ТАМБОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

КИСЕЛЁВА Олеся Анатольевна %юс^

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

ДРЕВЕСНОСТРУЖЕЧНЫХ И ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫХ

композитов в СТРОИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЯХ

05.23.05 - строительные материалы и изделия

Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Ярцев В.П.

Воронеж 2003

СОДЕРЖАНИЕ

Введение -- -- - 1 Состояние вопроса и задачи исследования ---- 1.1 Виды древесных пластиков - - - - - _ Ц 1.2 Классификация древесноволокнистых и древесностружечных плит - - 1.3 Применение древесных пластиков 1А Санитарно-гигиенические характеристики плит.

Борьба с токсичностью _ 1.5 Физико-химические и технологические свойства древесноволокнистых и древесностружечных композитов - - - - - - - - _ _ _ _ _ 1.5.1 Физические свойства- 1.5.2 Технологические свойства 1.5.3 Специальные свойства 1.6 Механические свойства древесностружечных и древесноволокнистых композитов -- 1.6.1 Физико-механические характеристики - 1.6.2 Длительная прочность материалов из древесины 1.6.3 Влияние климатических факторов на прочность. Старение древесностружечных плит - - - - - - 1.7 Заключение по главе 1 - - - - 1.8 Постановка цели и задач работы- - - - - 2 Методические вопросы - 2.1 Выбор материалов- 2.2 Экспериментальное оборудование - 2.2.1 Установки для испытаний на кратковременную и длительную прочность при поперечном изгибе и сжатии 2.2.2 Установки для испытаний на долговечность при деформировании сжатием и пенетрацией 2.2.3 Прибор для определения коэффициента термического расширения- - - - - - _ _ -. _ _ _ _. 2.3 Обработка экспериментальных данных - - - 2.3.1 Разброс экспериментальных результатов при определении прочности и долговечности- - - - - - - - - - - - - - - - - - - 2.3.2 Проверка принципа Бейли при испытаниях на долговечность древесных композитов 2.3.3 Определение физических и эмпирических констант графоаналитическим методом и расчёт основных параметров работоспособности - 2.3.4 Определение физических и эмпирических констант графоаналитическим дифференцированием 2.3.5 Проверка нормальности распределения экспериментальных результатов - --- 2.3.6 Математическое планирование эксперимента 2.3.7 Статистическая обработка экспериментальных данных Выводы по главе 2 _-_-_-_-- 3 Закономерности разрушения и деформирования древесностружечных и древесноволокнистых композитов _ 3.1 Термофлуктуационная концепция прочности 3.2 Закономерности разрушения древесных композитов - - - 3.2.1 Влияние дисперсности наполнителя на закономерности разрушения древесных плит различной плотности 3.2.2 Влияние направления силового воздействия на сопротивление разрушению древесностружечных плит- - 3.2.3 Влияние вида нагрузки на механизм разрушения древесностружечных плит- 3.2.4 Влияние концентратора напряжений на закономерности разрушения и работоспособность древесных плит- - 3.3 Закономерности деформирования древесных композитов ПО 3.3.1 Закономерности деформирования древесностружечных плит при ступенчатом нагружении ПО 3.3.2 Оценка скорости деформирования древесностружечных плит - 3.3.3 Изучение закономерностей деформирования древесностружечных 3.4 Изучение закономерностей деформирования пенетрацией 4 Влияние различных факторов на работоспособность древесностружечных 4.1 Влияние скорости нагрева и плотности на термическое 4.2 Влияние агрессивных сред на работоспособность 4.2.3 Скорость набухания древесностружечных плит - - - - - - - - 4.2.4 Влияние воды на работоспособность древесностружечных 4.3 Влияние климатических факторов на работоспособность 4.3.1 Влияние колебания температуры на долговечность - - - - - - 4.3.2 Влияние многократного замораживания-оттаивания на 4.3.3 Влияние многократного замораживания-оттаивания на 4.3.4 Влияние многократного замораживания-оттаивания на 5 Прогнозирование работоспособности древесностружечных и древесноволокнистых композитов в строительных изделиях 5.2 Методика прогнозирования работоспособности 5.4 Примеры прогнозирования работоспособности древесных 5.4.1 Прогнозирование долговечности древесных плит в 5.4.2 Прогнозирование долговечности древесных плит 5.4.3 Прогнозирование долговечности древесных плит 5.5 Рекомендации по применению древесностружечных и древесноволокнистых композитов в строительных изделиях и Приложение 1. Блок-схема программы "Konstanta" Приложение 2. Блок-схема программы "Graffdiffer" Приложение 3. Диаграммы для определения работоспособности

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Древесные пластики нашли широкое применение в строительных изделиях, ограждающих и несущих конструкциях. Одним из преимуществ данных материалов является существенная экономия деловой древесины. Кроме того, древесностружечные и древесноволокнистые плиты обладают хорошими тепло- и звукоизоляционными свойствами, а также высо­ кими механическими характеристиками.

В древесных композитах наблюдается высокая неоднородность распреде­ ления компонентов по объёму. Такое строение осложняет изучение их механи­ ческих характеристик.

В настоящее время при проектировании строительных конструкций ис­ пользуется эмпирический метод предельных состояний, а все осложнения учи­ тываются поправочными коэффициентами. Это приводит к многократному за­ пасу прочности и деформативности материала. При изучении прочностных и деформационных характеристик древесных композитов неизученным остаётся вопрос их работы во времени под действием длительных нагрузок и темпера­ тур. Для древесностружечных и древесноволокнистых плит резко проявляется температурно-временная зависимость прочности, предела текучести и отсутст­ вует безопасное напряжение (напряжение, при котором долговечность стано­ вится бесконечно большой).

Поэтому для разработки методики прогнозирования длительной прочности и долговечности древесных композитов необходимо использовать термофлуктуационную концепцию разрушения и деформирования, развитие которой обя­ зано в первую очередь фундаментальным работам школы С.Н. Журкова. Она рассматривает тепловое движение атомов как решающий фактор процесса ме­ ханического разрушения, а роль нагрузки заключается в уменьшении энергии связей.

Согласно термофлуктуационной концепции и принципа температурновременной-силовой эквивалентности для каждого материала существуют три границы работоспособности: силовая (прочность или предел текучести), временная (долговечность), и температурная (термостойкость или теплостойкость).

Повышение или понижение одной из них компенсируется изменением любой из двух других.

Актуальность данной работы обусловлена применением нового подхода к изучению закономерностей разрушения и деформирования, а также прогнози­ рованию основных параметров работоспособности древесных композитов, свя­ занным с изучением поведения констант материала, определяющих эти пара­ метры. Предложенный метод позволит кроме нагрузки, действующей на конст­ рукцию или материал, учитывать влияние температуры и времени их действия, а также наличие дополнительных факторов (концентраторов напряжения, кли­ матических воздействий и агрессивных сред).

Работа выполнена в рамках научно-технической программы "Научные ис­ следования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники" подпрограммы "Архитектура и строительство" по теме "Прогнозирование и по­ вышение надёжности и долговечности древесных плит в строительных конст­ рукциях" (шифр темы по программе - 02.03.228).

Целью работы является разработка методики прогнозирования работо­ способности древесных композитов в строительных изделиях в широком диа­ пазоне напряжений и заданном интервале температур.

Исходя из этого, в работе поставлены следующие задачи:

- исследование закономерностей разрушения и деформирования древесно­ волокнистых и древесностружечных плит различной плотности и твёрдо­ сти в широком интервале напряжений и температур при различных видах - выявление аналитических зависимостей для расчёта физических и эмпи­ рических констант материалов, определяющих основные параметры их работоспособности: прочности (предела текучести), долговечности и термостойкости (теплостойкости);

- исследование влияния состава (дисперсности и размера наполнителя, ко­ личества связующего, наличия облицовки) на физические и эмпирические константы и основные параметры работоспособности древесных компо­ - изучение влияния концентраторов напряжений на закономерности раз­ рушения и работоспособность древесных плит;

- изучение влияние климатических факторов на константы, определяющие работоспособность древесных композитов;

- изучение влияния воды и агрессивных сред на работоспособность дре­ весных композитов;

- разработка методики прогнозирования работоспособности древесных композитов;

- выдача рекомендаций по использованию вида и марки плит для конкрет­ ных строительных изделий и конструкций.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- выявлены термофлуктуационные закономерности разрушения и дефор­ мирования древесноволокнистых и древесностружечных плит при разных видах нагружения;

- впервые получены величины физических констант древесных компози­ тов, определяющих их работоспособность при разрушении и деформиро­ - получены экспериментальные результаты по влиянию концентраторов напряжения, агрессивных сред и климатических факторов на закономер­ ности разрушения древесных плит, величины физических и эмпириче­ ских констант, определяющих их работоспособность;

- получены поправки, учитывающие изменение температуры и влажности в процессе эксплуатации, а также действие многократного замачивания и замораживания-оттаивания на работоспособность древесных композитов;

- разработана методика прогнозирования основных параметров работоспо­ собности древесных композитов в строительных изделиях и конструкци­ ях в широком диапазоне эксплуатационных параметров (времени, напряжений и температур).

Достоверность полученных экспериментальных результатов обеспе­ чивается проведением экспериментов с достаточной воспроизводимостью; ста­ тистической обработкой с заданной вероятностью и необходимым количеством повторных испытаний; сопоставлением результатов полученных разными ме­ тодами, а также сравнение их с аналогичными результатами, полученными дру­ гими авторами. Достоверность теоретических решений проверялась их сравне­ нием с экспериментальными результатами.

Практическое значение работы. Разработана методика прогнозирования работоспособности (долговечности, длительной прочности или текучести, тер­ мостойкости или теплостойкости) древесных композитов при разных видах нагружения в широком диапазоне основных эксплуатационных параметров и при наличии различных осложняющих факторов. Её внедрение позволит снизить материалоёмкость конструкций (сокращает расход древесных плит на 20ч-30%), повысить их надёжность. Даны рекомендации по применению древесностру­ жечных и древесноволокнистых плит в конкретных строительных изделиях, не­ сущих и ограждающих конструкциях.

Внедрение результатов. Теоретические разработки и результаты экспе­ риментальных исследований использованы на предприятии ОАО «Тамбовстройпроект» и ОАО «СМП-534». Ряд положений используются в учебном про­ цессе Тамбовского государственного технического университета при изучении дисциплин "Строительные материалы", "Конструкции из дерева и пластмасс".

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на II и III международных научно-технических конференциях "Надёжность и долго­ вечность строительных материалов" (Волгоград, 2000 и 2003 г.); VI—VII науч­ ных конференциях ТГТУ (Тамбов, 2001-2002 г.); IV международной конферен­ ции "Теплофизические измерения в начале XXI века" (Тамбов, 2001 г.); седь­ мых академических чтениях РААСН "Современные проблемы строительного материаловедения" (Белгород, 2001 г.); международной научно-технической конференции "Композиционные строительные материалы" (Пенза, 2002 г.);

международной научно-технической конференции "Эффективные строительные конструкции" (Пенза, 2002 г.); IV международной научно-практической конференции "Проблемы строительства, инженерного обеспечения и экологии городов" (Пенза, 2002 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 16 печатных трудов, среди них 12 статей, 3 тезисов докладов и методические указания к ла­ бораторным работам.

Автор защищает:

- результаты исследований по влиянию состава (дисперсности и размера наполнителя, количества связующего, наличия облицовки) ДСП и ДВП, вида нагружения и наличия концентратора напряжений на закономерно­ сти разрушения и деформирования древесных плит, а также физические и эмпирические константы, определяющие их работоспособность;

- результаты исследований по влиянию агрессивных сред и климатических факторов на работоспособность древесных композитов;

- результаты исследований по влиянию вида материала (ДСП и ДВП) и его плотности на коэффициент линейного термического расширения;

- методику прогнозирования работоспособности древесностружечных и древесноволокнистых плит в несущих и ограждающих строительных конструкциях;

- рекомендации по применению древесностружечных и древесноволокни­ стых плит в несущих и ограждающих строительных конструкциях.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введе­ ния, пяти глав, основных выводов и содержит 208 страниц машинописного тек­ ста, включая 48 таблиц, 85 рисунков, список литературы из 148 наименований и 3 приложения.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Виды древесных пластиков В настоящее время в строительстве нашли широкое применение древесные пластики. Различают следующие виды древесных пластиков: древесноволокни­ стые плиты (ДВП), древесностружечные плиты (ДСП), древеснослоистые и де­ коративные бумажнослоистые пластики.

Древесноволокнистые плиты (ГОСТ 4598-86) - листовой материал, по­ лучаемый путем формования и тепловой обработки из древесных волокон с до­ бавлением специальных веществ, повышающих водостойкость, биостойкость и огнестойкость [1]. Их выпускают длиной 1200-т-ЗбОО мм, шириной 1000-И мм. Твёрдые плиты имеют толщину 3-ь8 мм, а мягкие - 8ч-25 мм.

По специальным свойствам ДВП подразделяют на огнезащитные, био­ стойкие, акустические и профилированные, которые бывают двух марок (1ФТи 1ФТ-58) [2, 3]. Из профилированных древесноволокнистых плит выпус­ кают погонажные детали (ТУ 13-342-77): наличник шириной 74 и 54 мм и плинтус [2].

Древесностружечные плиты - листовой материал, получаемый горячим прессованием измельченной древесины, смешанной с полимерным связующим.

ДСП содержат 80ч-85 % древесины, 8-е-12 % полимерного связующего и 6-ь10 % воды [1]. Средний слой многослойных плит состоит из относительно толстых стружек толщиной до 1 мм, а наружние слои выполняют из тонких стружек толщиной до 0,2 мм. Наиболее экономичны трёхслойные древесностружечные плиты, в которых без заметного снижения механических свойств средний слой можно получать из низкосортной стружки любой породы древесины с некото­ рым уменьшением количества полимерного связующего [4, 5]. Выпускаемые плиты имеют следующие размеры: длину 1800-г3500 мм, ширину 1220-ь мм, толщину 4ч-100 мм. В настоящее время также разработаны ДСП, армиро­ ванные металлической сеткой, древесным шпоном и стекловолокном [6].

По специальным свойствам ДСП подразделяют [7] на:

- Тонкие плиты, имеющие толщину от 2 до 6 мм. Отклонение таких плит по толщине не превышает + 0,2 мм. Их используют как заменитель фане­ - ДСП с наружними слоями из волокна. Прочность на статический изгиб таких плит в 1,5-И,8 раза выше прочности плит с наружними слоями из мелких древесных частиц (микростружки). Их применяют в строительст­ ве и в мебельной промышленности.

- Древесностружечные плиты с ориентированной стружкой - плиты, имеющие длину стружки от 40 до 70 мм, ширину - от 5 до 10 мм и тол­ щину - от 0,3 до 0,6 мм. В наружних слоях стружка располагается парал­ лельно продольной кромке, а во внутренних - перпендикулярно ей. Этим объясняется высокая прочность плит (почти в 2 раза выше, чем у обыч­ ных). Применяются в строительстве, а также для изготовления кузовов автомобилей, домиков-прицепов и т.д.

- Древесностружечные плиты на неорганических связующих. В качестве связующего вещества в них используют портландцемент или кальцини­ рованный каустический магнезит. Эти плиты обладают высокой средней плотностью (10004-1250 кг/м3) и отличаются огне-, био- и морозоустойчи­ востью, хорошо склеиваются с древесиной, полимерами, металлами.

Кроме того, они не выделяют токсичных веществ ни в процессе произ­ водства, ни в процессе эксплуатации. Применяются в деревянном стан­ дартном домостроении.

- Цементно-стружечные плиты. Их изготавливают из выдержанной древе­ сины хвойных пород и портландцемента (марки 500) с добавлением жид­ кого стекла и сульфата алюминия. Можно также использовать древесину лиственных пород, увеличив содержание химических добавок. Цементностружечные плиты трудносгораемы, биостойки и относительно легко поддаются механической обработке.

Древеснослоистые пластики представляют собой плиточные или листо­ вые материалы, полученные горячим прессованием тонких листов древесного шпона, пропитанного синтетическим полимером. Материал выпускают сле­ дующих размеров: длиной 0,7-ь5,6 м, шириной до 1,2 м и толщиной З-т-60 мм [5].

Данный пластик классифицируется в зависимости от расположения воло­ кон шпона в смежных слоях. Наиболее перспективна марка ДСП-Б, где через каждые 10-^20 продольных слоев шпона укладывается один поперечный слой [3, 8].

Декоративный бумажнослоистый пластик представляет собой листовой материал, полученный горячим прессованием специальных бумаг, пропитан­ ных термореактивными полимерами. Твёрдая блестящая поверхность бумагопластиков чаще всего имитирует различные ценные породы дерева (ореха, бу­ ка, карельской березы) или камня (мрамора, малахита). Листы ДБСП выпуска­ ют длиной 1000-S-3000 мм, шириной 600-Я 60 мм, толщиной 1ч-5 мм [7, 9, 10,11].

1.2 Классификация древесноволокнистых и древесностружечных плит Древесноволокнистые плиты классифицируются [12, 13]:

1) по способу производства: мокрого, сухого, мокросухого и полусухого;

2) по плотности:

- плиты мокрого способа производства в соответствии с ГОСТ 4598-86:

сверхтвёрдые (СТ-500) - не менее 950 кг/м3; твёрдые (Т-400, Т-350) - не менее 850 кг/м3; полутвёрдые (ПТ-100) - 400ч-800 кг/м3 и мягкие (М-12, М-20) - до 350 кг/м3, (М-4) - до 150 кг/м3;

- плиты сухого способа производства по ТУ 13-444-79: сверхтвёрдые (СГс-500) - не менее 950 кг/м ; твёрдые (Гс-450) - не менее 900 кг/м, (Гс-400) - не менее 850 кг/м3, (Гс-300 и Гс-350) - не менее 800 кг/м3 и полутвёрдые (ЯГс-220) - не менее 600 кг/м ;

3) по внешнему виду: односторонней и двусторонней гладкости;

4) по виду лицевой поверхности: с необлагороженной лицевой поверхностью, лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы, подкрашенным лице­ вым слоем, подкрашенным лицевым слоем из тонкодисперсной древесной массы, рельефным рисунком (фактурная поверхность) и профилированной поверхностью;

5) по механической обработке: рустованные с продольными и поперечными канавками, перфорированные с круглыми или щелевидными отверстиями, шлифованные и нешлифованные.

Древесностружечные плиты классифицируются [4, 14]:

1) по способу прессования:

- плоского прессования - плита, у которой древесные частицы располо­ жены преимущественно параллельно пласти; её прочность почти одина­ кова во всех направлениях;

- экстру знойного прессования - плита, у которой древесные частицы рас­ положены перпендикулярно пласти; в поперечном направлении проч­ ность у таких плит выше. Плиты экструзионного прессования могут быть сплошными и многопустотными;

2) по плотности: очень высокой 810ч-1000 кг/м3, высокой 660^-800 кг/м3, средней 5104-650 кг/м, малой 360^-500 кг/м, очень малой 350 кг/м ;

3) по физико-механическим показателям - на марки П-А и П-Б;

4) по конструкции: однослойные, трёхслойные и многослойные;

5) по виду используемых древесных частиц: плиты из специально изготовлен­ ных частиц, плиты из стружек-отходов, плиты с наружными слоями из мел­ кой фракции стружек или волокна;

6) по качеству поверхности: высшего, I и II сорта (шлифованные (ЦТ) плиты делятся на три указанных сорта, а нешлифованные - только на I и II);

7) по виду поверхности - с обычной и мелкоструктурной (М) поверхностью;

8) по содержанию формальдегида плиты делятся на классы эмиссии El, Е2, ЕЗ;

9) по гидрофобным свойствам - с обычной и повышенной (В) водостойкостью.

1.3 Применение древесных пластиков Широкое применение древесных пластиков в строительстве способствует большой экономии деловой древесины и рабочей силы.

В промышленном и гражданском многоэтажном строительстве мягкие ДВП применяют для звуко- и теплоизоляции, а именно для утепления чердач­ ных перекрытий, вентиляционных каналов и коробов, звукоизоляции внутрикомнатных перегородок, междуэтажных перекрытий и помещений специально­ го назначения (клубов, кинозалов и т.д.). Легкие ДСП с объемной массой кг/м также используют для тепло- и звукоизоляции [15].

Применение ДВП и ДСП для внутренней отделки жилых помещений обес­ печивает хорошую звукоизоляцию комнат, значительно ускоряет производство работ, сокращает трудозатраты и расход материалов, а также исключает мок­ рые процессы отделки.

Твёрдые ДВП наиболее широко применяют для производства дверей щи­ товой конструкции, а также в деревянном домостроении для облицовки щитов и панелей [2].

Щитовая дверь из ДВП представляет собой деревянную рамку с заполни­ телем разной конструкции, облицованную с двух сторон твёрдыми древесново­ локнистыми плитами толщиной 4 мм. Внутреннее заполнение щитовой двери состоит из деревянных реек и сот с размерами ячеек 40x40 или 50x50 мм, кото­ рые в свою очередь собирают из полосок древесноволокнистых плит [13]. В жилых и гражданских зданиях нашли применение щитовые двери, изготовлен­ ные из древесностружечных плит. Их конструкция состоит из деревянного ра­ мочного каркаса, к обеим сторонам которого приклеены ДСП толщиной 8-г мм. Между плитами укладывают прокладки из пиломатериалов для крепления фурнитуры и звукоизоляционный материал. Такие двери обладают достаточной прочностью и имеют гладкую поверхность [13].

В радиотехнической промышленности из твёрдых древесноволокнистых плит изготавливают задние стенки и крышки радиоприемников, радиол, репро­ дукторов, телевизоров. В вагоностроении и автостроении их применяют для внутренней облицовки вагонов, трамваев, автобусов, легковых автомобилей.

Твёрдые ДВП и ДСП используют также при сооружении передвижных и контейнерных домов, где этими плитами, отделанными синтетическими эмалями, облицовывают внутренние стены и потолки. При отделке ими наружних стен устраивают пароизоляционный слой из пергамина, толя или других мате­ риалов [2]. Для облицовки стен, перегородок и потолков широкое применение получил декоративный бумажнослоистый пластик. Разработан новый способ его крепления [7], дающий отделку помещения как бы полуколоннами. Благо­ даря высокой прочности и стойкости к агрессивным средам данный материал целесообразно использовать для отделки помещений с большой интенсивно­ стью эксплуатации (вестибюлей, коридоров, аудиторий), а также в ванных и душевых помещениях, бассейнах [7].

Древесноволокнистые и древесностружечные плиты применяют также для подшивки потолков с целью создания гладкой лицевой поверхности и улучше­ ния звукоизоляции и акустики помещения. Для этого используют твёрдые, по­ лутвёрдые и звукопоглощающие плиты размером 600x600 мм. Их крепят вплотную к перекрытию или устраивают подвесной потолок, расположенный на некотором расстоянии от поверхности перекрытия. Плиты крепят либо к де­ ревянному каркасу и закладным деревянным деталям-пробкам (рисунок 1.1 а), либо с помощью выпущенных из бетонной несущей конструкции концов про­ волоки (рисунок 1.1 б) [13].

1 - древесноволокнистая плита, 2 - деревянная пробка, 3 - потолочная панель, Рисунок 1.1 - Крепление древесноволокнистых плит к потолку:

а) к закладным брускам или пробкам; б) проволокой, заложенной в бетон.

Сверхтвёрдые древесноволокнистые и древесностружечные плиты приме­ няют для устройства чистых полов в производственных зданиях и конторских помещениях. Такое покрытие имеет высокую прочность при изгибе, бесшумно при ходьбе, легко моется, улучшает звукоизоляцию перекрытия и имеет хороший внешний вид. Однако такие полы применяют в помещениях с сухим ре­ жимом эксплуатации и малыми пешеходными нагрузками. В качестве подсти­ лающего слоя для них используют антисептированные полутвёрдые ДВП, изо­ лированные от воздействия влаги. Для этого применяют мастики, с помощью которых плиты склеивают между собой и наклеивают лицевое покрытие. Пли­ ты подстилающего слоя рекомендуется применять размером не более 750x мм, т.к. мастика быстро застывает и плиты больших размеров не удается укла­ дывать без перекосов. Полы из ДСП также устраивают по лагам, прибивая их гвоздями или прикручивая шурупами.

Древесностружечные плиты используют при производстве паркета. Он представляет собой щит толщиной 19 мм из сплошной ДСП (экструзионного прессования), облицованный с двух сторон березовым лущеным шпоном тол­ щиной 1,5 мм [2, 15].

Сверхтвёрдые ДВП обладают высокими диэлектрическими свойствами, поэтому они нашли применение в электротехнической промышленности, а также при изготовлении электропанелей, щитков и других конструкций на спе­ циальных строительных объектах [2].

Водостойкие плиты используются для санитарно-технических кабин.

Твёрдые ДВП толщиной 8-г10 мм, облицованные антиадгезионной пленкой, с торцами, покрытыми водостойким составом, успешно заменяют деревянную и металлическую опалубку в сооружениях из монолитного железобетона [13].

Древесные пластики также нашли применение в различных конструкциях.

Так, из ДВП изготавливают каркасные перегородки, состоящие из стоек, верх­ ней и нижней обвязок. Для жесткости в каркас ставят перекладины и стойки, связанные поперечными брусками. Полученную конструкцию обшивают с двух сторон твёрдыми плитами, а для звукоизоляции внутреннее пространство за­ полняют мягкими плитами.

В малоэтажном деревянном домостроении под надежную дощатую обшив­ ку можно подвешивать твёрдые ДВП, которые обеспечивают непродуваемость стен, что позволяет экономить дефицитную качественную древесину. Толщина плит должна быть около 8 мм. Их покрывают перхлорвиниловыми красками и эмалями. Рустованные плиты и эмали создают вид отдельных плиточек, соеди­ ненных в целую плиту, а после нанесения лакокрасочного слоя имитируют метлахские плитки. Многопустотные и сплошные древесностружечные плиты также применяют для устройства каркасных и щитовых стен и перегородок [4, 13, 16].

В США, Финляндии и других странах полутвёрдые ДВП толщиной 10ч- мм используются в качестве экранов стен малоэтажных зданий. Их наружная поверхность имеет защитно-декоративный слой из смолы, имитирующий по­ верхность старых тесовых досок.

Фирмой "Масонит" (Швеция) в 1973-1976 г. были разработаны и внедре­ ны в производство двутавровые балки типа "Масонит" со стенкой из твёрдой древесноволокнистой плиты толщиной 8 мм. Для их полок берут доски сечени­ ем 50x100 мм, раскраиваемые на два бруска, которые после обработки имеют сечение 45x45 мм. С одной стороны брусков выбран трапециидальный паз для вставки заготовки ДВП соответствующей высоты со скошенными концами.

Балки выпускают пролётом до 12 м и высотой 150ч-400 мм [17].

В США разработаны стойки типа Ком-Плай для устройства каркасов мало­ этажных зданий. Это составные бруски с серединкой из полосок толстой ДСП, к торцам которой приклеено по 2 слоя шпона из хвойных пород древесины толщиной по 4 мм. Поперечное сечение таких брусков различно.

Многопустотные плиты экструзионного прессования толщиной 42-Я мм, облицованные твёрдой ДВП толщиной 2,5-ьЗ мм, применяются для устрой­ ства внутренних стен и перегородок. При монтаже перегородок верхние кромки вставляют в рейку, закрепленную на панелях перекрытия. Между собой панели перегородок соединяют с помощью вставной рейки. Перегородки монтируют в помещениях с повышенной влажностью. При этом все кромки панелей обраба­ тывают влагозащитным составом, а нижние вставляют в предварительно закре­ пленные на полу пластмассовые профили [17].

ЦНИИЭПсельстроем совместно с ЦНИИСК имени В.А. Кучеренко раз­ работана панель покрытия, к деревян­ ному каркасу которой на клею КБ-3 с обшивку из древесноволокнистых плит (рисунок 1.2). В качестве утеплителя в них используют минеральную вату на синтетическом связующем плотностью до 150 кг/м. Данная конструкция проста в изготовлении, экономична, а также имеет маленький вес. Выпускают панели размером 3x1,5 м [18].

В малоэтажном строительстве применяются панели, состоящие из дере­ вянного каркаса, обшитого с двух сторон древесностружечными плитами тол­ щиной 8ч-16 мм. Внутреннее пространство заполняется теплоизоляционным ма­ териалом.

В Швеции фирмой "Одальс-Хус" разработаны крупноразмерные панель­ ные конструкции для устройства стен, перекрытий и покрытий. Размер наруж­ ных стен 9,6x2,4 м; панелей перекрытия - 9,5x2,37 м. Для устройства крыши применяют щиты из ДСП с приклеенными к ним деревянными стропилами.

Толщина древесностружечных плит для обшивки всех панелей и ребер стено­ вых панелей составляет 12 мм. Элементы склеиваются между собой в прессе токами высокой частоты [17].

Из декоративного бумажнослоистого пластика изготавливают отделочные стеновые панели. Они представляют собой древесностружечные плиты толщи­ ной 9,5 мм, на лицевую поверхность которых наклеен бумопластик. На тыль­ ную сторону такой панели наклеивают компенсирующий пластик толщиной 50-ь80 % от толщины лицевого слоя. Оптимальная ширина такой панели 40 см.

Если требуются конструкции большой ширины, то толщину ДСП увеличивают до 13-И 9 мм. Крепятся такие панели к поверхностям стен или к каркасу специ­ альными пробками из деревянных брусков 100x50 мм, расположенных как в вертикальном, так и в горизонтальном направлениях [7].

ДВП и ДСП применяют также для производства корпусной и встроенной мебели. Из твёрдых ДВП производят тару. Для того чтобы качество плит не снижалось под воздействием влаги, их обрабатывают гидрофобизирующим со­ ставом или наносят на поверхность водостойкое покрытие [4, 13].

Из древеснослоистого пластика изготавливают шпонки, нагели, косынки, вкладыши и т.д. Стоимость данного материала относительно высока, поэтому его применение ограничено. Он используется в конструкциях, от которых тре­ буется ненамагниченность, высокое сопротивление истиранию, а также хими­ ческая стойкость [5].

1.4 Санитарно-гигиенические характеристики плит.

Борьба с токсичностью Плиты не должны оказывать вредного действия на человеческий организм.

Существенным недостатком древесностружечных плит с применением карбамидоформальдегидных смол является выделение формальдегида, вредно дейст­ вующего на человека. В процессе отверждения смолы при прессовании ДСП вследствие реакций поликонденсации образуется свободный формальдегид.

Значительная его часть выделяется с водяными парами, особенно в момент размыкания плит пресса. Оставшийся формальдегид в результате уплотнения и взаимодействия с влагой находится в виде полиоксиметиленгликоля (ОНСН 2 0/СН 2 0/ п ) и в газообразной форме. В результате диффузии формальдегид выходит через наружние поверхности плиты в окружающую среду или посред­ ством адсорбционных связей прикрепляется к фибриллам целлюлозы, образуя источник выделения [19]. На интенсивность выделения формальдегида влияют следующие факторы: свойства применяемой смолы и содержание в ней свобод­ ного формальдегида, количество добавляемого связующего, условия горячего прессования плит, условия эксплуатации, вид облицовки поверхности.

По степени выделения свободного формальдегида ДСП разделены на три группы: Е-1, Е-2, Е-3 (таблица 1.1). Для жилищного строительства применяют плиты Е-1, а плиты групп Е-2 и Е-3 предназначены для мебельного производст­ ва и требуют разных видов облицовки.

Таблица 1.1 - Выделение свободного формальдегида из ДСП Выделение формальдегида из плит, мг/м^ 0,12 0,12-1,0 1,0-2, Содержание вредных химических веществ, выделяемых плитами в услови­ ях эксплуатации, в окружающей среде не должно превышать ПДК (0,0003 мг/м для атмосферного воздуха) [4]. Поэтому лучше применять древесностружечные плиты на фенолоформальдегидном связующем с предельно ограниченным со­ держанием свободного фенола или на мочевино-меламиновой смоле, способ­ ной лучше связывать свободный формальдегид [20].

Улучшение санитарной характеристики плит достигается следующими ме­ роприятиями:

1. За счёт совершенствования химических свойств используемых синтетиче­ ских смол и, в первую очередь, за счёт уменьшения содержания свободного формальдегида, которое достигается снижением молярного соотношения карбамида и формальдегида (1-И,8):(1-И,1). Однако это приводит к ухуд­ шению физико-механических показателей плит.

2. При прессовании плит с отвердителем (NH4CI) содержание формальдегида во внутреннем их слое уменьшается на 20 % по сравнению с прессованием без отвердителей. При этом уменьшается прочность плит.

3. Введение в состав связующего аммиака и карбамида, что уменьшает выде­ ление формальдегида, но снижает прочность и водостойкость плит.

4. Повышение сухого остатка смолы от 50 до 70 % снижает выделение фор­ мальдегида в 1,7 раза.

5. Снижение влажности осмоленной стружки на 1 % уменьшает содержание формальдегида в готовых плитах на 4,9-ь6,5 %. Наименьшее выделение сво­ бодного формальдегида имеет место при влажности осмоленной стружки 6. Прессование следует вести при высоких температурах 180-J-220 С, чтобы в период горячего прессования и при выгрузке из плит было удалено наи­ большее количество свободного формальдегида.

7. При медленном охлаждении в плотных штабелях содержание в них свобод­ ного формальдегида на 44 % ниже, чем при охлаждении веерным способом.

Однако при этом наблюдается снижение механических показателей плит Существуют и другие эффективные способы борьбы с токсичностью плит.

Применение различных добавок. Наиболее эффективными химическими веществами, вступающими в реакцию взаимодействия с формальдегидом, яв­ ляются вещества на хромомедноборном (ХМБ.Б) и хлорфенольном (пентахлорфенолят натрия - ПХФН) соединениях, которые с успехом могут приме­ няться также для биозащиты ДСП. Добавки вводят в количестве 1,4 % от массы абсолютно сухой стружки. Так, плиты на смоле КФ-МТ (карбамидоформальдегидная) без добавок даже через 4,5 месяца после изготовления выделяют фор­ мальдегид в количестве, превышающем ПДК в 8 раз. Применение же добавки ПХФН позволяет значительно сократить его выделение.

Плиты на смоле КФ-МТ (при насыщенности ими воздуха 0,4 м /м и тем­ пературе 20 °С) с добавкой 1,4 % ПХФН являются нетоксичными и биостойки­ ми, а с добавкой 0,8 % - пониженной токсичности. Физико-механические свой­ ства таких плит не изменяются [21, 22].

Обработка плит в электростатическом поле. Этот способ применим не­ посредственно после выхода плит из горячего пресса. В этот момент в них об­ разуется смесь формальдегида, паров воды, воздуха и некоторых газов, которые впоследствии могут вредно влиять на состав воздуха. Обработка плит в поле высокого напряжения удаляет свободный формальдегид и тем самым ограни­ чивает возможность последующей его миграции в воздух [19, 20].

Применение защитных покрытий. К ним относится покрытие латексной плёнкой [7]. Для повышения её защитных свойств в состав покрытия на основе бутадиенстирольного латекса СКС-65ГП вводится 2^-4 % тонкомолотых пиритных огарков, обладающих вулканизирующим действием. При применении таких покрытий выделение формальдегида не наблюдается [20].

Использование безопасных связующих. В качестве связующих было предложено использовать биологический клей на основе лигносульфоната. По прочности и водостойкости он не уступает клеям на основе карбамидных смол.

Биологический клей представляет собой продукт полимеризации техниче­ ских лигносульфонатов под воздействием ферментной системы гриба белой гнили Lentinus tigrinus. В его состав входят: твёрдый концентрат технического лингосульфоната 65 % и культурная жидкость 35 % [23, 24, 25, 26].

В качестве связующих для древесностружечных плит можно также ис­ пользовать термопластичные полимеры: полиэтилен высокого давления, ацетилцеллюлозу и производственные целлюлозы. Кроме того, в качестве исход­ ного сырья можно использовать не целлюлозу, а древесину или отходы сель­ скохозяйственных растений. Такие плиты обладают высокими прочностными и гидрофобными свойствами, а также удовлетворяют требованиям ГОСТа, предъявляемым к плитам на основе термореактивных смол. В таблице 1.2 при­ ведены их физико-механические свойства [27, 28].

Таблица 1.2 - Физико-механические свойства древесных плит Физико-механические свойства ацетовале- модифицирован­ Прдел прочности при изгибе, МПа 14,3-30 11,5-37,5 19,6-48,5 40,9-48, получать плиты с помощью пропитки древесины ПЭ-воском с последующей полимеризацией под действием у-излучения. Однако такие плиты больше под­ вержены водопоглощению [29].

Был также предложен способ получения плитных материалов из отходов древесины и растительного сырья без добавления связующего. Их получают с помощью «паровзрывной» обработки щепы, что позволяет изменять морфоло­ гию древесины и воздействовать на её химический состав. После гидролиза под действием пара и кратковременной декомпрессии в древесной массе образуют­ ся вещества, способные выполнять функцию связующего при последующем прессовании. Кроме того, введение катализаторов поликонденсации (соли же­ леза, меди, цинка и т.д.) позволяет существенно улучшить свойства плитных материалов [31]. В качестве катализатора можно также использовать серную кислоту [32, 33]. Физико-механические свойства таких плит приведены в таб­ лице 1.2.

1.5 Физико-химические и технологические свойства древесностружечных и древесноволокнистых композитов 1.5.1 Физические свойства Древесноволокнистые плиты представляют собой пористую систему. В них содержится огромное количество микрокапилляров диаметром 10" -г 10' мм. При этом пористость мягких плит достигает 80 %.

Древесноволокнистые плиты выпускают плотностью 100-г1100 кг/м [2, 13]; древесностружечные плиты плот- ностью 200-ьЮОО кг/м, но стандартом А кг/м. Распределение плотности по се­ чению плиты может быть различным, например, в поверхностных и среднем слоях она может различаться в 2 раза (рисунок 1.3) [34,35].

В нашей стране предприняты попытки к изучению разноплотности плит плоского периодического способа прессования по толщине. Была установлена «зона краевого спада» или «рыхлая зона» плит, которая оказывает отрицатель­ ное воздействие на свойства плит. В классическом виде максимальную плот­ ность имеют поверхностные слои и чем ближе к центру плиты, тем ниже плот­ ность. Фактически же максимальную плотность имеют слои, расположенные на расстоянии 2 мм (толщина плит - 19 мм) от поверхности плиты. В результате этого излишняя сошлифовка поверхности может иметь неблагоприятные последствия [36, 37].

Плотность влияет на физико-механические свойства (рисунок 1.4). С её ность плит, но при этом увеличивается Увеличение плотности также способст­ при размыкании плит пресса [37]. В древесностружечные плиты плотно­ стью 600-=-700 кг/м3 [4].

Влажность древесных композитов должна быть равной или близкой к рав­ новесной влажности, которую плиты приобретают в условиях эксплуатации, и составлять 8+2 % (таблица 1.3).* Таблица 1.3 - Равновесная влажность древесностружечных плит Относительная влажность Равновесную влажность можно определить по эмпирической формуле 1 - карбомидоформальдегидая смола (М-60); 2 - фенолоформальдегидная смола (248);

Рисунок 1.6 - Изменение сопротивления образцов древесностружечных плит статическому изгибу при циклической термообработке: а) вымачивание в воде при 20 С в течение 24 ч и высушивание при 70 °С до абсолютно сухого состояния; б) вымачивание в воде при 70 °С в течение 5 ч и высуширание; в) кипячение в воде в течение 2 ч и высушивание.

Итак, характеристика водостойкости показывает, что древесностружечные плиты на карбамидном связующем не следует долго держать на открытом воз­ духе или применять в условиях переменного увлажнения и высушивания. Фе­ нолоформальдегидная смола также не является вполне надежным связующим, так как условное давление набухания образцов снижается почти до единицы (принятой за критическое значение). Плиты на этой смоле можно хранить не­ продолжительное время на открытом воздухе или перевозить в открытых транспортных средствах. Древесностружечные плиты на фенолоспиртах считают вполне водостойкими и пригодными для изготовления конструкций, рабо­ тающих в условиях повышенной влажности воздуха [42].

Для повышения водостойкости древесных композитов были разработаны различные способы:

1. Использование для производства композита модифицированной стружки. Особенности процесса изготовления заключаются в возможно­ сти глубокой и равномерной пропитки древесных частиц фурановым по­ лимером, что позволяет получать плиты с повышенными показателями прочности, водостойкости, био- и огнестойкости. У них набухание по тол­ щине снижается в 3-М- раза. Разбухание плит из модифицированных стру­ жек стабилизируется на уровне 25 % после 6-ь7 циклов, а для контрольных - 30 % после 10 циклов. Величина обратимой деформации набухания у контрольных плит составляет 15 % за первый цикл, и она стабилизируется до 9,8 % после 8-го цикла, у модифицированных - соответственно 12 % и 8,8 % (после 6-ти циклов) (таблица 1.5) [44].

Таблица 1. Контроль­ ные на смо­ ле КФ-Ж Из стружки, 2. Использование защитных пленок. У плит, покрытых латексной пленкой, водопоглощение и набухание составляют соответственно 0,69 и 0,89 %, а разбухание за 24 ч снижается с 15,1 до 2 % [20].

Теплопроводность. Древесноволокнистые и древесностружечные плиты имеют волокнисто-пористую структуру. Материал содержит воздух как основ­ ной компонент теплового сопротивления материала. Так как его Х.=0, Вт/(м-°С), в то время как А древесины - 0,14-е-0,4 Вт/(м-°С), то эффективная теплопроводность (А-эф) определяется теплопроводностью материала-основы, по­ ристостью (объёмной долей и размерами пор), теплопроводностью контактов твёрдых компонентов, влажностью и температурой.

Лэф= 0,136^2 - 0,072/ 3 - 0,097/ + 0,022 + Ауп - для связанных материалов плотностью 100V700 кг/м Теплопроводность складывается из трёх составляющих: кондуктивного переноса тепла по волокнам, молекулярного и лучистого переноса тепла в про­ странстве между ними. Доля общего потока тепла зависит от теплопроводности материала волокон и степени черноты. С уменьшением плотности доля потока тепла монотонно падает и стремится к нулю. Но молекулярная составляющая общего потока тепла возрастает так же, как и доля лучистой, что приводит к росту Лэф [45, 46].

Коэффициент теплопроводности, измеряемый в Вт/(м-°С), для мягких дре­ весноволокнистых плит составляет не более 0,06-ь0,08. По мере увеличения плотности и влажности плит их теплоизоляционные свойства ухудшаются (таб­ лица 1.6). Итак, ДВП является хорошим теплоизоляционным материалом. Рас­ чёты показывают, что плиты толщиной 12 мм эквивалентны: сухим доскам хвойных пород древесины толщиной 25 мм, кирпичной стене толщиной мм, железобетонной панели толщиной 260 мм [2].

Таблица 1.6 - Коэффициент теплопроводности ДВП Коэффициент теплопроводности, Коэффициент теплопроводности ДСП плотностью 500-J-800 кг/м" при тем­ пературе 20 °С и влажности 6ч-10 % находится в пределах 9,7-10"2-ь1Ы0" Вт/(м-°С), а удельная теплоёмкость равна 1,68-И,88 кДж/(кг-°С). С увеличением плотности и влажности теплопроводность возрастает (рисунок 1.7). При повы­ шении температуры плит также наблюдается его повышение, особенно в тем, что вода, находящаяся нию древесины и тем са­ мым повышает теплопро­ водность материала клеточных стенок » ч_^ циент кДж/ ^w1 JS •& влажность плит: 1 - 0 %, 2 - 4 %, 3 - 8 %, зом, древесностружечные плиты можРисунок 1.8 - Влияние плотности ДСП на н о использовать в качестве покрытия коэффициент теплоусвоения.

При использовании мягких плит в качестве ограждающих конструкций в строительстве необходимо знать их воздухо- и паропроницаемость.

Воздухопроницаемость. Мягкие ДВП обладают малым сопротивлением воздухопроницанию {0,49 (м -ч-Па)/кг}, т.е. легко продуваемы и не держат теп­ ла в помещении. Для увеличения воздухопроницания их необходимо оклеивать или обкладывать крафт-бумагой. В Финляндии и Швеции применение импрегнированной крафт-бумаги, покрытой с одной стороны алюминиевой фольгой, обязательно, т.к. она в 6 раз увеличивает сопротивление воздухопроницанию и приближает конструкцию к свойствам кирпичной стены толщиной в полтора кирпича [2].

Паропроницаемость оценивается коэффициентом паропроницания в мг/(м-ч-Па), для твёрдых ДВП плотностью 1000 кг/м он составляет 12-10'.

Твёрдые и полутвёрдые древесноволокнистые плиты обладают хорошим со­ противлением паропроницаемости, однако они уступают древесине, кирпичу, бетону. Мягкие плиты обладают большой паропроницаемостью (таблица 1.7) и требуют дополнительной защиты [2].

Таблица 1.7 - Данные по паропроницаемости Звукопоглощение. ДВП является звукоизоляционным материалом, кото­ рый лишь немногим уступает дорогостоящим синтетическим материалам. Ко­ эффициент звукопоглощения для мягких плит толщиной 16 мм составляет 0,45, а толщиной 22 мм - 0,65. Итак, при массе 1 м2 материала 3,5-г8 кг звукоизоля­ ционная способность ДВП составляет 24-КЗО дБ. Однако звукоизоляционные свойства падают с увеличением плотности и уменьшением пористости.

Таблица 1.8 — Данные о звукопоглощении Материал высоких частот, а наиболее неблагоприятно на слух действуют звуки в полосе от 7000 Гц. Акустические (с перфорацией) мягкие ДВП полностью поглощают звук в диапазоне колебаний 200-КЗОО Гц. При этом следует отметить, что наи­ более эффективной звукопоглощающей конструкцией является сочетание мяг­ ких плит с твёрдыми акустическими при их установке со стороны распростра­ нения звука [2]. ДСП также обладают звукоизолирующей способностью. Плиты плотностью 500-S-700 кг/м в пределах нормируемого спектра частот (100-ь Гц) обладают звукоизолирующей способностью, однако для плит плотностью 800 кг/м при высоких частотах (3100ч-3200 Гц) она отсутствует [38].

1.5.2 Технологические свойства Способностью к пробиванию гвоздями обладает большинство ДВП. Одна­ ко сверхтвёрдые плиты трудно пробиваются, поэтому в них предварительно сверлят отверстия [13].

Древесноволокнистые и древесностружечные плиты хорошо поддаются склеиванию. Учитывая высокую пористость мягких плит, в клеи и клеящие эмульсии необходимо вводить наполнитель - древесную или ржаную муку.

Прочное склеивание обеспечивают цементно-казеиновые клеи, холодные би­ тумные мастики, силикатно-битумный клей. Твёрдые и мягкие плиты также от­ лично поддаются окраске масляными, водоэмульсионными и различными син­ тетическими эмалями, оклейке обоями, линкрустом, бумажными пластиками и другими листовыми синтетическими плёнками. Для улучшения адгезии по­ верхность твёрдой плиты перед нанесением покрытия шлифуют [2].

1.5.3 Специальные свойства Биостойкость. Обычные, мягкие и полутвёрдые древесноволокнистые плиты подвержены поражению домовыми и другими дереворазрушающими грибами. Около 10 % мягких плит поражаются ими уже через 3-=-4 г. Твёрдые и сверхтвёрдые ДВП более устойчивы и поражаются грибами так же, как нату­ ральная древесина. Следует также отметить, что плиты мокрого способа произ­ водства меньше обрастают плесневыми грибами, чем плиты, полученные сухим способом [2, 18].

Для повышения биостойкости мягкие плиты пропитывают водными рас­ творами антисептиков. Однако введение различных фунгицидных и инсекти­ цидных препаратов эффективно при сухом способе, так как при мокром спосо­ бе производства растворы вымываются. Биостойкость древесностружечных плит зависит от биостойкости древесины и связующего, из которых изготовле­ ны плиты, а также от вида разрушителей. Она выше биостойкости натуральной древесины и ДВП, но все же недостаточна и ограничивает применение данного композита. Для её повышения в древесную массу вводят антисептики. Так по­ теря массы неантисептированных плит составляет 31-ь48 %, а у антисептированных - не более 1 % [38].

Огнестойкость. Она оценивается по потере массы при огневом испытании где П - огнестойкость, %; w0 - начальная масса образца, кг; тк - масса образца после испытания, кг.

По пожарным нормам ДВП относятся к сгораемым материалам. Они вос­ пламеняются быстрее натуральной древесины. При пожаре твёрдые плиты го­ рят открытым пламенем, а мягкие сгорают в тлении. Огнестойкость ДСП выше, чем натуральной древесины и ДВП.

Для повышения огнестойкости плит в них вводят антипирены [2], напри­ мер фанкор ДЦДА в количестве 10-И 2 % (по массе). Полученные при этом пли­ ты классифицируются как трудносгораемые, с умеренной дымообразующей способностью. Однако их прочность несколько снижается [47].

Чтобы сохранить прочностные свойства при одновременном повышении огнестойкости, применяют поверхностное покрытие плит огнезащитными со­ ставами. Эти плиты могут быть отнесены к трудносгораемым материалам [38].

Примером может служить состав из жидкого стекла, асбестоцементных отходов и наполнителя (кремнегеля), взятых в пропорции 40:15:40, который относится к трудногорючей группе и не влияет на прочностные свойства композита (предел прочности изменяется только на 2-^-3 %) [48].

Стойкость к воздействию агрессивных сред. Твёрдые плиты обладают высокой стойкостью по отношению к слабым кислотам и щелочам, концентри­ рованным органическим кислотам, спиртам, растительному и минеральному маслам, углеводородам, но не стойки к концентрированным неорганическим кислотам и концентрированным щелочам. При воздействии последних проис­ ходит набухание плит. Сверхтвёрдые плиты более стойки к воздействию хими­ катов [2].

1.6 Механические свойства древесностружечных и древесноволокнистых композитов 1.6.1 Физико-механические характеристики Древесные композиты обладают высокими механическими характеристи­ ками. Для них предел прочности при изгибе составляет 33+50 МПа (твёрдые ДВП) и 14+20 МПа (ДСП), при растяжении вдоль пласти - 9-М 6 МПа (твёрдые ДСП). Однако это соответствует 38+58 % (ДВП) и 16+23 % (ДСП) от предела прочности при изгибе и 15 % от предела прочности при растяжении вдоль во­ локон древесины (сосны обыкновенной). Модуль упругости древесины ( МПа) также превышает Е древесностружечных плит (1700+4000 МПа) [3, 12, 14].

Кроме того, для древесных композитов (ДВП, ДСП) отсутствует безопас­ ное напряжение, т.е. напряжение, при котором долговечность становится бес­ конечно большой. Для древесины безопасное напряжение (предел длительного сопротивления) составляет приблизительно 0,5 от временного сопротивления разрушению.

При рассмотрении излома ДСП можно заметить, что при разрушении часть древесных частиц разрывается, часть выдергивается, а также происходит раз­ рушение полимера. Поэтому предел прочности состоит из трёх слагаемых: доли прочности плиты за счёт сопротивления выдергиванию древесных частиц (crcd),