Висвітлено сучасний стан теорії та практики склеювання деревини, визначено умови одержання надійного та довговічного клейового з'єднання деревини з різноманітними матеріалами. Розглянуто властивості клеїв (тваринного та рослинного походження), запропоновано методики їх приготування, а також способи регулювання технологічних процесів. Описано сучасні методи аналізу клеїв, контролю якості склеювання, а також перспективні неруйнівні методи оцінки міцності склеювання. Розглянуто питання охорони праці та навколишнього середовища. Подано основні відомості про клеї відомих європейських фірм. Наведено спеціальні терміни на українській, російській, німецькій та англійській мовах з даного питання.

Рассмотрено современное состояние теории и практики склеивания древесины, определены условия получения надежного и долговечного клеевого соединения древесины с разнообразными материалами. Рассмотрены свойства клея (животного и растительного происхождения), предложены методики его приготовления, а также способы регулирования технологических процессов. Описаны современные методы анализа клея, контроля качества склеивания, а также перспективные неразрушающие методы оценки прочности склеивания. Рассмотрены вопросы охраны труда и окружающей среды. Изложены основные сведения о клеях известных европейских фирм. Приведены специальные термины на украинском, русском, немецком и английском языках по данному вопросу.

Розглянуто наукові засади прогнозування довговічності з'єднань деревини клеями на термопластичній основі, що враховують закономірності зміни напружено-деформаційного стану клейових з'єднань залежно від умов їх експлуатації. Охарактеризовано математичну модель прогнозування довговічності термопластичних клейових з'єднань деревини, яка дозволяє за короткий проміжок часу, не руйнуючи склеєну деревину, незалежно від марки клею, породи деревини, часових меж експлуатації та без прив'язки до температурного та вологісного діапазону прогнозувати міцність та довговічність для термопластичних клейових з'єднань різних порід деревини. Зазначено, що підвищена вологість навколишнього середовища під час експлуатації термопластичних клейових з'єднань деревини сприяє утворенню додаткових водневих зв'язків між компонентами клейової композиції і між компонентами клейової композиції і деревиною через молекули води. Наведено рекомендації та програмне забезпечення для прогнозування міцності та довговічності термопластичних клейових з'єднань деревини за виробничих умов. Прораховано економічну ефективність від використання математичної моделі.

Виришено актуальне науково-технічне завдання, що полягає у модифікуванні гомополімерних ПВА дисперсій для формування з'єднань деревини твердолистяних порід на основі сировинної бази вітчизняного виробництва, з покращаними показниками міцності клейових з'єднань. Обгрунтовано використання реактиву фентона та комплексу з азотної кислоти та нітрату алюмінію для модифікування гомополімерних ПВА дисперсій. Встановлено вплив вмісту модифікувальних домішок на властивості клейових композицій (КК) та з'єднань деревини на їх основі. Одержано регресійні залежності межі міцності на сколювання вздовж волокон з'єднань деревини твердолистяних порід від параметрів режиму склеювання та розраховано раціональні режимні параметри процесу склеювання деревини, що забезпечують високі показники міцності утворених з'єднань. Розраховано економічний ефект виготовлення та використання модифікованих КК.

Наведено результати досліджень з вивчення впливу високих температур на структуру клейових плівок отриманих з модифікованих і немодифікованої клейових композицій на основі полівінілацетатної (ПВА) дисперсії марки ПВАД-51П. На основі аналізу хімічних і структурних перетворень зроблено висновки щодо можливостей їх використання для склеювання деревини та деревинних матеріалів у виробах, які можуть експлуатуватись за різних температур оточуючого середовища.

Одним з найрозповсюдженіших типів конструкцій з клеєної деревини є гнутоклеєні рами. З використанням гнутоклеєних рам побудовано багато споруд промислового і громадською призначення. Використання таких рам в спорудах з агресивним середовищем показало велику надійність. Однак, при всіх перевагах гнутоклеєних рам з клеєної деревини їх застосування стримується недосконалістю методик розрахунку напружень, які базуються на принципах розрахунку конструкцій з цільної деревини. Потреба ретельного дослідження і удосконалення методик розрахунку гнутоклеєних рам обумовлює актуальність теми дослідження. Мета роботи - чисельні дослідження експериментальних рам з подальшим вдосконаленням методик розрахунку напружень в карнизних вузлах гнутоклеєних рам. Для досягнення поставленої мети було проведено теоретичне визначення переміщень і компонент напруженого стану з використанням експериментальних пружних характеристик матеріалу рам. Клеєна деревина в порівнянні з цільною ближча до транстропної розрахункової схеми симетрії, згідно з якою механічні і пружні властивості будівельного матеріалу в площинах, перпендикулярних напрямку вздовж волокон деревини, є еквівалентними. Для достовірного визначення параметрів напружено-деформованою стану в елементах будь-якого обрису, отримання якісної картини розподілу напружень по всій довжині рами і встановлення закономірності зміни напружень у складі всієї конструкції використано програмний комплекс ЛІРА-САПР, в якому було реалізовано модель ортогональної анізотропії (ортотропії) в пластинчастих скінченних елементах. Аналізуючи отримані результати, можна зробити висновок, що в цілому збіг між теоретичними і експериментальними даними є задовільним. Можна стверджувати, що деформований стан рам, отриманий теоретичним розрахунком з врахуванням дійсних фізико-механічних характеристик матеріалу експериментальних конструкцій, є достовірним. Враховуючи те, що в стиснуто-згинальних елементах додатковий згинальний момент від нормальної сили є функцією переміщень, можна вважати, що даний розрахунок за методом скінченних елементів в ПК ЛІРА-САПР дозволяє цілком задовільно визначати напруження з врахуванням деформованої схеми рам і анізотропії фізико-механічних властивостей клеєної деревини.

Запропонована діагностична ознака призначається для виявлення відшарування сучків у пиломатеріалах і заготовках для клеєних виробів. Ознака грунтується на визначенні просторової похідної яскравості пікселів зображення й спрямована на виявлення швидких змін похідної. Оскільки під час визначення діагностичної ознаки здійснюється нормування яскравості кожного пікселя до усередненої яскравості зображення, це значно послаблює вплив варіацій освітлення та оптичних властивостей деревини на результат діагностування.

Розглянуто проблеми міцності та довговічності термопластичних полівінілацетатних клейових з'єднань деревини. Проаналізовано клеї для склеювання деревини та деревинних матеріалів, їхні властивості та з'єднання, сучасні екологічні вимоги до них, вплив експлуатаційних факторів на міцність і довговічність з'єднань деревини. Наведено результати теоретичних та експериментальних досліджень впливу вологості та температури на міцність і довговічність термопластичних полівінілацетатних клейових плівок та з'єднань деревини на їх основі. Досліджено механізми формування з'єднань деревини різних порід полівінілацетатними клеями, зміну їх міцності та довговічності залежно від умов експлуатації, вплив вологості та температури на зазначені клейові з'єднання та методику прогнозування їхньої міцності та довговічності. Побудовано математичну модель для прогнозування міцності та довговічності термопластичних полівінілацетатних клейових з'єднань деревини.

Індекс рубрикатора НБУВ: М134.06-3

Рубрики:

Склеювання деревини у столярно-механічному виробництві (клейове з'єднання деревини)

Шифр НБУВ: Ж24320 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Конструкційна клеєна деревина завдяки високим фізико-механічним якостям (міцність, жорсткість, стабільність розмірів, різноманітність форми поперечного перерізу, придатність до переробки тощо) широко використовується в будівлях і спорудах різного призначення. В Україні клеєні дерев'яні конструкції добре відомі та застосовуються як у малоповерховому приватному будівництві, так і при зведенні громадських будівель і споруд. Із переходом до проектування дерев'яних конструкцій згідно Європейських норм виникають проблеми оцінки несучої здатності клеєних дерев'яних конструкцій, пов'язані з недостатнім обсягом даних за фізико-механічних і деформаційних властивостей клеєного бруса, який виготовляється на території України. Мета роботи - визначення несучої здатності на згин і прогинів натурних клеєних дерев'яних балок під дією зосередженого навантаження в середині прольоту. Для проведення дослідження використано балки довжиною 9880 мм, виготовлені з використанням пиломатеріалів деревини сосни та однокомпонентного поліуретанового клею. Розміри поперечного перерізу балки: ширина 120 мм, висота 180 мм. Виходячи з характеристик мінімального за нормами класу клеєної деревини GL24h, визначено теоретичну несучу здатність і прогин випробуваних балок. Розроблено методику та виконано випробування клеєних дерев'яних балок на згин, отримано залежності прогину від навантаження натурних клеєних дерев'яних балок під дією зосередженого навантаження в середині прольоту. Фактичний прогин балок склав 251 і 275 мм, що в 1,31 і 1,44 разу перевищує прогнозні значення прогину. Відповідно, руйнівне навантаження, визначене експериментально, в 1,96 і 2,03 разу перевищує теоретичне значення. Ескпериментальні значення руйнівного навантаження та прогину балок перевищили прогнозні теоретичні значення. При проведенні випробувань досліджено особливості деформування та характер руйнування балок. У цьому випадку визначальним фактором є наявність дефектів деревини та стиків ламелей по довжині в найбільш напружених шарах. З урахуванням отриманих даних наведено рекомендації по виготовленню, спрямовані на підвищення міцності клеєних балок із деревини на згин.

Дисертація присвячена розв'язанню актуальної науково-технічної задачі удосконалення технологічного процесу виготовлення порожнистих клеєних брусів для столярних виробів. Розроблено раціональні конструкції порожнистих клеєних брусів з урахуванням конструкційних особливостей столярних виробів і розраховано втрату деревинної сировини та клейових матеріалів на їхнє виготовлення. Одержано аналітичні вирази для еквівалентної теплопровідності порожнистих клеєних брусів з урахуванням конвекції та випромінювання, а також густини та вологості деревини. Визначено міцність порожнистих клеєних брусів на статичний згин і досліджено показники їхньої формостійкості. Удосконалено методику експериментального визначення теплової активності порожнистих клеєних брусів і методику оцінки еколого-економічної ефективності процесу їхнього виготовлення. Достовірність положень дисертації підтверджено результатами експериментальних досліджень, апробації та впровадження у виробничий і навчальний процес.

Розглянуто розташування річних шарів деревини у поперечному перетині дощок та заготовок. Одержано залежність середнього значення кута між річними шарами і пластями пиломатеріалу від його розташування відносно осі колоди.

Раскрыты преимущества и перспективы использования деревянных клееных конструкций в современном строительстве и архитектуре. Анализ отечественного и зарубежного опыта использования КДК (клееных деревянных конструкций) позволяет отбросить сложившиеся в отечественной проектной практике предубеждения против использования этих конструкций. На примере построек известных архитекторов выявлены возможности художественной выразительности данных конструкций.

Індекс рубрикатора НБУВ: М134.06

Рубрики:

Склеювання деревини у столярно-механічному виробництві (клейове з'єднання деревини)

Шифр НБУВ: ДС50722 Пошук видання у каталогах НБУВ