Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Строительные материалы на основе переработанной древесины. Учебное пособие
.pdf
Классификация древесно-стружечных плит
11
Древесностружечные классифицируются по способу прессования,
конструкции плиты, виду измельченной древесины, типу применяемого
связующего, физико-механическим свойствам и другим признакам.
Древесно-стружечные плиты по способу прессования подразделяют на:
- плиты плоского прессования;
- плиты плоского непрерывного прессования;
- плиты экструзионнного прессования.
Плиты плоского прессования изготовляют с приложением прессующего усилия перпендикулярно плоскости плиты и древесные частицы расположены параллельно плоскости.
Древесностружечные плиты плоского прессования имеют одинаковую прочность во всех направлениях плоскости. Получают такие плиты
в одноэтажных или многоэтажных прессах периодического действия или
в ленточных прессах непрерывного действия.
При экструзионном прессовании древесные частицы расположены
перпендикулярно плоскости плиты. Прочность таких плит вдоль пластины (в направлении прессования) ниже, чем поперек, и значительно меньше в обоих направлениях, чем прочность плит плоского прессования. Однако при облицовывании даже одним слоем шпона или бумагой прочность плит экструзионного прессования значительно возрастает.
Получают такие плиты в экструзионных прессах прессованием параллельно плоскости. Экструзионные плиты получают путем экструзии (выдавливания) в специальных экструзионных прессах непрерывного действия.
По состоянию поверхности:
- плиты с обычной поверхностью;
- плиты с мелкоструктурной поверхностью;
- плиты, облицованные декоративной пленкой;
- плиты окрашенные.
По степени обработки поверхности:
- плиты нешлифованные;
- плиты шлифованные.
По форме:
- плиты плоские;
- плиты с фасонной поверхностью;
- плиты с профилированной кромкой.
По виду используемого сырья:
- плиты из древесного сырья;
- плиты из костры льна и других однолетних растений.
По конструкции плит:
- плиты однослойные;
- плиты многослойные;
12
- плиты волокнисто-стружечные.
В однослойных плитах размеры древесных частиц и содержание связующего одинаковые по всей толщине плиты. Они могут быть сплошными
и с внутренними каналами.
В трехслойных и пятислойных плитах один или оба наружных слоя
изготовляются из более тонких частиц с повышенным содержанием связующего. Внутренний слой в трехслойных плитах изготовляют из более грубых частиц с меньшим содержанием связующего по сравнению с остальными слоями плит, а в пятислойных плитах в среднем слое используют самые
грубые частицы с корой. Эти плиты имеют гладкие наружные поверхности
и характеризуются высокой прочностью. В многослойных плитах размер
частиц постепенно возрастает от поверхности к середине плиты.
Поверхностные слои многослойных плит формируют из тонких частиц с большим содержанием связующего, а внутренний слой ‒ из грубых
частиц с меньшим содержанием связующего. Однако в отличие от трехслойных плит, в которых границы между наружными и внутренними слоями резко выражены, в многослойных плитах таких границ нет.
В зависимости от показателей внешнего вида пласти:
- плиты I или II сорта.
В зависимости от содержания (выделения) формальдегида:
- плиты класса эмиссии формальдегида Е0,5;
- плиты класса эмиссии формальдегида Е1;
- плиты класса эмиссии формальдегида Е2.
В зависимости от назначения и области применения в промышленности и строительстве подразделяют на:
- плиты общего назначения для использования в сухих условиях (температурой воздуха 20°С и относительной влажностью воздуха, превышающей 65%, несколько недель в году);
- плиты для использования внутри помещения (включая производство мебели) в сухих условиях;
- плиты влагостойкие, несущие нагрузку, для использования во
влажных** условиях (с температурой воздуха 20°С и относительной влажностью воздуха, превышающей 85%, в течение нескольких недель в году);
- плиты, несущие нагрузку, для использования в сухих условиях;
- плиты трудносгораемые, используемые в зданиях повышенной пожарной безопасности.
По плотности:
- легкие плиты (ρ<0,50 г/см3),
- средней плотности (ρ = 0,50-0,65 г/см3),
- тяжелые (ρ = 0,66-0,8 г/см3).
По виду измельченной древесины:
- плиты из специально изготовленных стружек;
- плиты из отходов деревообрабатывающих производств, из дробле-
13
ных отходов и из опилок.
По гидрофобности (водоустойчивости):
- плиты повышенной,
- средней
- низкой водоустойчивости.
Плиты повышенной водоустойчивости изготовляют с применением
фенолформальдегидных или мочевино-меламино-формальдегидных смол
или с применением мочевино-формальдегидных смол и добавлением гидрофобных веществ.
Плиты средней водоустойчивости изготовляют с применением мочевино-формальдегидных смол.
Плиты низкой водоустойчивости изготовляют с применением жмыховых и шротов масялничных семян, сульфитных щелоков и т.д.
Применение древесностружечных плит
Древесностружечные плиты признаются одним из наиболее перспективных новых конструкционно-отделочных материалов для мебельной
промышленности и строительства по сравнению с пиломатериалами и другими листовыми материалами. Плиты могут быть изготовлены большего
формата ‒ шириной до 1,75 м, длиной до 3,6 ми толщиной от 6 до 50 мм.
По показателям прочности и жесткости они приближаются к древесине
хвойных пород и, кроме того, имеют одинаковые прочностные свойства во
всех направлениях плоскости плиты. По некоторым другим физикомеханическим показателям (например, усушка, коробление) древесностружечные плиты даже превосходят древесину. Древесностружечные
плиты могут быть изготовлены с заранее заданным объемным весом
(плотностью), прочностью и внешним видом, которые требуются в конструкциях, изделиях и деталях. Плитам можно также придать необходимую биостойкость, гидрофобность (водоустойчивость) и огнестойкость.
Древесностружечные плиты прекрасно склеиваются как по пласти,
так и по кромкам (торцам), могут быть окрашены или отделаны современными лакокрасочными материалами, облицованы шпоном, бумагой или
пластмассами. Плиты сравнительно легко обрабатываются деревообрабатывающими инструментами (пилятся, строгаются, сверлятся, фрезеруются) и обладают удовлетворительными показателями сопротивления выдергиванию гвоздей и шурупов.
Указанные свойства древесностружечных плит обусловили широкое
их использование в различных отраслях промышленности. Их применяют
в конструкциях полов и потолков, стен и перегородок, для изготовления
дверей, встроенной мебели и др. В основном же древесностружечные плиты используют в производстве мебели.
2.2. Свойства древесностружечных плит
Наименование показателя
Норма для плит типа
Р1
Р2
1 Влажность, %
5-13
2 Покоробленность, мм
1,6
1,2
3 Шероховатость поверхности пласти, мкм, не более:
для шлифованных плит с обычной поверхностью
63
50
для шлифованных плит с мелкоструктурной поверхностью
40
32
для нешлифованных плит*
500
320
Наименование показателя
Норма для плит номинальной толщины, мм
до 3
3-6
6-13
13-20
20-25
25-32
32-40
>40
1 Предел прочности при
изгибе, МПа, не менее
1,5
11,5
10,5
10,0
10,0
8,5
7,0
5,5
2. Предел прочности при
растяжении перпендикулярно к пласти плиты, МПа, не
менее
0,31
0,31
0,28
0,24
0,20
0,17
0,14
0,14
14
Основные свойства древесностружечных плит можно разделить на
три группы.
1. Физические свойства: свойства, определяющие внешний вид пли-
ты (цвет, чистота поверхности, качество кромок), равномерность толщины,
коробление, объемный вес, влажность, водопоглощение, влагопоглощение
(гигроскопичность), разбухание, теплопроводность, звукопоглощение.
2. Механические свойства: прочность при изгибе, растяжении,
сжатии, модуль упругости, твердость поверхности, сопротивление выдергиванию гвоздей и шурупов.
3. Биостойкость, т.е. свойство, определяющее сопротивление плит
поражению грибками и микроорганизмами, и огнестойкость, т.е. сопротивление воздействию огня.
Технические требования к плитам
Физико-механические показатели плит должны соответствовать
нормам, указанным в таблицах 2.1-2.3.
Таблица 2.1
Физико-механические свойства древесностружечных плит
Примечание:
Р1 - плиты общего назначения для использования в сухих условиях;
Р2 - плиты для использования внутри помещения (включая произ-
водство мебели) для использования в сухих условиях.
Физико-механические показатели плит типа Р1 должны соответ-
ствовать нормам, указанным в таблице 2.2.
Основные показатели прочности древесностружечных плит типа Р1
Таблица 2.2
Физико-механические показатели плит типа Р2 должны соответ-
Наименование
показателя
Норма для плит номинальной толщины, мм
до 3
3-4
4-6
6-13
13-20
20-25
25-32
32-40
>40
1. Предел прочности при изгибе, МПа, не менее
13
13
12
11
11
10,5
9,5
8,5
2. Модуль упругости при изгибе,
МПа, не менее
1800
800
950
800
600
500
350
200
050
3. Предел прочности при растяжении перпендикуляр но к пласти
плиты, МПа, не
менее)
0,45
0,45
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0,20
4. Удельное сопротивление нормальному отрыву
наружного слоя,
МПа, не менее)
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
0,8
15
ствовать нормам, указанным в таблице 2.3.
Основные показатели прочности древесностружечных плит типа Р2
Таблица 2.3
Физические свойства древесностружечных плит
Цвет и равномерность поверхности древесностружечных плит, предназначенных для изготовления изделий, имеют большое значение, особенно в тех случаях, когда их покрывают прозрачными, лаками и поверхность
их остается видимой.
Чистота поверхности. Чтобы древесностружечные плиты можно
было использовать для изготовления высококачественных изделий, их поверхность должна быть ровной и гладкой. К поверхности плит, которые
подлежат фанерованию, предъявляются меньшие требования, чем к поверхности плит, которые будут покрываться лаком или краской. Однако
поверхность плит, которая, подлежит фанерованию, должна быть настолько гладкой, чтобы ее можно было оклеить одним слоем шпона, причем так,
чтобы изделие было пригодно не только для качественного лакирования,
но и для полирования. Чистота поверхности зависит от вида древесных частиц, из которых состоят наружные слои, от способа производства и оценивается величиной неровностей.
Чистота поверхности древесностружечных плит должна быть не ниже:
- нешлифованных однослойных ‒ 4-го класса;
- нешлифованных трехслойных ‒ 5-го класса;
- шлифованных однослойных ‒ 5-го класса;
- шлифованных трехслойных ‒ 6-го класса;
16
- экструзионных, облицованных бумагой, ‒ 4-го класса;
- экструзионных, облицованных лущеным шпоном, нешлифованных-
6-го класса;
- экструзионных, облицованных лущеным шпоном, шлифованных –
7го класса.
Качество кромок имеет большое значение в различных соединениях
при креплении петель и особенно, когда кромки не обкладываются массивной древесиной. Кромки древесностружечных плит должны быть плотными, однородными по структуре, не должны крошиться.
Качество кромок зависит от прочности древесных частиц среднего
слоя, равномерности настила стружечного ковра и объемного веса плит.
Равномерность толщины. Равномерность толщины является важным показателем качества плит, так как облегчает выполнение многих
операций (например, фанерование и соединение плит), сокращает количество пригоночных операций, делает возможным механизировать и автоматизировать процесс производства. Необходимо, чтобы все плиты каждой
партии имели одинаковую толщину.
Коробление. Коробление древесностружечных плит значительно
меньше, чем цельной древесины. Покоробленные плиты непригодны для
изготовления столярных изделий.
Плотность. Древесностружечные плиты могут быть изготовлены
любой плотности от 0,3 до 1 г/см3.
Наилучшими являются те плиты, которые при малой плотности достаточно прочны. Такими качествами обладают плиты с плотностью от
0,60 до 0,65 г/см3.
Влажность. В отношении влажности к стружечным плитам предъявляются те же требования, что и к древесине, т. е. их влажность должна быть
равной или близкой к равновесной влажности, которую плиты приобретают
в условиях эксплуатации. Влажность плит должна быть равной 8±2%.
Водопоглощение. Водопоглощение древесностружечных плит (способность поглощать воду при соприкосновении с ней) определяется отношением веса поглощенной воды к первоначальному весу плиты. Водопоглощение зависит от вида и объемного веса плиты, количества и вида добавляемого
связующего и от длительности соприкосновения с водой. За 24 часа плиты,
изготовленные на мочевино-формальдегидных смолах (7‒8%), поглощают
воды от 30 до 90%. Древесностружечные плиты более подвержены разрушающему действию впитываемой воды, чем цельная древесина. После вымачивания в течение 24 часов прочность плит уменьшается в 3‒3,5 раза.
Гидрофобные вещества вводят в стружечную массу в расплавленном
виде либо в виде эмульсий путем воздушного распыления специальными
форсунками.
Введение гидрофобных веществ в плиты значительно снижает ско-
Относительная
влажность воз-
духа, %
Равновесная влажность плит, %
(по данным Ф. Кольмана), при содержании
связующего в плите, %
Равновесная
влажность дре-
весины, % (по
данным проф. Н.
Н. Чулицкого)
6 8 12
40
4,8
4,5
4,2
7,5
67
9,2
9,0
8,8
12,5
80
12,3
11,8
10,5
15,5
92
15,6
15,3
14,5
24,0
100
26,0
25,0
23,0
30,0
17
рость их разбухания и водопоглощения. Например, при вымачивании древесностружечных плит с объемным весом 0,5 г/см3 в воде в течение 2 часов разбухание по толщине плит без гидрофобных добавок составляет
22,6%, а водопоглощение ‒ 102,5%, а с 1% парафина разбухание составит ‒
8,9%, а водопоглощение ‒ 21,8%.
Влагопоглощение. Влагопоглощение (гигроскопичность) ‒ это
свойство древесностружечных плит поглощать из воздуха пары воды и
других жидкостей. Величина влагопоглощения так же, как и водопоглощения, определяется отношением количества впитывающейся в плиту влаги к
первоначальному весу плиты. Величина поглощения влаги зависит от температуры воздуха, его относительной влажности, вида плит, вида и количества связующего, вида облицовки поверхности и др.
Плиты, находящиеся продолжительное время в среде с постоянной
температурой и влажностью, достигают определенной так называемой
равновесной влажности (табл. 2.4).
Таблица 2.4
Равновесная влажность древесностружечных плит при температуре 20°С
Как видно из табл. 2.4, равновесная влажность древесностружечных
плит значительно ниже, чем древесины, из которой изготовлены плиты.
Это объясняется тем, что в процессе производства древесные частицы покрываются тонким слоем клея и частично стабилизируются под действием
температуры в период сушки и прессования плит.
Разбухание ‒ это свойство плит увеличивать свои размеры при
нахождении в воде или во влажной среде.
В различных направлениях плиты разбухают по-разному. Плиты
плоского прессования разбухают в основном по толщине; по длине и ширине разбухание плит весьма незначительно. Разбухание экструзионных
плит в основном происходит в направлении прессования (вдоль плиты);
разбухание плит по толщине незначительно.
Величина разбухания древесностружечных плит зависит от тех же
факторов, что и водопоглощение, и достигает (для плоско прессованных
плит) по толщине до 25%, длине и ширине 0,3‒1,0% после 24 ч вымачивания в воде.
Формоустойчивость является весьма важным показателем, от кото-
18
рого зависит возможность применения плит для тех или иных целей. Поэтому величину разбухания плит плоского прессования допускается по
толщине за 24 ч не более: плиты среднего объемного веса без гидрофобных добавок ‒ 22% и тяжелые плиты ‒ 25%;
плиты среднего объемного веса с гидрофобными добавками ‒ 14%
и тяжелые плиты ‒ 18%.
Разбухание по толщине экструзионных плит не нормируется ввиду
незначительной его величины.
Следует, однако, еще раз напомнить, что при длительном воздействии воды или влаги введение гидрофобных добавок не защищает плиты
от впитывания воды, а следовательно, и не предупреждает разбухание.
Лишь термическая обработка плит приводит к тому, что разбухание их
уменьшается в 2‒2,5 раза по сравнению с необработанными плитами
даже при длительном воздействии воды.
Теплопроводность древесностружечных плит определяет их способность проводить тепло и характеризуется коэффициентом теплопроводности. С повышением объемного веса плит коэффициент теплопроводности возрастает, что объясняется уменьшением количества воздушных
пор в плитах. Для плит толщиной 19 мм с объемным весом 0,6‒0,7 г/см3
коэффициент теплопроводности равен 0,10‒0,12 ккал/м∙ч∙град.
Звукопоглощение характеризуется коэффициентом звукопоглощения, представляющим собой отношение поглощаемой звуковой энергии к
падающей звуковой энергии. Звукопоглощение древесностружечных плит
имеет большое значение при отделке стен и потолков в различных, общественных зданиях. Древесностружечные плиты характеризуются высокой
звукопоглощаемостью. Коэффициент звукопоглощения плит зависит от их
объемного веса и частоты звука и колеблется в пределах от 0,20 до 0,70.
Механические свойства древесностружечных плит
Прочность при изгибе и модель упругости являются важнейшими
показателями механических свойств древесностружечных плит, так как
они в первую очередь определяют область и характер рационального применения плит.
Прочность при статическом изгибе характеризуется средней величиной разрушающего напряжения и выражается в кгс/см2. Предел прочности
плит при статическом изгибе и модуль упругости зависят от величины
объемного веса плиты, количества и вида добавляемого связующего, типа
древесных частиц, породы древесины, влажности стружечно-клеевой массы перед началом прессования, способа прессования и др. В зависимости
от всех этих факторов предел прочности древесностружечных плит при
статическом изгибе колеблется от 20 до 500 кгс/см2 (табл. 2.5).
Таблица 2.5
Группа плит
Плиты плоского прессова-
ния
Экструзионные плиты
ПС-1 и ПС-3
ПТ-1 и ПТ-3
ЭСС
ЭТС
ЭЛМ
А
170
215
100
120
60 Б 130
170
80
100
40
19
Показатели предела прочности древесностружечных плит
при статическом изгибе, кгс/см2
После фанерования плит шпоном толщиной 0,6 мм предел прочности их при изгибе повышается в 2,5‒3,5 раза. Таким образом, фанерование не только улучшает внешний вид плит, но и резко увеличивает предел
прочности при изгибе. Прочность экструзионных плит значительно повышается при облицовке. Если предел прочности при изгибе вдоль необлицованной плиты составляет 6 кгс/см2, то после фанерования шпоном толщиной 0,6 мм предел прочности плиты при изгибе повышается до 210 кгс/см2,
а при фанеровании шпоном толщиной 1,5 мм ‒ 320 кгс/см2.
В большинстве случаев в столярных изделиях плиты, подвергаются
лишь небольшим разрушающим нагрузкам.
Жесткость плит, определяемая модулем упругости, очень часто является более важным фактором, чем прочность на изгиб. Это относится,
например, к книжным и другим тяжело нагруженным полкам, для которых
прогиб не должен превышать более 0,3‒0,5% от длины полки. Модуль
упругости в основном зависит от тех же факторов, что и предел прочности
при статическом изгибе, и колеблется от 5200 до 35 000 кгс/см2.
Прочность на растяжение перпендикулярно плоскости плиты
является важным критерием качества плит. Этот показатель колеблется
в пределах от 2 до 11 кгс/см2 при объемном весе плит от 0,4 до 1,0 г/см3,
а для плит среднего объемного веса (γ=0,6‒0,7) он равен 3‒6,5 кгс/см2.
Прочность на растяжение в плоскости плит не имеет большого
значения, так как древесностружечные плиты редко эксплуатируются при
растягивающих нагрузках. Для плит с объемным весом 0,4‒1,0 г/см3 этот
показатель находится в пределах от 20 до 300 кгс/см2.
Прочность древесностружечных плит на сжатие. Прочность древесностружечных плит на сжатие вдоль и перпендикулярно плоскости
плиты характеризует устойчивость плит действию сжимающих нагрузок.
Этот показатель учитывается редко и имеет следующие значения: при сжатии параллельно плоскости плиты 30‒200 кгс/см2, перпендикулярно плоскости 60‒200 кгс/см2.
Прочность на срез. Прочность на срез (скалывание) характеризует
устойчивость плит действию срезающих нагрузок. Предел прочности при
срезе перпендикулярно плоскости плиты (150‒200 кгс/см2) значительно
выше, чем вдоль плоскости плиты (10‒30 кгс/см2).
Прочность при ударном изгибе. Прочность при ударном изгибе ха-
20
рактеризует хрупкость материала. Этот показатель находится в пределах
от 0,01 до 0,036 кгм/см2. У древесностружечных плит он ниже, чем у цельной древесины или столярных плит. Следовательно, древесностружечные
плиты ‒ более хрупкий материал, чем древесина.
Сопротивление плит выдергиванию гвоздей и шурупов. Способность плит удерживать гвозди и шурупы характеризуется удельным сопротивлением выдергиванию.
Под удельным сопротивлением выдергиванию шурупов понимается
отношение усилия в кгс, которое требуется для выдергивания шурупа, к
глубине ввинчивания нарезанной части шурупа в плиту. Сопротивление
выдергиванию шурупов из кромок плит плоского прессования объемным
весом 0,4‒1,0 а/см3 составляет 3‒6,4 кгс/мм, а перпендикулярно плоскости
плиты ‒ 3,5‒16 кгс/мм.
Под удельным сопротивлением выдергиванию гвоздей понимается отношение усилия в кгс, которое требуется для выдергивания гвоздя, к площади защемления гвоздя плитой в см2. Сопротивление выдергиванию гвоздей
из кромок плит, плоского прессования объемным весом 0,4‒1,0 г/см3 составляет соответственно 3‒26 кгс/см2, а перпендикулярно плоскости плиты ‒
8‒44 кгс/см2.
Эти показатели имеют большое значение при использовании древесностружечных плит в строительстве и производстве мебели.
Биостойкость и огнестойкость древесностружечных плит
Древесностружечные плиты являются более биостойким и огнестойким материалом, чем натуральная древесина. Это объясняется тем, что древесные частицы покрываются клеевой пленкой, благодаря чему плиты могут
некоторое время противостоять разрушающему действию грибков, насекомых и огня. Тем не менее древесностружечные плиты без введения в них
в период производства специальных веществ (антисептиков и антипиренов)
не являются ни биостойким, ни огнестойким материалом. В То же время почти все плиты, применяемые в строительстве, и все без исключения плиты,
применяемые в судостроении, должны быть биостойки и огнестойки.
В сравнении с цельной древесиной древесностружечные плиты имеют то преимущество, что антисептики и антипирены могут быть легко введены в стружечную массу. Таким образом, специальные добавки распределяются равномерно по всей толщине плиты.
Биостойкость. Биостойкость древесностружечных плит повышают,
вводя в стружечную массу антисептики. Наиболее дешевыми и эффективными антисептиками являются кремнефтористый и фтористый натрий.
Введение этих антисептиков в количестве 0,5‒1,0% к весу стружки надежно, защищает древесностружечные плиты от поражения грибками и мик-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]