Древесина и древесные материалы

Несмотря на определенные различия в анатомическом стро­ении и качестве древесины разных пород и условий произра­стания, общность элементарного химического состава и строе­ния клеточных тканей придает древесине любых пород в общем схожие свойства. Вышесказанное, а также достоверно установ­ленные корреляционные связи между физико-механическими свойствами древесины (чем выше плотность древесины, тем, как правило, выше и показатели ее механических свойств) позво­ляют дать древесине как конструкционному материалу обоб­щенную характеристику. Древесина, обладая невысокой плот­ностью (у большинства пород она составляет примерно 450—• 700 кг/м³), имеет высокую прочность вдоль волокон. Удельная прочность (предел прочности, отнесенный к плотности) вдоль волокон древесины не уступает удельной прочности легирован­ных сталей и дюралюминия (табл. 1).

Твердость древесины относительно невысока. Древесина легко обрабатывается режущим инструментом из нелегирован­ных углеродистых сталей и позволяет завинчивать в нее винты (шурупы) без предварительного нарезания резьбы, забивать гвозди и скобы. При этом упругие свойства древесины обеспе­чивают достаточную прочность удерживания крепежных дета­лей.

Древесина обладает упругопластическими свойствами. Внеш­ние нагрузки вызывают в ней деформации, в которых разли­чимы упругая, высокопластическая, или запаздывающая, и оста­точная, или пластическая, части. На величину общей деформа­ции и соотношение ее частей существенное влияние оказывают

 

 

Удельная прочность и жесткость некоторых

КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

 

Материал	Плот­ность, 103/кг/м3	Предел прочно­сти при растяже­нии,	Модуль упруго­сти, ГПа	Удельная проч­ность, кПа,	Удельная жест­кость, МПа,
		МП а		ма/кг	М3/КГ
Сосна при влажности
12%:
вдоль волокон	0,5	104,0	12,8	208,0	25,6
поперек волокон	0,5	3,5	0,51	7,0	1,02
Ясень при влажности
12%:
вдоль волокон	0,68	145,0	16,10	213,0	23,50
поперек волокон	0,68	4,2	0,82	6,2	1,20
Береза при влажности
12%:
вдоль волокон	0,63	168,0	18,70	267,0	29,70
поперек волокон	0,63	6,5	0,50	10,3	0,79
Сталь 3	7,85	400,0	210,00	51,0	26,80
Сталь 35ХГСА	7,85	1650,0	210,00	210,0	26,80
Дюралюминий Д-16	2,80	490,0	70,00	175,0	25,00

температура и влажность древесины. Нагрев и увеличение влажности (в пределах точки насыщения волокна) способст­вуют росту общей и пластической деформаций, а охлаждение и сушка древесины, находящейся в деформированном состоянии, приводят к перерождению упругих и высокопластичных дефор­маций в пластические и закрепляют приданную древесине форму. Это свойство используют для обработки древесины гнутьем и прессованием.

В состав древесины входят вещества различного химического состава: целлюлоза, лигнин, гемицеллюлоза, экстрактивные ве­щества, включая дубильные. Этим сложным строением, а также наличием в основном компоненте древесины — целлюлозы — от­носительно большого количества химически активных гидрок-сильных групп ОН можно объяснить хорошую адгезию к дре­весине самых различных по происхождению и химическому со­ставу клеев и пленкообразователей, а также способность древе­сины хорошо окрашиваться красителями разных групп (гуми-новыми, кислотными, прямыми, основными и др.) и протравами. Эти обобщающие свойства значительно облегчают выбор ма­териалов и процессов склеивания и отделки изделий из древе­сины.

В благоприятных условиях эксплуатации (например, в су­хих, отапливаемых помещениях) древесина обладает большой долговечностью и может использоваться в течение многих де­сятков и сотен лет без значительного снижения ее механических

 

 

КОЭФФИЦИЕНТЫ УСУШКИ ДЛЯ НАИБОЛЕЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ

ПОРОД ДРЕВЕСИНЫ

 

Порода древесины	Коэффициент усушки, %. на 1 % изменения влажности в зависимости от раздеза	Порода древесины	Коэффициент усушки, %. На 1% изменения влажности в зависимости от разреза
радиального	тангетального
Ель Сосна Литвенница	0,17 0,18 0,20	0,31 0,31 0,39	Береза Бук Дуб	0,28 0,18 0,19	0,340 0,35 0,29

 

 

способность при определенных условиях поглощать влагу из воздуха до предела гигроскопичности, составляющего при 15— 20 °С около 30 %, и обратный этому процесс сушки, или по­тери древесиной влаги в сухом воздухе.

Изменения влажности древесины, происходящие в пределах до точки насыщения волокна, сопровождаются усушкой или набуханием древесины поперек волокон. Значения последних неодинаковы в различных направлениях по отношению к годич­ным слоям древесины. Для примера в табл. 2 приведены значе­ния усушки поперек волокон для некоторых пород древесины. Значения коэффициентов набухания практически можно при­нимать равными коэффициентам усушки.

Коэффициент усушки в тангентальном направлении при­мерно в 1,5—2 раза больше, чем в радиальном. Коэффициент усушки вдоль волокон очень мал, т. е. менее 0,01 %. Принято считать, что вдоль волокон древесина при изменениях влажно­сти парктически не изменяет свои размеры.

Значительные величины усушки и набухания древесины -ж>-перек волокон обусловливают размероизменяемость деталей из натуральной древесины в по'перечном направлении, а сущест­венная разница в коэффициентах усушки и разбухания в тан­генциальном и радиальном направлениях может приводить к ко­роблению деталей при изменении их влажности. Поэтому годной для производства изделий может считаться только древе­сина, высушенная до влажности, которая будет соответствовать равновесной влажности воздуха, в котором будет находиться изделие. Такую влажность принято называть эксплуатационной. Она зависит от климата географического района и конкретных условий эксплуатации изделий (внутри отапливаемых помеще­ний, на открытом воздухе и т. п.). Эксплуатационная влаж­ность древесины обычно оговаривается в стандартах на из­делия.

 

При сушке заготовок необходимо учитывать изменения их размеров от усушки. Высушивание древесины перед ее обра­боткой до эксплуатационной влажности не исключает колеба­ний влажности при эксплуатации изделий в результате периоди­ческого изменения влажности окружающего воздуха. Напри­мер, в связи с наступлением отопительного сезона или его окончанием величина таких сезонных колебаний влажности дре­весины в изделиях невелика и обычно не превышает ±2 % в отапливаемых и ±4 % в неотапливаемых помещениях, но она оказывается достаточной для того, чтобы изменять попереч­ные размеры и коробление деталей в изделии.

В зависимости от расположения годичных слоев в детали это коробление может быть поперечным или поперечно-про­дольным (крыловатость). Наибольшее коробление встречается у широких деталей из досок тангентального распила, у которых плоскость детали расположена по касательной к годичным кольцам, наименьшее — у деталей радиального распила. Теоре­тически у деталей из досок радиального распила коробление должно отсутствовать. Практически при обычных методах рас­кроя бревен радиальными оказываются только центральные доски постава. Все остальные доски имеют тангентальное или смежное с ним расположение пластей, а изготовленные из них детали, как и сами доски, подвержены короблению. Поэтому в производстве изделий даже при наличии достаточно широких досок широкие детали и массивные щиты для уменьшения их коробления желательно склеивать из заготовок шириной, не превышающей 60—70 мм.

Не меньшее значение имеет анизотропия механических свойств натуральной древесины.

Волокнистое строение обусловливает очень большое разли­чие в механических свойствах древесины вдоль и поперек во­локон. Предел прочности на растяжение и модуль упругости поперек волокон примерно в 20 раз меньше предела прочности и. модуля упругости на растяжение вдоль волокон. Значитель­ная разница и у других показателей механических свойств. Предел прочности на сжатие поперек волокон у древесины хвойных пород примерно в 10 раз меньше предела прочности на сжатие вдоль волокон. У древесины лиственных пород эти по­казатели отличаются в 6 раз. Предел прочности при статиче­ском изгибе брусков с направлением волокон, совпадающим с осью изгибаемого бруска, также примерно в 20 раз превы­шает предел прочности в случае поперечного расположения во­локон. Сопротивление перерезанию древесины в направлении перпендикулярном волокнам примерно в 4 раза больше сопро­тивления сдвигу в плоскости волокон.

Капиллярно-волокнистое строение древесины оказывает су­щественное влияние и на ее технологические свойства. Древе-

 

сина неодинаково проницаема для жидкостей вдоль и поперек волокон. Вдоль волокон проницаемость древесины значительно выше, так как жидкость может продвигаться по капиллярам клеток. Поперек волокон капиллярная проницаемость почти от­сутствует. В поперечном направлении древесина оказывается малопроницаема для жидкостей и практически совершенно не­проницаемая для больших молекул большинства клеев и плен-кообразователей.

Иными свойствами обладают торцовые и близкие к ним по углу перерезания волокон поверхности древесины. Растворы даже высокомолекулярных пленкообразователей и клеев легко поглощаются капиллярами, и поэтому торцовые поверхности плохо отделываются и еще хуже склеиваются, требуют завы­шенных расходов материалов и труда.

В производстве изделий натуральную древесину потребляют в виде пиломатериалов (досок, брусьев, брусков или выпилен­ных из них заготовок), а также в виде лущеного и строганого шпона. Досками называют пиломатериалы, ширина которых бо­лее их двойной толщины, брусками — пиломатериалы, ширина которых не более двойной толщины. Брусьями называют пило­материалы большого сечения, толщина и ширина которых бо­лее 100 мм.

Государственные стандарты различают пиломатериалы хвойных пород (сосна, ель, пихта, лиственница и кедр) и пи­ломатериалы лиственных твердых пород (дуб, ясень, бук, клен, граб, вяз, ильм, берест, береза) и мягких (ольха, осина, липа, тополь) и др.

В стандартах нормируются размерные ряды пиломатериалов (по длине, ширине и толщине) и допускаемые отклонения раз­меров. ГОСТы допускают широкое разнообразие длин пилома­териалов, особенно лиственных пород, с целью наиболее пол­ного использования стволовой части лесоматериалов.

Ширина пиломатериалов древесины лиственных пород уста­новлена от 60 до ПО мм, хвойных — от 80 до ПО мм с града­цией через 10 мм, затем 130, 150, 180, 200 у лиственных и 130, 150, 180, 200, 250 мм у хвойных. По подобному типу ступенча­тых арифметических прогрессий построены ряды толщин.

Допускаемые отклонения от стандартных размеров у всех материалов по длине составляют +50 и —25 мм. По толщине при размерах до 32 мм включительно ±1 мм, при больших тол­щинах ±2 мм. По ширине при размерах до 100 мм ±2 мм, бо­лее 100 мм ±3 мм.

Размеры и допуски на них установлены для пиломатериалов влажностью 15 %. Если пиломатериал имеет более высокую влажность, его размер по толщине и ширине должен иметь припуск на усушку до 15 % по ГОСТ 6782—80. Пиломатери­алы влажностью менее 15 % могут отклоняться от установлен-

 

 

ных размеров в меньшую сторону на величину усушки от влаж­ности 15 % до фактической.

В зависимости от качества древесины пиломатериалы хвой­ных пород разделяют на отборный, 1, 2, 3 и 4-й сорта, листвен­ных пород —на 1, 2 и 3-й сорта. Пиломатериалы относят к тому или иному сорту по нормам допускаемых пороков (ко­личеству, размерам и расположению сучков, трещин, пороков строения, грибных повреждений и др.) и дефектам обработки (наличию и размерам обзола, покоробленности и др.). Пилома­териалы высших сортов (отборного, 1-го) предназначены в ос­новном для использования в целом виде и для раскроя преиму­щественно на крупные заготовки ответственных деталей (специального судостроения, вагоностроения, сельскохозяйствен­ных машин, платформ грузовых автомобилей, дверей и окон для строительства и др.). Пиломатериалы низших сортов ис­пользуют для менее ответственных деталей, чаще всего для раскроя на заготовки мелких деталей, например брусковой ме­бели, тары и т. д., так как мелкие заготовки могут быть выре­заны из бездефектных участков, имеющихся даже у низкосорт­ных пиломатериалов. Чем при этом больше размеры заготовок, тем выше требования к качеству их древесины, а чем ниже сорт пиломатериала, тем меньше заготовок удается из него полу­чить. Поэтому предприятия потребители заинтересованы в по­лучении пиломатериалов высоких сортов, несмотря на их более высокую стоимость, так как последняя оправдывается большим выходом заготовок и сокращением трудозатрат на их получе­ние. Однако общегосударственные интересы требуют рациональ­ного использования пиломатериалов в соответствии с их сорт­ностью и нуждами данного производства. Рационально исполь­зовать пиломатериалы можно при раскрое их на лесопильном предприятии и поставке готовых заготовок предприятиям, изго­тавливающим изделия. Заготовки выпускают пилеными, т. е. выпиленными из досок или брусьев без дополнительной обра­ботки, и калиброванными, т. е. фрезерованными по толщине. С целью лучшего использования древесины на лесопильных предприятиях заготовки должны выпускаться не только цель­ные, но и клеенные по длине, ширине или толщине. Размеры и технические требования к заготовкам для изготовления строи­тельных деталей, железнодорожных вагонов, мебели, сельско­хозяйственных машин, грузовых автомашин, малотоннажных судов регламентированы ГОСТом. В отличие от стандартов на пиломатериалы стандарты на заготовки предусматривают более мелкую их градацию по длине: через 50 мм при длине от 0,5 до 1 м и в 100 мм при длине свыше 1 м. Градации заготовок по толщине в основном совпадают с градацией по толщине пило­материалов, с той разницей, что для заготовок из хвойных по­род предусматриваются еще толщины 7 и 10 мм, а заготовок

 

 

из лиственных Пород — толщина 10 мм. Максимальная ширина заготовок из хвойных пород составляет 200 мм, а у листвен­ных— 150 мм.

Пиленые заготовки выпускают влажностью до 22%. Влаж­ность клееных и калиброванных заготовок, а также заготовок для паркетных полов должна соответствовать влажности дета­лей, для которых они предназначены.

По качеству древесины заготовки хвойных пород разделяют на четыре группы, заго­товки из древесины лиственных пород — на три сорта.

По техническим требованиям допускают пороки древесины и дефекты обработки, приводимые в стандартах для заготовок разных групп и сортов с учетом прямого использования загото­вок для изготовления деталей определенного назначения. Стан­дарты не исключают изготовления и поставки заготовок по спе­циальным заказам. Для конструкционных пиломатериалов, качество которых определяется физико-механическими показате­лями, сортность целесообразно устанавливать по значениям этих показателей, а не по породам древесины и наличию при­родных дефектов. Такой принцип сортирования пиломатериа­лов более прогрессивен. Он связывает сортность с требованиями к пиломатериалам по назначению. Для вагоностроения в таком случае предусмотрено только два сорта досок—К19 и К24. Эти сорта различаются по пределам нормативных сопротивлений при изгибе на кромку соответственно 19 МПа и 24 МПа. Такой подход к оценке качества пиломатериалов повышает эффектив­ность использования имеющихся ресурсов древесины.

Шпон. В зависимости от способа получения различают лу­щеный и строганый древесный шпон. Шпон лущеный предназ­начается для изготовления фанеры, гнутоклееных заготовок, слоистых пластиков, облицовки столярных плит и других дре­весных материалов. Способ срезания лущеного шпона по спи­рали относительно оси вращения чурака определяет характер текстуры поверхности. Она близка к тангентальной поверхности досок с еще большими промежутками между границами ранней и поздней древесины годичных колец. За исключением редких случаев, когда лущат свилеватую древесину (например, вол­нистую березу), текстура лущеного шпона не представляет большой ценности как декоративный материал. Поэтому луще­ный шпон редко применяется в качестве облицовочного мате­риала. Чаще всего он выполняет только конструкционные функ­ции.

Лущеный шпон выпускают листами длиной (вдоль волокон) от 800 до 2500 мм и шириной от 150 до 2500 мм. Толщина шпона может быть от 0,35 до 4 мм. Допускаемые отклонения при толщине шпона до 1,15 мм составляют ±0,05, при толщине 1,5 мм ±0,1 мм. Стандарт допускает получение лущеного шпона из древесины многих пород, однако практически основную

 

 

массу шпона в нашей стране получают из древесины березы, реже из древесины сосны и только в южных районах страны иногда шпон получают из древесины бука.

В зависимости от наличия пороков и дефектов обработки лущеный шпон разделяют на сорта: А; АВ; В; ВВ; С; 1; 2; 3. Сорта шпона А, АВ, В, ВВ и С предназначаются для наруж­ных слоев фанеры, сорта 1, 2 и 3-й — только для внутренних слоев.

В отличие от лущеного строганый шпон предназначается в качестве облицовочного материала. В зависимости от направ­ления годичных колец при строгании шпона и полученной тек­стуры различают следующие виды строганого шпона: радиаль­ный Р, если годичные слои имеют вид прямых параллельных линий по всей поверхности листа, а сердцевинные лучи в виде поперечных полос расположёны не менее чем на ³Д площади листа; полурадиальный ПР, если годичные слои в виде прямых параллельных линий расположены не менее чем на ³Д, а серд­цевинные лучи в виде наклонных или поперечных полос распо­ложены не менее, чем на ^!/г площади листа; тангентальный Т, если годичные слои образуют конусы нарастания, а сердцевин­ные лучи имеют вид продольных или наклонных штрихов; тан-гентально-торцовый ТТ, если годичные слои имеют вид замкну­тых кривых линий.

Строганый шпон получают из древесины многих пород: лиственных рассеянно-сосудистых — бука, ореха, чинары, груши, яблони, черешни, березы, тополя и др.; кольцесосудистых — дуба, ильма, каштана, ясеня, вяза, шелковицы, бархатного де­рева, дзельквы, акации, карагача и хвойных — тиса, сосны, лиственницы.

Строганый шпон из сосны и лиственницы получают только радиального и полурадиального видов, так как тангентальный не применяют для облицовки из-за очень большой разницы в плотности ранней и поздней зон годичных слоев.

В зависимости от качества древесины и обработки строга­ный шпон разделяется на 1 и 2-й сорта. Нормы допускаемых пороков и дефектов обработки по сортам и размеры листов шпона установлены стандартом. Влажность строганого шпона (как лущеного) должна быть 8±2 %, толщина шпона из коль­цесосудистых и хвойных пород 0,8 и 1 мм, из рассеянно-сосу­дистых 0,4; 0,6 и 0,8 мм, а предельные отклонения по толщине ±0,05 мм.

Толщина строганого шпона имеет большое технико-экономи­ческое значение. От толщины шпона зависит его выход из сырья. Чем тоньше шпон, тем больше его может быть получено из одного кряжа при строгании. Поскольку ресурсы древесины, из которой получают наиболее ценный и декоративный строга­ный шпон, ограниченны, желательно производство и примене ние наиболее тонкого шпона.

 

 

Но с уменьшением толщины шпона работа с ним осложняется; шпон больше ломается при обработке, чаще наблюдается просачивание клея со стороны, обращенной к облицовываемой детали, на наружную сторону. С учетом этого ГОСТ предусматривает изготовление из древе­сины кольцесосудистых пород, обладающих крупными порами, через которые может происходить просачивание клея, более толстого шпона (1—0,8 мм), а из рассеянно-сосудистых пород наиболее тонкого шпона, толщиной до 0,4 мм. У шпона принято различать лицевую, или условно правую, и обратную ей левую стороны. Лицевой, или правой, называют наружную сторону шпона, срезаемого с кряжа или чурака. Левой — противополож­ную сторону. Условия срезания шпона создают разницу в струк­туре поверхности правой и левой сторон шпона. Поверхностный слой шпона с лицевой стороны всегда более уплотнен за счет действия обжимной линейки. Доминирующими неровностями на поверхности являются углубления — следы вырывов ножом пучков волокон. Количество и величина этих вырывов зависят от остроты ножа и качества древесины. У лущеного шпона больше вырывов образуется в местах косослоя. На обратной (левой) стороне шпона поверхностный слой обычно несколько разрыхлен за счет растяжения при отгибе, в нем возможны микротрещины, а неровности имеют вид местных бугорков, вы­тянутых вдоль волокон. Вероятность появления и размеры тре­щин на левой стороне шпона зависят от толщины шпона и ре­жимов его получения. С увеличением толщины вероятность появления и глубина микротрещин возрастают.

Древесные материалы. Под древесными материалами при­нято понимать фанеру и фанерные плиты, столярные, древесно-стужечные (ДСтП), древесноволокнистые плиты (ДВП) и дру­гие материалы, изготовленные путем предварительного деления древесины (на шпон, рейки, мелкие древесные частицы) и по­следующего их склеивания.

Характерной особенностью всех этих конструкционных мате­риалов является значительно меньшая анизотропия их свойств по сравнению со свойствами натуральной древесины. У древес­ных плит и фанеры не наблюдается усушки и набухания в двух направлениях (по длине и ширине), для них характерны ма­лая разница или одинаковые механические свойства в этих на­правлениях. Достигается это за счет перекрестного направления волокон и частиц древесины в смежных слоях.

При изменении влажности такого материала набуханию или усушке каждого слоя в поперечном к волокнам направлении препятствуют смежные слои, связанные с ним слоем клея.

У древесноволокнистых и древесностружечных плит плос­кого прессования по длине и ширине плит не наблюдается на­бухания и усушки за счет случайного расположения волокон

 

 

мелких древесных частиц в плоскости прессования с одинако­вой статистической вероятностью их ориентации по длине и ширине плиты. Механические свойства древесных материалов нормируются стандартами и зависят от их конструкции, плот­ности, применяемых клеев, способов и режимов изготовления.

Фанера общего назначения может быть изготовлена из древесины разных пород (березы, ольхи, липы, осины, бука, сосны, ели, лиственницы и других пород), даже в одном листе, например, средний слой из древесины одной породы, а наруж­ные слои из древесины другой породы. Фанеру считают изго­товленной из той породы, из которой изготовлены ее наружные слои. В зависимости от вида клея фанеру общего назначения подразделяют на марки: ФСФ — повышенной водостойкости, склеенная фенолформальдегидными клеями; ФК — склеенная карбамидоформальдегидными клеями; ФБА — склеенная альбу-миноказеиновыми клеями. В зависимости от качества древесины и обработки лицевого слоя фанера общего назначения делится на пять сортов: А/АВ, АВ/В, В/ВВ, ВВ/С, С/С. Внутренние слои фанеры изготавливают из шпона 1, 2 и 3-го сортов. Меха­нические свойства фанеры общего назначения не нормируются, за исключением водостойкости, характеризуемой пределом проч­ности при скалывании по клеевому слою после разных сроков кипячения или вымачивания.

Фанера, облицованная строганым шпоном, по виду применя­емого клея разделяется на марки: ФОФ — склеенная фенол­формальдегидными клеями и ФОК — склеенная карбамидными клеями. По количеству облицованных сторон облицованная фа­нера подразделяется на двустороннюю и одностороннюю. В фа­нере ФОК наружный лицевой слой изготовляется из строга­ного шпона, другой из лущеного шпона не ниже сорта ВВ.

В зависимости от количества пороков на облицованных строганым шпоном слоях фанера разделяется на два сорта (1-й и 2-й).

Фанера декоративная представляет собой фанеру с декора­тивными покрытиями на основе карбамидомеламиноформаль-дегидных (фанера ДФ-1 и ДФ-2) и меламиноформальдегидных смол (фанера ДФ-3 и ДФ-4). Покрытия могут быть прозрач­ными и непрозрачными, с имитацией текстуры ценных пород древесины, глянцевые и полуматовые. В зависимости от каче­ства поверхности декоративную фанеру выпускают двух сор­тов: 1-го и 2-го.

Фанеру бакелизированную изготавливают из березового лу­щеного шпона на основе фенол- или крезолформальдегидных клеев. Она предназначается для нужд машиностроения и стро­ительства. В зависимости от атмосферостойкости фанера под­разделяется на марки: ФБС и ФБС1—для конструкций, рабо­тающих в атмосферных условиях; ФБВ и ФБВ1 — для конструк-

 

ций, работающих в помещениях; ФБС-А и БФС1-А — для кон­струкций, применяемых в автомобилестроении. Фанеру ФБС можно применять и в изделиях, эксплуатируемых в условиях тропического климата.

Фанеру авиационную изготавливают из тонкого высококаче­ственного березового шпона с применением фенолформальде-тидных смол, листами размером по длине от 1000 до 1525 мм и по ширине от 800 до 1525 мм с градацией в 25 мм. В зави­симости от применяемых клеев фанера подразделяется на марки БП-А, БП-В — склеенная соответственно бакелитовой пленкой и А и В, и марки БС-1 и БПС-1В — склеенная смолой СФЖ-3011 и бакелитовой пленкой. В зависимости от показателя предела прочности вдоль волокон и качества шпона авиацион­ная фанера подразделяется на два сорта: 1-й и 2-й.

Плиты фанерные представляют собой слоистый материал, склеенный из семи и более листов лущеного шпона синтетиче­скими клеями. Отличаются они от клееной фанеры большей толщиной и порядком набора слоев шпона. Плиты фанерные изготовляют следующих марок.

ПФ-А — облицованные строганым шпоном и необлицован­ные, смежные слои шпона у которых имеют взаимно перпен­дикулярное направление волокон древесины;

ПФ-Б— плиты, у которых пять слоев шпона с параллель­ным направлением волокон чередуются с одним слоем шпона, имеющим перпендикулярное направление волокон. В крайних и центральном наборах допускается меньше пяти слоев;

ПФ-Х— плиты, у которых все слои имеют параллельное на­правление волокон; выпускают их толщиной 13, 29 и 33 мм; они предназначены для изготовления хоккейных клюшек;

ПФ-Л — плиты, у которых все слои имеют параллельное на­правление волокон; они имеют большую длину, чем плиты ПФ-Х, и толщину 14, 16, 18, 28 и 22 мм; предназначены они для изготовления лыж.

В зависимости от качества древесины и дефектов обработки наружных слоев шпона фанерные плиты разделяют на сорта.

Плиты столярные представляют собой реечные плиты, оклеенные с обеих сторон двумя слоями лущеного шпона (на­ружный слой и подслой) общей толщиной не менее 3 мм (с каж­дой стороны плиты) и так, чтобы направление волокон во всех четырех слоях шпона было одинаково и перпендикулярно на­правлению волокон в рейках. В зависимости от конструкции щита столярные плиты подразделяют на три типа: НР — щит из не склеенных между собой реек; СР — щит из склеенных между собой реек; БР — щит из реек, выпиленных из склеенных в блок досок. Плиты типа НР обладают большей, по сравне­нию с другими, формоустойчивостью, но меньшей жесткостью.

Столярные плиты выпускают необлицованные и облицован-

 

 

 

ные с одной или обеих сторон строганым шпоном. В зависимо­сти от качества шпона в наружных слоях плиты подразделя­ются на сорта: необлицованные — А/В, АВ/ВВ, В/ВВ; облицо­ванные с одной стороны — 1/В, И/В; облицованные с двух сто­рон—1/1, 11/11. По способу изготовления плиты разделяют на плиты обычной и повышенной точности, отличающиеся нормами допускаемой покоробленности и волнистости поверхности. У плит повышенной точности ширина реек не превышает 20 мм, у плит обычной точности она должна составлять не более 1,5 толщины рейки.

Древесностружечные плиты по масштабам произ­водства и применения находят самое большое применение среди других древесных материалов. В основном такие плиты изготавливают методом горячего плоского прессования. Пока­затели их прочности во многом зависят от плотности и техно­логии изготовления.

Модуль упругости и предел прочности при статическом из­гибе у древесностружечных плит одинаковы по длине и ширине плиты, но значительно меньше, чем у натуральной древесины вдоль волокон. Для улучшения работы плит на изгиб их обычно упрочняют путем облицовывания (чаще всего древесным шпо­ном). Стружечные плиты обладают невысокой прочностью на растяжение перпендикулярно пласти плиты (0,3—0,6 МПа), что необходимо учитывать при проектировании их соеди­нений.

В зависимости от назначения различают три марки (вида) стружечных плит: П-1, П-2 и П-3, отличающиеся качеством поверхности и плотностью.

Плиты марки П-1, предназначающиеся для изготовления де­талей мебели, радио- и телевизионных приемников и панелей, отделываемых лакокрасочными материалами и тонкими плен­ками, в том числе и ламинированием, должны иметь особо гладкую поверхность, шероховатость ее должна быть не более 80 мкм по параметру Я™шах, плотность в пределах 650— 800 кг/м³. По ГОСТу толщина плит может быть от 10 до 25 мм (с градацией в 1 мм) и отклонением ±0,2 мм. Однако, как правило, плиты выпускают толщиной 16 или 19 мм. Плиты П-1 могут быть трехслойными и многослойными, т. е. с постепен­ным переходом от мелких фракций древесных частиц, почти пыли, на поверхности плиты до крупных в середине.

Плиты П-2 (плотностью 550—750 кг/м³) выпускают двух групп, А и Б. Плиты группы А в основном трехслойные, группы Б — однослойные. Плиты выпускают нешлифованные и шлифо­ванные. Шлифованные плиты должны иметь те же толщины, что и плиты П-1, с отклонением ±0,6 мм. Допуск на толщину у нешлифованных плит составляет 1, а при толщинах свыше 20 мм— 1,2 мм.

 

 

 

В отличие от плит П-1 плиты П-2 предназначены для дета­лей мебели, корпусов приборов, непищевой тары, стеллажей и других изделий, к поверхности которых не предъявляется высоких требований. Эти плиты могут оставаться необлицован­ными или быть облицованными жесткими материалами, нату­ральным шпоном или декоративным бумажно-слоистым пласти­ком (ДБСП). Поэтому у плит этой марки допускается значи­тельно большая шероховатость, чем у плит П-1. Шероховатость не должна превышать у шлифованных плит группы А по пара­метру Кттах 200 мкм и нешлифованных 320 мкм, у плит группы Б шлифованных 320 мкм, у нешлифованных 500 мкм.

По прочностным показателям плиты П-2 группы А не дол­жны отличаться от показателей плит П-1- У плит группы Б эти показатели могут быть несколько ниже.

Плиты П-3 предназначены в основном для деталей строи­тельных и транспортных конструкций (полов, кровель, стено­вых панелей, перегородок вагонов, кузовов автофургонов и т. п.). Они должны обладать повышенной прочностью, поэтому плот­ность этих плит установлена в пределах 750—850 кг/м³. Плиты, рассчитанные на облицовку шпоном, линолеумом или ДБСП, должны выпускать только трехслойными, шлифованными или нешлифованными. Шероховатость шлифованных плит должна быть в пределах 200 мкм, нешлифованных — 320 мкм. В зави­симости от наличия дефектов поверхности стружечные плиты П-2 и П-3 могут быть отнесены к первому или второму сорту (плиты П-1 должны соответствовать только первому сорту).

Древесноволокнистые плиты в зависимости от плотности разделяют на мягкие (М-4, М-12, М-20), полутвер­дые (ПТ-100), твердые (Т-350 и Т-400) и сверхтвердые (СТ-500). Числа в обозначениях марок плит указывают мини­мально допустимую по ГОСТу величину прочности плит этой марки при изгибе в кг/см².

Мягкие плиты имеют малую плотность (не выше 350 кг/м³), низкую прочность и применяются как теплоизоляционный ма­териал. Полутвердые плиты (плотностью от 400 до 800 кг/м³) находят применение в строительстве, например для подвесных потолков. Твердые и сверхтвердые плиты находят широкое при-м-енение как конструкционный материал в строительстве (об­шивки потолков, щитовых дверей перегородок, настила полов под линолеум и т. д.), в производстве мебели (донышек ящи­ков, задних стенок корпусной мебели и др.), автокузовов и др. Такие плиты изготавливают толщиной 2,5; 3,2; 4,0; 5,0 и 6,0 мм с отклонением +0,3 мм, но наиболее распространена толщина плит 3,2 мм. Такие плиты заменяют фанеру толщиной 3 и 5 мм. Подобно древесностружечным древесноволокнистые плиты выпускают разных форматов, т. е. до 5,5 м длиной и более 2 м шириной. В зависимости от способа производства древесново-

 

 

локнистые плиты могут иметь одну гладкую лицевую и рифле­ную нелицевую поверхности (плиты мокрого способа формова­ния) или обе гладкие поверхности (плиты сухого способа формования). В деревянном домостроении в настоящее время используются плитные материалы: арболит, фибролит и цемен-тно-стружечные плиты. Исходным материалом для их изготов­ления являются отходы лесопильных и деревообрабатывающих производств. Эти плитные материалы характеризуются плот­ностью и разделяются по назначению на теплоизоляционные и конструкционные- Конструкционные плиты обычно имеют более высокую прочность и плотность.

Арболит — легкий деревобетон. Отходы древесины раз­личных пород основного производства дробят и смешивают со связующим. В качестве связующих используют портландцемент марок 400, 500, а для ускорения твердения добавляют жидкое стекло, хлористый кальций. Плотность арболита от 500 до 700 кг/м³, прочность при сжатии до 4 МПа. Арболит получают способом прессования. Из арболита могут изготавливаться от­дельные строительные детали, блоки или панели для стен дли­ной до 6 м.

Фибролит — получают из древесных стружек длиной до 50 мм, связанных цеметным раствором. Фибролит различают по плотности, кг/м³, трех марок 300, 400 и 500. Фибролит по своим свойствам близок к натуральной древесине: легко обра­батывается дереворежущим инструментом. Для изготовления фибролита требуется стружка хвойных пород, которую полу­чают строганием. Фибролитовые плиты получают отливом массы в формы с последующей выдержкой массы для отверж­дения до 30 ч.

Цементно-стружечные плиты (ЦСП) имеют плотность до 1200 кг/м³ и прочность на изгиб до 40 МПа. ЦСП применяют для наружных стен панельных домов. Для изготовления ЦСП используют хвойные породы без коры и гнили. В качестве свя­зующих используют также портландцемент марок 400 или 500. Цементно-стружечная масса может использоваться как запол­нитель рамок из брусков цельной древесины при индивидуаль­ном строительстве. Эти материалы обеспечивают экономию цельной древесины в строительстве.

 

ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

 

Современные успехи техники и технологии тесно связаны с широким применением синтетических полимерных материалов. К полимерам относят вещества, молекулы которых образованы многократным соединением молекул исходного продукта — мо­номера. В зависимости от формы связей исходных молекул по­лимеры могут иметь линейную или разветвленную структуру

строения макромолекулы. В линейных структурах исходные мо­лекулы соединены в длинную цепочку. В разветвленных — име­ются ответвления от основной цепи. Ответвления могут быть в одной плоскости (сетчатая структура) или в пространстве (трехмерная). Если ответвления состоят из тех же звеньев, что и основная цепь, то такие пол<

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: