Испытания фанеры методом пропитки и расслоения

При испытании клееных образцов методом пропитки под давлением установлены следующие нормативные показатели расслоения клеевого шва: до 5% после одного цикла и до 10% после третьего цикла. Эти показатели установлены по результатам научно-исследовательских работ, авторы которых отмечают, что полученное при ускоренном испытании относительное расслоение 10% еще свидетельствует о достаточно хорошем качестве склеивания. Соответствующее этому показателю относительное расслоение клеевых швов при длительном экспонировании (12% в балках из пихты и 25% в балках из дуба), по-видимому, следует считать предельно допустимым для конструкций, находящихся на открытом воздухе.

Методы прогноза долговечности клеевых соединений, основанные на определении относительного расслоения и степени разрушения образцов по древесине, еще весьма несовершенны и их следует рассматривать как приближенные. Практическое их значение сводится пока к определению относительных показателей долговечности, к возможности предварительной оценки эффективности каких-либо усовершенствований (модифицирования клея, защитных мероприятий и т.п.).

Более веские научные обоснования имеет метод прогноза по данным ускоренного теплового старения, благодаря чему он широко применяется не только для клеевых соединений, но и для оценки долговечности многих полимерных материалов.

Для прогнозирования долговечности клеевых соединений древесины с другими материалами, например металлами, пластмассами, асбестоцементом, когда применяются клеи, обладающие релаксационными свойствами, перспективен метод суперпозиций (аналогий). Он основан на том, что повышение интенсивности действия какого-либо фактора, например, повышение температуры, эквивалентно увеличению времени действия более низкой температуры. Аналогичный подход может быть и в отношении действия повышенного напряжения, повышенной влажности и т.д. Соответственно различают температурно-временную, напряженно-временную, влаго-временную и другие виды суперпозиций.

При прогнозировании свойств клеевых соединений на основе метода суперпозиций имеют в виду, что действующие факторы (температура, влага и др.) ускоряют релаксационные процессы, в связи с чем возможно прогнозирование деформационных свойств. Если ускоряется процесс разрушения, то прогнозируются прочностные характеристики клеевых соединений. В настоящее время более развито прогнозирование деформационных свойств полимеров, что находит отражение и в области прогнозирования свойств клеевых соединений.

Прогнозирование деформационных свойств клеевых соединений проводится по кривым ползучести под постоянной нагрузкой путем их ограниченной экстраполяции. Прогнозирование применимо и для области, стеклообразного, и для высокоэластичного состояния полимеров. Примером приложения температурно-временной аналогии к клеевым соединениям может быть использование экспериментальных кривых релаксации средних напряжений в соединениях стальной арматуры с древесиной на эпоксидном клее ЭПЦ-1 при различных температурах. Обработка этих данных построением обобщенной кривой для температуры приведения 40°С показала, что при начальных напряжениях, составляющих около 60% временного сопротивления.

Размер деревянной части образцов 5x5x10 см обусловлен необходимостью обеспечить стабильное усилие для разрушения модели, соответствующее прочности древесины на скалывание. При переходе от модельных образцов к натурным конструкциям характер распределения напряжений может существенно измениться, что несомненно повлияет на деформационные свойства клеевого соединения. Есть основания полагать, что кривые релаксации в заданном интервале температур будут располагаться теснее, поэтому допустимое снижение начальных напряжений, охватываемое обобщенной кривой, произойдет за более длительный период времени.

Для прогноза долговечности клеевых соединений древесины важны признаки, по которым осуществляется связь между результатами ускоренных испытаний и длительного старения. Напомним, что такими признаками являются прочность клеевого соединения, характер его разрушения и степень расслоения клеевых швов. Помимо этих признаков существуют и другие, в основном технологические факторы, изменение которых одинаково сказывается на результатах ускоренных испытаний и длительного старения. Варьированием этих признаков можно более определенно убедиться, что изменения, обнаруженные при ускоренном испытании, в такой же степени повлияют на долговечность клеевого соединения. Кроме того, это поможет установить такие границы варьирования или, говоря иначе, такие границы технологических отклонений в производстве, которые не резко отразятся на долговечности клеевых соединений.