13.4. Методы испытаний композиционных древесных материалов и модифицированной древесины

Слоистая клееная древесина. Правила отбора образцов и общие требования при испытаниях этого вида материалов установлены в ГОСТ 9620 — 94. Испытания с целью определения плотности, во-допоглощения, влагопоглощения и объемного разбухания прово­дят методами, изложенными в ГОСТ 9621 — 72. Такие механиче­ские характеристики, как предел прочности и модуль упругости при растяжении и сжатии, предел прочности при скалывании и статическом изгибе, ударную вязкость, определяют по ГОСТ 9622 — 87... ГОСТ 9626—90. При испытаниях на твердость, тепло­стойкость и маслостойкость используют ГОСТ 9627.1 — 75, ГОСТ 9627.2—75, ГОСТ 9627.3 — 75. Способность к изгибу, формоус-тойчивость и изменение линейных размеров в зависимости от влаж­ности воздуха определяют по ГОСТ 18066 — 72, ГОСТ 18087 — 72, ГОСТ 18068-72.

Фанера общего назначения. Влажность определяют с помощью образцов площадью в плане не менее 25 см². Процедура испыта­ний такая же, как для малых образцов древесины.

Прочность при скалывании по клеевому слою определяют пу­тем испытаний по схеме, приведенной на рис. 13.1. Образец ши­риной Ъ = 40 мм и длиной / = 95 мм (/₂ = 20 мм) пропиливают на глубину двух или более слоев. Длина скалываемой части 1\ состав­ляет 12,5 мм. Образец размещают в приспособлении, прижимая к упорной планке. Усилия передают через захваты, доводят образец до разрушения за 0,5... 1 мин и, определив максимальную нагруз­ку Р_тах, Н, рассчитывают предел прочности, МПа,

(13.1)

Испытания образцов фанеры ФСФ проводят после кипяче­ния в воде в течение 1 ч, фанеры ФК — после вымачивания в воде в течение 24 ч. Шероховатость фанеры определяют по ГОСТ 15612-85.

Массивная клееная древесина. Для этого вида композиционных материалов прово­дятся испытания только самого клеевого со­единения. Клеевые соединения испытыва­ют на прочность при скалывании вдоль во­локон, раскалывании клиньями, растяже­нии клеевых торцовых соединений впри­тык, статическом изгибе и растяжении зуб­чатых клеевых соединений (ГОСТ 15613.1 -— 84...ГОСТ 15613.5 — 79). Кроме того, клее­вые соединения испытывают на теплостой­кость, морозостойкость (ГОСТ 18446 — 73) и атмосферостойкость (ГОСТ 19100 — 73), определяя прочность при скалывании вдоль волокон после соответствующих воздей­ствий.

Рис. 13.1. Схема испы­тания фанеры на ска­лывание:

1 — образец; 2 — упор­ная планка; 3 — захват

Комбинированная клееная древесина. У столярных плит, представляющих этот вид материалов, влажность, а также предел прочности при скалывании по клеевому слою и статическом изгибе определяют теми же методами, что и у слоистой клееной дре­весины. Шероховатость определяют по ГОСТ 15612-85.

Древесно-стружечные плиты. На методы испытаний ДСтП разработано много нор­мативных документов. Общие правила подготовки и проведения физико-механических испытаний, а также сами методы опреде­ления физических свойств (влажности, плотности, разбухания по толщине, водопоглощения), предела прочности и модуля упруго­сти при изгибе, предела прочности при растяжении перпенди­кулярно пласти плиты, удельного сопротивления выдергиванию гвоздей и шурупов регламентированы ГОСТ 10633 —78...ГОСТ 10637 — 78. Удельное сопротивление нормальному отрыву наруж­ного слоя определяют по ГОСТ 23234—78; ударную вязкость -по ГОСТ 11842-76; твердость - по ГОСТ 11843-76, а поко-робленность --по ГОСТ 24053 — 80. Кроме того, имеется ряд методов испытаний, на которые разработаны отраслевые стан­дарты, технические условия и руководящие технические мате­риалы (РТМ).

Влажность определяют сушильно-весовым методом по об­разцам площадью в плане не менее 25 см².

Плотность определяют при нормализованной влажности как отношение массы образца размерами 100x100*/* (И — толщина плиты), мм, к объему, найденному после измерений его длины, ширины, толщины.

В о д о п о гл о ще н и е и разбухание, %, определяют на таких же образцах после 24 ч вымачивания при температуре 20 °С как приращение массы или размера по толщине, отнесен­ное к массе или толщине образ­ца до увлажнения.

Рис. 13.2. Схема испытания древес-

но-стружечных плит на растяжение

перпендикулярно пласти:

/ — образец; 2 — колодки; 3 — за­хваты

Прочность при растя­жении перпендикулярно плас­та плиты определяют на квадрат­ных в плане образцах со стороной 50 мм. К образцу под захваты (рис. 13.2) приклеивают про­фильные колодки (с пазом) из твердой древесины, металла или прямые колодки из ДСтП. До­водят образец до разрушения и, установив Р_тах, по формуле (4.5) вычисляют предел прочности,

МПа.

Прочность при изгибе определяют на образцах шири­ной Ь = 75 мм и длиной, равной 25-кратной номинальной толщи­не Н плиты плюс 50 мм. Образец нагружают посередине пролета /= 25Н. Продолжительность нагружения 1,5 мин. Установив Р_тах, по формуле (4.8) вычисляют предел прочности, МПа.

Твердость определяют таким же способом, как статичес­кую твердость древесины, однако в данном случае диаметр ин-дентора (металлического шарика) равен 10 мм. При испытаниях устанавливают усилие, необходимое для вдавливания шарика на глубину 2 или 1 мм. Показателем твердости, как и для древесины, служит отношение нагрузки к площади проекции отпечатка. Ше­роховатость измеряют согласно ГОСТ 15612 — 85, используя чаще всего профилографы.

Древесно-волокнистые плиты. Все немногочисленные методы испытаний древесно-волокнистых плит регламентированы специ­ализированным ГОСТ 19592—80. Только определение теплопро­водности мягких плит проводят согласно общему для строитель­ных материалов ГОСТ 7075 — 87.

Влажность определяют сушильно-весовым способом на образ­цах размерами в плане ЮОх 100 мм. Плотность при нормализован­ной влажности определяют как у ДСтП. Водопоглощение опре­деляют на таких же образцах после вымачивания в воде в течение 2 ч или 24 ч (в зависимости от марки плиты). Разбухание по толщи­не определяют одновременно с испытанием на водопоглощение. Прочность древесно-волокнистых плит при изгибе определяют так же, как у ДСтП.

Арболит. Две основные физико-механические характеристики арболита — плотность и предел прочности на сжатие — устанав­ливают путем испытания образцов в виде куба размерами 150* 150х 150 мм. Влажность определяют сушильно-весовым мето­дом по навеске начальной массой около 100 г. Для установления коэффициента теплопроводности (как и у ДВП) проводят испы­тания согласно ГОСТ 7076 — 87.

Модифицированная древесина. Стандартизованы методы испы­таний только прессованной древесины. Они принципиально не отличаются от методов испытания натуральной древесины. Основ­ное различие в размерах образцов; за базисное принято сечение 15x15 мм.

Для прессованной древесины разработаны ГОСТ 21523.3 — 76... ГОСТ 21523.11 — 76, охватывающие методы определения темпера­туропроводности, теплопроводности и теплоемкости, влажности, водо- и влагопоглощения, истирания, плотности, модулей упруго­сти при изгибе, сжатии, растяжении. Определение ударной вязко­сти проводят по ГОСТ 20571 — 75, а давление набухания и линей­ное разбухание находят по ГОСТ 21312 —75 и ГОСТ 21313 — 75.