Изучение свойств древесно-стружечных плит

Цель работы:изучить основные свойства древесноволокнистых плит и сравнить полученные результаты с требованиями стандарта.

Оборудование и материалы:Микрометр или трехточечным толщиномером; штангенциркуль; металлическая линейка; установка для кондиционирования образцов;весы электронные; сушильный шкаф; сосуд для воды с термостатом, обеспечивающим постоянную температуру (20 ± 1) °С, с устройством для удержания образцов под водой; эксикатор с гигроскопическим веществом; фильтровальная бумага; бюкса металлическая, стеклянная или фарфоровая; плита (груз) металлическая квадратная размером 120´120 мм и массой (3 ± 0,2) кг; копры маятниковые с запасом энергии маятника от 5,0 до 50 Дж по ГОСТ 14708-82; вода питьевая.

Образцы для испытаний отбирают из плиты по схеме (рис. 6), учитывающей размеры плит, контролируемые показатели качества и количество образцов.

На расстоянии 250 мм от поперечной кромки вырезают полосы шириной в зависимости от размеров образцов. Допускается вырезать полосы на расстоянии от 150 до 500 мм от поперечной кромки, выбирая его кратным размерам мебельной заготовки.

Из полос вырезают образцы. При разделении полос на образцы надо учитывать следующее:

образцы должны испытываться из крайних и средних частей полосы;

образцы для определения одного и того же показателя вырезают из мест, расположенных на расстоянии не менее 50 мм друг от друга;

после контроля покоробленности образец может быть раскроен для других видов испытаний.

Рис. 6 Схема отбора образцов для приемо-сдаточных испытаний плит

1 - образцы для определения плотности и разбухания по толщине; 2 - образцы для определения влажности; 3 - образцы для определения предела прочности при растяжении перпендикулярно пласта плиты; 4 - образцы для определения предела прочности при изгибе; 5 - образец для определения шероховатости; зона, ограниченная размерами 1200 и 650 мм, до раскроя может быть использована в качестве образца для определения покоробленности и для неразрушающего контроля качества на лабораторном стенде; 6 - зона вырезки образцов для определения содержания формальдегида и других видов испытаний

На поверхность образца наносят маркировку, содержащую: номер плиты, номер образца в порядке его расположения на полосе, обозначение вида испытания. Маркировку наносят так, чтобы она была видна при всех дальнейших операциях в процессе испытаний.

Форма и размеры образцов для каждого вида испытаний приведены в стандартах соответствующих методов испытаний.

Пласти и кромки образцов должны быть взаимно перпендикулярны, кромки - попарно параллельны.

Отклонения по длине и ширине образца не должны превышать ± 0,5 мм; отклонение образца размером более 100 мм не должно превышать ± 1 мм.

Отклонение по толщине образца должно быть равно допустимому отклонению по толщине плиты, установленному стандартом на продукцию.

Образцы на наружных поверхностях не должны иметь следов от прокладок и лент, сколов у кромок и выкрашивание углов.

Все образцы, кроме образцов для определения влажности, покоробленности и содержания формальдегида, перед испытанием кондиционируют при температуре (20 ± 2) °С и относительной влажности воздуха (65 ± 5) % не менее 3 сут.

Допускается определение плотности, водопоглощения и разбухания по толщине на одних и тех же образцах.

Задание 1

Определение влажности

Влажность определяют на образцах произвольной формы и размеров, массой не менее 25 г, имеющих площадь не менее 25 см².

Образцы взвешивают непосредственно после отбора с погрешностью не более 0,1 %.

Взвешенные образцы высушивают в сушильном шкафу при температуре (103 ± 2) °С до постоянной массы.

Массу образца считают постоянной, если разность между двумя последовательными взвешиваниями, проведенными через 6 ч высушивания, не превышает 0,1 % массы испытуемого образца.

Допускается измельчать образец. Измельченный образец взвешивают и высушивают в бюксе.

При этом массу образца считают постоянной, если разность между двумя последовательными взвешиваниями, проведенными через 0,5 ч высушивания, не превышает 0,1 % массы испытуемого образца.

Перед каждым последующим взвешиванием образцы охлаждают в эксикаторе до температуры, равной температуре воздуха в помещении.

Влажность образца (W) в процентах вычисляют по формуле

где m₀ – масса образца, высушенного до постоянной массы, г; m₁ – масса образца до высушивания, г.

Результат округляют с точностью до первого десятичного знака.

Задание 2

Определение плотности

Плотность определяют на образцах, имеющих форму прямоугольного параллелепипеда толщиной, равной толщине плиты, и размером (100´100) мм.

Проводят измерение размеров образца.

Длину (ширину) образца измеряют в двух местах параллельно кромкам между двумя точками согласно рис 7.

За длину (ширину) образца принимают среднее арифметическое значение результатов двух параллельных измерений.

Толщину образца измеряют одним из следующих двух способов:

в четырех точках в соответствии с рис 7 а;

в трех точках в соответствии с рис. 7 б

За толщину образца принимают среднее арифметическое значение результатов четырех измерений или показание трехточечного толщиномера.

Образец взвешивают с погрешностью не более 0,1 %.

а)

б)

Рис. 7 Схема измерение размеров образцов

Плотность образца (ρ) в килограммах на кубический метр вычисляют по формуле

где m – масса образца, кг; l, b и h – соответственно длина, ширина и толщина образца, м.

Результат округляют с точностью до целого числа.

Задание 3

Определение водопоглощения и разбухания

в воде по толщине

Разбухание в воде по толщине, водопоглощение определяют на образцах, имеющих форму прямоугольного параллелепипеда толщиной, равной толщине плиты, и размером (100´100) мм или (25´25) мм для определения водопоглощения и разбухания в воде по толщине.

Образцы взвешивают с погрешностью не более 0,1 % не позднее, чем через 0,5 ч после кондиционирования.

Измеряют толщину образца в зависимости от размера:

(25´25) мм, (100´100) мм - в одной точке по центру пласти;

Образцы погружают в сосуд с водой при температуре (20 ± 1) °С, при этом они не должны соприкасаться друг с другом, а также с дном и боковыми стенками сосуда.

Образцы должны удерживаться на (20 ± 2) мм ниже уровня поверхности воды.

Образцы размером (100´100) мм располагают в вертикальном положении.

Время выдержки образцов в воде должно быть:

2 ч ± 5 мин для образцов размером (25´25) мм;

24 ч ± 15 мин для образцов размером (100´100) мм.

Допускается последовательный контроль на 2 и 24 ч, при этом повторное погружение образцов в воду должно производиться не позднее чем через 10 мин.

После выдержки образцы извлекают из воды.

При определении разбухания по толщине осушают поверхность образцов от капель воды фильтровальной бумагой.

При определении водопоглощения образцы размером (100´100) мм помещают каждый отдельно в горизонтальном положении между листами фильтровальной бумаги и складывают в стопы.

Образцы размером (25´25) мм укладывают между листами фильтровальной бумаги рядами в пределах площади плиты (груза).

На уложенные образцы кладут груз, выдерживают в таком положении 30 с, затем груз снимают и удаляют фильтровальную бумагу.

Образцы вторично взвешивают и измеряют толщину не позднее чем через 10 мин после извлечения их из воды.

Водопоглощение образца (Δw) в процентах вычисляют по формуле

где m₁ – масса образца до погружения в воду, г; m₂ – масса образца после погружения в воду, г.

Результат округляют с точностью до первого десятичного знака.

Разбухание в воде по толщине образца (t_w) в процентах вычисляют по формуле

где t₁ – толщина образца до погружения в воду, мм; t₂ – толщина образца после извлечения из воды, мм.

Результат округляют с точностью до первого десятичного знака.

За результат испытания плиты принимают среднее арифметическое значение результатов испытаний всех образцов, отобранных из данной плиты.

Задание 4

Метод определения ударной вязкости

Отбор образцов от древесностружечных плит экструзионного прессования должен производиться параллельно плоскости прессования, т.е. по ширине плиты; от многопустотных плит - поперек каналов.

Образцы древесностружечных плит должны иметь форму брусков прямоугольного сечения с размерами 130´20´h мм (для плит толщиной до 35 мм включительно), где h - толщина плиты, мм.

В каждом образце посередине его длины должны быть измерены размеры поперечного сечения с погрешностью не более 0,1 мм.

Расстояние между опорами копра устанавливают 100 мм.

Образец располагают на опорах так, чтобы удар был направлен посередине образца перпендикулярно к лицевой пласти плиты.

При испытании многопустотных древесностружечных плит экструзионного прессования нож и опоры не должны располагаться над пустотами.

Удар по образцу производят только один раз. Образец, не разрушившийся при испытании, заменяют другим.

При повторном испытании маятник копра устанавливают на больший запас энергии по ГОСТ 14708-82.

Работу, затраченную на разрушение образца, определяют по шкале копра с точностью, указанной в табл. 6.

Таблица 6

Номинальное значение потенциальной энергии маятника, Дж	Точность измерения работы, Дж
5,0	0,050
7,5	0,050
15,0	0,100
25,0	0,200
50,0	0,500

Ударную вязкость (а), в Дж/м² вычисляют с точностью до 0,01 Дж/м² по формуле

где А – работа, затраченная на разрушение образца, Дж; b – ширина образца, м; Н – высота образца, равная толщине плиты, м.

Задание 5

Определение твердости

Твердость определяют на образцах размером 50x50xS мм, где S толщина образца, равная толщине плиты. Твердость древесностружечных плит определяют на пласти каждого отобранного образца в точке пересечения диагоналей.

При испытании многопустотных древесностружечных плит экструзионного прессования шарик не должен располагаться над пустотами.

Образец помещают в приспособлении (рис. 8), конус с шариком ставят на образец так, чтобы шарик попал в отмеченное место, и плавно опускают пуансон с пластиной, после чего стрелку индикатора поворотом шкалы устанавливают на нуль.

Рис. 8 Приспособление к испытательной машине 1 – пластина; 2 – пуансон; 3 – корпус; 4 – индикатор; 5 – шарик; 6 – образец

Приспособление с образцом устанавливают в испытательную машину и производят нагружение со скоростью 2 мм/мин до достижения шариком глубины вдавливания, равной 2,0±0,05 мм. В этот момент измеряют нагрузку с погрешностью не более 10 Н.

Твердость Н в Н/мм² вычисляют с точностью до 0,01 Н/мм² по формуле

где Р – нагрузка при вдавливании шарика в образец на глубину 2 мм, Н; h – глубина вдавливания шарика, мм; d – диаметр шарика, мм.

Задание 6

определения предела прочности

и модуля упругости при изгибе

Образцы должны иметь форму прямоугольного параллелепипеда толщиной, равной толщине плиты.

Ширина образца должна быть равна 50 мм, а длина - 20-кратной толщине плюс 50 мм при длине от 150 до 1050 мм.

Образцы не должны иметь дефектов, снижающих их прочность.

Из каждой испытуемой плиты одну половину образцов вырезают вдоль, а другую половину - поперек плиты.

Толщину образца измеряют в центре поперечной оси согласно рис. 9.

Длину образца измеряют по его продольной, а ширину - по его поперечной оси.

Рис. 9 Схема измерения толщины образца

Расстояние между центрами опор устанавливают равным 20-кратной толщине образца, но не менее 100 мм и не более 1000 мм.

Образец укладывают на опоры испытательного устройства по отметкам так, чтобы продольная ось образца была перпендикулярна осям опор, а поперечная ось находилась в одной вертикальной плоскости с осью ножа согласно рис. 10.

Рис. 10 Устройство с нагружающим наконечником и опорами для испытания на статический изгиб

В пределах группы образцов с одинаковой ориентацией одну половину испытывают, укладывая на опоры испытательного устройства лицевой пластью вверх, а другую половину - лицевой пластью вниз.

При определении предела прочности при изгибе производят нагружение образца с постоянной скоростью до разрушения и регистрируют максимальную нагрузку с точностью до 1 %.

Время от начала нагружения до разрушения образца должно составлять (60 ± 30) с.

При определении модуля упругости при изгибе нагружение образца проводят со скоростью перемещения ножа 1-2 мм/мин и снимают не менее 8 показаний прогиба образца через равные интервалы приращения разрушающей нагрузки в диапазоне от 10 % до 40 %.

Прогиб измеряют в плоскости действия нагрузки с точностью до 0,01 мм, при этом на чувствительный элемент измерительного прибора не должно сказываться местное смятие образца.

По полученным значениям приращений нагрузки и прогиба строят прямолинейный график, усредняя разброс отдельных значений от линейного закона.

Допускается определять угловой коэффициент прямой аналитически (без построения графика) - сглаживанием разброса точек прямой по методу наименьших квадратов.

Предел прочности при изгибе образца (σ_i)в МПа вычисляют по формуле

где F – сила нагружения, действующая на образец в момент разрушения, Н; l – расстояние между опорами испытательного устройства, мм; b – ширина образца, мм; h – толщина образца, мм.

Результат округляют с точностью до первого десятичного знака.

Модуль упругости при изгибе образца (E_i) вычисляют в МПа по формуле

где l – расстояние между опорами испытательного устройства, мм; b – ширина образца, мм; h – толщина образца, мм; F₂ - F₁ – фиксированное (2 - 3 интервала) приращение нагрузки Н; S₂ - S₁ – приращение прогиба, соответствующее фиксированному приращению нагрузки, определяемому по графику с точностью до 0,1 мм.

При аналитическом определении углового коэффициента прямой k в Н/мм, модуль упругости образца вычисляют по формуле

Результат округляют с точностью до целого числа.

Контрольные вопросы

1. К какому типу пластмасс относятся древесностружечные плиты?

2. Марки ДСП по плотности.

3. Что является связующим в ДСП?

4. В чем заключается технология изготовления ДСП?

5. Назовите область применения ДСП.

Библиографический список

1. Новиков, В.Х. Полимерные материалы для строительства: Справочник. - М.: Высш. шк., 1995.-448 с.

2. Соломатов, В.И. Полимерные композиционные материалы в строительстве / В. И. Соломатов, А. Н. Бобрышев, К. Г. Химмлер. - М.: Стройиздат, 1988. - 308

3. Строительные материалы (Материаловедение. Строительные материалы): учеб. издание/В.Г. Микульский [и др.]; под общ. ред. В.Г. Микульского. - М.: Изд-во АСВ, 2004.-536 с.

4. Комар, А.Г. и др. Технология производства строительных материалов: Учеб. для вузов по спец. «Экономика и управление в строительстве». – 2-е изд., перераб. и доп. / А.Г. Комар, Ю.М. Баженов, Л.М. Сулименко. – М.: Высш. шк., 1990. – 446 с.

5. Наназашвили, И.Х. Строительные материалы, изделия и конструкции. Справочник. - М.: Высш. школа, 1990. – 495 с.

6. Лысенко, Е.Н. Современные отделочные и облицовочные материалы: Учебно-справочное пособие / Л.В. Котлярова, Г.А. Ткаченко, И.В. Трищенко, А.Н. Юндин - Ростов -на-Дону: Феникс, 2003. – 448 с.

7. Современные строительные материалы и товары. Справочник. Михайлова К.В. - М.: Изд-во Эксмо, 2003. -576 с.

10. Наназашвили, И.Х. Строительные материалы и изделия. Справочное пособие. / И.Ф. Бунькин, В.И. Наназашвили. -М., Аделант, 2005. -480 с.

11. Чеботаревский В.В. Лаки и краски - что это такое? - М., Химия, 1983. – 185 с.

12. Справочник по клеям и клеящим мастикам в строительстве. Под ред. Микульского В.Г. - М, Стройиздат, 1984. – 240 с.

13. Хрулев, В.М. Основы технологии полимерных строительных материалов: Учеб. Пособие для строит. спец. вузов / В.М. Хрулев, Г.М. Шутов, С.К. Будько, Л.М. Безверхая; Под общ. ред В.М. Хрулева. – 2-е изд., перераб. и доп. Мн.: Высш. шк., 1981. – 384 с.

14. Айрапетов, Д. П. Пластмассы в архитектуре / Д.П. Айрапетов, С.П. Заварихин, М. Макстинский. - М.: Стройиздат, 1981. - 190 с.

15. Основин, В.Н. Справочник по строительным материалам и изделиям / В.Н. Основин, Л.В. Шуляков, Д.С. Дубяга. – Изд. 5-е. – Ростов н/Д: Феникс, 2008. – 443 с.

16. Попов, К.Н. Оценка качества строительных материалов: Учеб. Пособие / К.Н. Попов, М.Б. Каддо, О.В. Кульков; Под общ. Ред. К.Н. Попова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2004. – 287 с.

17. Строительные материалы. Учеб. –справочное пособие / Под ред. Г.А. Айрапенко, Г.В. Несветаева.– Ростов н/Д: изд-во Феникс, 2004. – 608 с.

18. Рыбьев, И.А. Строительное материаловедение : учеб. пособие для строит. спец. вузов / И.А. Рыбьев. - Изд. 3-е, стер. - М.: Высш. шк., 2008. - 701 с.

19. ГОСТ 4651–82. Пластмассы. Методы испытания на сжатие. – М.: Изд – во стандартов, 1998.

20. ГОСТ 4648–71. Пластмассы. Метод испытания на статический изгиб. – М.: Изд – во стандартов, 1992.

21. ГОСТ 8292–85. Краски масляные цветные густотертые. Технические условия. – М.: Изд – во стандартов, 1994.

22. ГОСТ 19279–73. Краски полимерцементные. – М.: Изд – во стандартов, 1974.

23. ГОСТ 19007–73. Материалы лакокрасочные. Метод определения времени и степени высыхания. – М.: Изд – во стандартов, 2003.

24. ГОСТ 15588–86. Плиты пенополистирольные. Технические условия. – М.: Изд – во стандартов, 2005.

25. ГОСТ 19592–80. Плиты древесноволокнистые. Методы испытаний. – М.: Изд – во стандартов, 2003.

25. ГОСТ 4598–86. Плиты древесноволокнистые. Технические условия. – М.: Изд – во стандартов, 2003.

26. ГОСТ 4.207–79. Плиты древесноволокнистые. Номенклатура показателей. – М.: Изд – во стандартов, 2003.

27. ГОСТ 10632–2007. Плиты Древесно-стружечные. Технические условия. – М.: Изд – во стандартов, 2007.

28. ГОСТ 10633–78. Плиты древесно-стружечные. Общие правила подготовки и проведения физико-механических испытаний. – М.: Изд – во стандартов, 1998.

29. ГОСТ 10634–88. Плиты древесно-стружечные. Методы определения физических свойств. – М.: Изд – во стандартов, 1991.

30. ГОСТ 11842–76*. Плиты древесно-стружечные. Метод определения ударной вязкости. – М.: Изд – во стандартов, 1996.

31. ГОСТ 11843–76*. Плиты древесно-стружечные. Методы определения твердости. – М.: Изд – во стандартов, 1990.

32. ГОСТ 10635-88. Плиты древесно-стружечные. Методыопределения предела прочности и модуля упругости при изгибе. – М.: Изд – во стандартов, 1995.

33. Попов, Л.Н. Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия»/ Л.Н. Попов, Н.Л. Попов– М.: ИНФРА-М, 2003.

Оглавление

Введение…………………………………………………………………...
Общие сведения…………………………………………………………...
Лабораторная работа 1. Определение качества пластмасс………………………………………...
Лабораторная работа 2. Определение свойств пенополистирола…………………………………
Лабораторная работа 3. Исследование свойств пенополистирольных плит……………………...
Лабораторная работа 4. Изучение свойств лакокрасочных материалов………………………….
Лабораторная работа 5. Изучение свойств древесноволокнистых плит………………………….
Лабораторная работа 6. Изучение свойств древесно-стружечных плит………………………….
Библиографический список………………………………………………

Учебное издание

Шевченко Валентина Аркадьевна

Дружинкин Сергей Валентинович