Технология склеивания строганых пиломатериалов с использованием ультразвуковой диагностики

• Автор: Федяев, Артур Александрович
• Шифр специальности: 05.21.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Анализ факторов, оказывающих влияние на качество склеивания цельной древесины

1.2 Анализ технологии изготовления клееных деревянных конструкций

1.3. Анализ биостойкости древесины и древесных материалов

1.4 Классификация методов контроля качества склеивания.

1.5 Выводы. Цель и задачи исследования.

2. ОСНОВНЫЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ ПОЛОЖЕНИЯ.

2.1 Общие положения

2.1.1 Исходные материалы.

2.1.2 Подготовка пиломатериалов к проведению эксперимента
2.2. Оборудование для проведения эксперимента
2.3. Методика проведения экспериментальных работ.
2.3.1. Методика исследования влияния плотности древесины на ее прочность .
2.3.2. Методика исследования влияния плотности древесины на краевой угол смачивания.
2.3.3. Методика исследования прочности клеевых соединений в зависимости от влияющих факторов.
2.3.4. Методика оценки биостойкости клееного бруса.
2.3.5. Методика определения плотности древесины ультразвуком.
2.3.6. Методика определения несплошности клеевого соединения ультразвуком
2.3.7 Методика планирования и обработки результатов эксперимента
3 ЭКСПЕРИМЕНТ АЛЬПЫ Е ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ПОДГОТОВКИ ДРЕВЕСИНЫ К СКЛЕИВАНИЮ
3.1 Исследование влияния плотности древесины на ее прочность
3.2 Исследование влияния плотности древесины на краевой угол смачивания.
3.3. Исследование прочности клеевых соединений
3.3.1 Исследование влияния расхода клея на прочность клеевых соединений древесины.
3.3.2 Исследование влияния давления прессования на прочность клеевых соединений древесины
3.3.3 Исследование влияния плотности древесины на прочность клеевых соединений древесины
3.4 Исследование биостойкости клееного бруса
3.5 Выводы
4. ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СКЛЕИВАНИЯ КЛЕЕНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
4.1 Обоснование факторов, существенно влияющих на прочность клеевого соединения
4.2 Вывод уравнения связи и его исследование
4.3 Выводы
5 УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДИАГНОСТИКА В ПРОИЗВОДСТВЕ КЛЕЕНЫХ ДЕРЕВЯННЫХ КОНСТРУКЦИЙ
5.1 Ультразвуковое прогнозирование прочности клеевых соединений древесины
5.2 Ультразвуковая диагностика сплошности клеевых соединений и скрытых пороков древесины
5.3 Выводы.
6 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ВНЕДРЕНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО МЕТОДА ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ КЛЕЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ.
ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


В настоящее время все более актуальным становится производство высоко технологичных продуктов и методы оценки их качества в различных сферах деятельности. Одним из таких продуктов, широко представленным на рынке, являются клееные деревянные конструкции (КДК). В рамках реализации Федеральной программы «Доступное жилье», которая предусматривает деревянное домостроение; развития строительства спортивных сооружений, в том числе и для проведения олимпиады в Сочи , применение КДК в качестве несущих конструкций безусловно актуально. Эти конструкции для строительства могут быть изготовлены необходимой длины путем использования технологии сращивания ламелей на зубчатый шип. Вышеизложенное подтверждает необходимость производства деревянных строительных конструкций с гарантированными прочностными характеристиками, а мировой опыт использования КДК - их перспективность. Процесс производства этих конструкций является сложным и материалоемким, на который оказывают влияние многие факторы. Руководствуясь требованиями ГОСТ и производителей клеев, а также на основании априорных сведений, результатов предварительно проведенных экспериментов нами разработана классификация факторов, влияющих на качество холодного склеивания древесины (рис. Свойства клея и условия склеивания полностью регламентируются производителями клеев, в зависимости от их химической природы, ряд требований к древесине предусмотрены в ГОСТ. Однако, один из основных факторов, существенно влияющих как на физико-механические свойства конструкции, так и на прочность клеевых соединений, плотность древесины, не регламентируется стандартами, иными нормативными документами. Древесина. Для изготовления клееных элементов конструкций следует применять пиломатериалы сосны или ели по ГОСТ размерами по ГОСТ 4. Допускается применение пиломатериалов других пород при наличии технических условий, учитывающих специфику изготовления и эксплуатации конструкций. Рис. Влажность древесины перед склеиванием по ГОСТ 0 должна быть в пределах ± 3 %. Однако, рекомендуемая влажность древесины перед склеиванием производителями клеев в зависимости от типа и марки применяемого клея находится в пределах 8 %. МПа []. Плотность древесины сосны варьирует в Северо-Западного регионе от 0 кг/м3 до 0 кг/м3. Ранее доказано //, что прочность клеевых соединений существенное зависит от плотности контактных слоев древесины, изменение которой даже в малом диапазоне 0-0 кг/м'1 способно оказывать влияние на прочность клеевого соединения. Проведенные ранее исследования // показывают, что прочность клеевых соединений различна не только в каждом слое КДК, но и по всей его длине. Одним из возможных факторов, оказывающих влияние на неравномерное распределение прочности клеевых соединений может являться плотность древесины. При изготовлении клееных деревянных конструкций направление волокон древесины при склеивании смежных ламелей, задается в противоположные друг от друга стороны. За счет этого конструкции оказываются более прочными по сравнению с обычным брусом, при изменении влажности не изменяют своей формы, повышаются звукоизолирующие свойства, компенсируются возможные внутренние напряжения. Цилиндрическое фрезерование является наиболее распространенным способом подготовки поверхности древесины к склеиванию. Шероховатость поверхности при этом находится в диапазоне ^ мкм. В соответствии с существующими требованиями шероховатость поверхности древесины перед склеиванием должна быть не выше 0 мкм. Однако при этом типе фрезерования наблюдается повышенное трение фрезы о древесину, сопровождающееся нагревом поверхности, смола древесине разогревается и заполняет клетки древесины, наблюдается смятием поверхностных слоев, что в свою очередь способно мешать проникновению клея в клетку древесины. При использовании торцового фрезерования, шероховатость поверхности находится в том же диапазоне, что и при цилиндрическом, но в отличие от него, не сминает поверхностные слои, а «открывает» полости клеток древесины, упрощая возможность проникновения жидкости в древесину.