования: от 4мин до 6мин;
- температура прессования: от 120 0С до 130 0С
Для определения разбухания по толщине необходимо из образцов полученной фанеры выпиливают образцы размером 50×50×S мм. Проводят измерения толщины фанеры. Измеренные образцы погружали в емкость с водой, температуру воды при этом рекомендуется поддерживать на уровне 21±20 С. Через 24 часа образцы извлекали из воды, их поверхности осушали фильтрованной бумагой, повторяют измерение толщины. Разбухание фанеры по толщине по формуле:
Ps = (S1 – S) 100 / S , (1)
где Ps – разбухание по толщине, %;
S1 – толщина фанеры после увлажнения, мм;
S – толщина фанеры до увлажнения, мм.
Кинетику разбухания исследовали на протяжении 10 суток, после этого времени разбухание по толщине перестанет изменяться. Результаты эксперимента представлены в табл. 1. Графические зависимости представлены на рис. 1.
Таблица 1 - Результаты эксперимента
|
Вид армирования |
Разбухание по толщине % после вымачивания в воде в течении, сут. |
||||||
|
1 |
2 |
3 |
4 |
6 |
8 |
10 |
|
|
без армирования |
28,66 |
41,09 |
49,88 |
54,21 |
54,22 |
54,22 |
54,21 |
|
канва |
24,82 |
35,03 |
35,79 |
36,13 |
36,16 |
36,18 |
36,17 |
|
дублерин |
22,21 |
34,14 |
34,39 |
34,58 |
34,62 |
34,62 |
34,62 |
|
армофол |
26,16 |
34,03 |
36,33 |
38,45 |
38,46 |
38,46 |
38,46 |
Рисунок 1 - Зависимость разбухания композиционной фанеры по толщине от вида армирующего материала и от продолжительности выдержки в воде
Выводы:
1) Армирование фанеры – целесообразный способ совершенствования качественных и эксплуатационных показателей клееных древесных материалов.
2) Экспериментально доказано, что лучшей стойкостью к долговременному воздействию влаги, из рассмотренных армирующих материалов, является фанера армированная дублирином.
3) Требуется проведение дополнительных экспериментов для определения режимов склеивания композиционной фанеры с применением армофола, т.к. недостаточное качество клеевого соединения не позволило раскрыть все положительные свойства этого армирующего материала.
Литература
1. Кирилов Н.К. Конструкционная фанера - М.: Лесная промышленность, 1981.– 112с.
2. Пижурин А.А., Розенблит М.С. Исследование процессов деревообработки. – М.: Лесная промышленность, 1984. – 232с.
3. Спрвочник по производству фанеры/ Веселов А.А., Галюк Л.Г., Доронин Ю.Г. и др.: под редакцией канд. Техн. Наук Н.В. Качалина.– М.: Лесн. пром-ть, 1984.-432с.