Определение физико-механических показателей фанеры

Цель работы: ознакомиться с методикой определения основных показателей физико-механических свойств фанеры.

Задачи работы:

1 Ознакомиться с методами определения физико-механических показателей фанеры;

2 Определить показатели физико-механических свойств фанеры и сравнить их со стандартными значениями.

Обеспечивающие средства: Испытательная машина, микрометр или штангенциркуль с точностью измерения до 0,1 мм, приспособления для проведения испытаний, ванна с водой, весы технические с точностью взвешивания до 0,1 г, сушильный шкаф, эксикатор.

Порядок проведения работы

1 Определение влажности

Влажность фанеры определяют сушильно-весовым способом на образцах с размерами 50х50 мм в плане.

Образцы, выпиленные из испытуемого листа фанеры, взвешивают на технических весах с точностью до 0,1 г и помещают в сушильный шкаф, где высушивают при температуре 103±2 ⁰С до постоянной массы. Высушивание считают законченным, если разность двух последовательных взвешиваний, произведенных через 2 часа, не превышает 0,1 г. Высушенные образцы охлаждают в эксикаторе и повторно взвешивают с точностью до 0,1 г.

Влажность образцов с точностью до 0,1 % вычисляют по формуле

где m _w – масса образцов до высушивания, г;

m ₀ – масса образцов в абсолютно сухом состоянии, г.

Влажность фанеры определяют как среднее значение трех измерений.

2 Определение плотности

Для определения плотности используют образцы с размерами 100х100мм в плане.

Измеряют толщину фанеры в пяти точках с точностью до 0,1 мм, как показано на рисунке 1. Длину и ширину образца измеряют с точностью до 0, 1 мм в двух местах параллельно кромкам образца и определяют среднее значение этих измерений.

Плотность образца вычисляют с точностью до 1 кг/м³ по формуле

3 Определение водопоглощения и объемного разбухания

Для проведения испытаний изготавливают образцы в виде прямоугольной призмы с размерами 80х4хS мм, причем первый размер вдоль волокон наружного слоя фанеры. Толщина образца S не должна превышать 20 мм.

Полученные образцы взвешивают с точностью до 0,1 г и определяют их линейные размеры с точностью до 0,1мм. Ширину и толщину образца измеряют в трех точках, как показано на рисунке 2. и принимают среднее значение измерений.

Образцы погружают в ванну с водой на 24 часа. Температура воды должна поддерживаться в пределах 20±2 ⁰С.

После вымачивания образцы промакают фильтровальной бумагой или тканью и производят взвешивание. Измерение длины, толщины и ширины образцов производят в тех же точках, что и до вымачивания.

Водопоглощение, Δ W, %, вычисляют с точностью до 1 % по формуле

где m _w – масса образцов после вымачивания, г;

m ₀ – масса образцов до вымачивания, г.

Объемное разбухание, Р, с точностью до 1 % вычисляют по формуле

где V _w – масса образцов после вымачивания, г;

V ₀ – масса образцов до вымачивания, г.

Для исследования изменения величины водопоглощения и объемного разбухания во времени измерения проводят через сутки, двое, трое и пятеро суток с момента замачивания. По результатам расчетов строят соответствующие зависимости.

4 Определение предела прочности при скалывании по клеевому слою

Для проведения испытаний изготавливают образцы, как показано на рисунке 4.1. В зависимости от марки фанеры образцы увлажняют либо вымачиванием в течение 24 часов (ФК), либо при кипячении в течение 1 часа (ФСФ).

Подготовленные таким образом образцы закрепляют в приспособлении, показанном на рисунке 3, так чтобы захваты вплотную прилегали к дну пропила и не оказывали на него давления.

Производят нагружение образца и определяют величину разрушающей нагрузки по измерительной шкале испытательной машины. Результаты испытаний образцов, в которых разрушение образцов произошло не по плоскости склеивания, не учитывают.

Предел прочности при скалывании вычисляют с точностью до 0,1 МПа по формуле

где Р _мах – максимальная разрушающая нагрузка, кгс;

b – ширина образца, см;

l - длина скалываемой плоскости, см.

После испытаний визуально определяют процент разрушения клеевого соединения по древесине.

5 Определение предела прочности при статическом изгибе

Вырезают образцы в форме прямоугольной призмы шириной 50 мм, и длиной, равной пятнадцатикратной толщине фанеры плюс 50мм (l₁=15S+50).

Испытания проводят для фанеры марок ФК и ФСФ толщиной от 9 до 30 мм. Схема испытаний показана на рисунке 4.

Расстояние между опорами, l, принимают равным пятнадцатикратной толщине фанеры (l=15S).

Перед испытанием производят измерение ширины и толщины на середине длины образцов с точностью до 0, 1 мм.

Определяют величину разрушающей нагрузки по шкале испытательной машины и вычисляют предел прочности фанеры при статическом изгибе с точностью до 0,05 МПа по формуле

где Р _мах – максимальная разрушающая нагрузка, кгс;

b и h – ширина и толщина образца, см;

l - расстояние между опорами, см.

Результаты определения физико-механических показателей фанеры заносят в таблицу 14, проводят анализ полученных данных и делают вывод о соответствии фанеры требованиям ГОСТ (приложение 2 и 3).

Таблица 14– Физико-механические показатели фанеры

Наименование показателей	Величина показателей
	по опыту	по ГОСТ
Влажность, %
Плотность, кг/м3
Водопоглощение, %
Объемное разбухание, %
Предел прочности при скалывании по клеевому слою, МПа
Предел прочности при статическом изгибе, МПа