Український журнал лісівництва та деревинознавства

ОЦІНКА СТІЙКОСТІ КЛЕЙОВОГО З’ЄДНАННЯ СТОЛЯРНОГО ВИРОБУ ДО АТМОСФЕРНИХ КОЛИВАНЬ

Георге Пей, Олександра Горбачова, Юрій Володимирович Цапко, Сергій Мазурчук, Богдан Васильович Денисюк
Завантажити статтю
Анотація

Деревина та деревинні клеєні вироби широко застосовуються як будівельні конструкції в різних галузях будівництва, що експлуатуються в широких межах впливу атмосферних чинників та потребують забезпечення стійкості та довговічності. Тому мета полягала у проведенні експериментальних досліджень для визначення стійкості клейового з’єднання віконного елемента з деревини під впливом температурних та волого статичних коливань.У зв’язку з цим застосовано комплексний підхід для експериментального встановлення ефективності клеєного шару деревини шляхом вивчення стійкості адгезійного шару до руйнування при зміні температурно вологісних полів в широких межах. За експериментальними значеннями межі клейового шару після дії температурно вологісних полів на зразок клеєної деревини встановлено, що найкращий результат межі міцності (0,29 Н/мм2) отримано для поліуретанового клею. Для каучукового клею та ПВА межа міцності склала 0,17 Н/мм2, що досить добре забезпечує адгезію завдяки своїм властивостям. Це пояснюється тим, що клейовий склад повинен володіти достатньою еластичністю, щоб дозволяти деревині розширюватися і всихати під впливом температури. Натомість для клеєного шару на основі бустилату та рідкого скла встановлено межу міцності при навантажені 0,07 Н/мм2 та 0,12 Н/мм2 відповідно. Зниження адгезійної здатності для бустилату пов’язано з тим, що при низькому рівні температури він втрачає свої властивості. Клей на основі рідкого скла має лужне середовище та взаємодіє з компоненти смоляних кислот деревини, знижуючи адгезію. Отримані результати дозволяють підібрати ефективні клеї для виготовлення композиційних матеріалів з деревини залежно від умов експлуатації та передбачити властивості клеєної деревини

Ключові слова

клеєна деревина, технологічні параметри, температурно-вологісні поля, стійкість, міцність адгезійного шару

ЦИТУВАТИ
Pei, G., Horbachova, O., Tsapko, Yu., Mazurchuk, S., & Denysiuk, B. (2023). Evaluation of the resistance of adhesive joints of carpentry to atmospheric fluctuations. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 14(2), 67-82. https://doi.org/10.31548/forest/2.2023.67
Використані джерела

[1] Bilik, A.C.B., & Trianoski, R. (2022). Еvaluation of the physico-mechanical properties of plywood panels and laminated veneer lumber of Pinus glabra Walt. Floresta, 52, 323-331. doi: 10.5380/rf.v52 i2. 80147.

[2] Can, A., Krystofiak, T. & Lis, B. (2021). Shear and adhesion strength of open and closed system heat-treated wood samples. Maderas. Ciencia y Tecnología, 23, article number 32. doi: 10.4067/S0718-221X2021000100432.

[3] Frederick, A., Kamke, J., & Lee. N. (2007). Adhesive penetration in wood – a review. Wood and Fiber Science, 39(2), 205-220.

[4] Frihart, C.R. (2011). Wood adhesives: Vital for producing most wood products. Forest Products Journal, 61(1), 4-12. doi: 10.13073/0015-7473-61.1.4.

[5] Frihart, C.R., Brandon, R., Ibach, R.E., Hunt, C.G., & Gindl-Altmutter, W. (2021). Comparative adhesive bonding of wood chemically modified with either acetic anhydride or butylene oxide.  Forests, 12(5), article number 546. doi: 10.3390/f12050546.

[6] Gavrilović-Grmuša, I., Dunky, M., Djiporović-Momčilović, M., Popović, M., & Popović, J (2016). Influence of pressure on the radial and tangential penetration of adhesive resin into poplar wood and on the shear strength of adhesive joints. Bioresources, 11(1), 2238-2255. doi: 10.15376/biores.11.1.2238-2255.

[7] Hariz, T.M.R., Hadi, Y.S., Lubis, M.A.R., Sari, R.K., & Hidayat, W. (2023). Physical and mechanical properties of cross-laminated timber made of a combination of mangium-puspa wood and polyurethane adhesive. Jurnal Sylva Lestari, 11(1), 37-65. doi: 10.23960/jsl.v11i1.645.

[8] Jang, Y., & Li, K. (2015). An all-natural adhesive for bonding wood. Journal of the American Oil Chemists' Society, 92, 431-438. doi: 10.1007/s11746-015-2610-y.

[9] Kawecki, B. (2023). Numerical modelling and experimental testing on polyurethane adhesively bonded joints behaviour in wood-wood and wood-carbon fibre reinforced polymer layouts. Advances in Science and Technology Research Journal, 17(2), 36-52. doi: 10.12913/22998624/159723.

[10] Kol, H.S., Özbay, G., & Altun, S. (2009). Shear strength of heat-treated tali (Erythrophleum ivorense) and iroko (Chlorophora excelsa) woods, bonded with various adhesives. Bioresources, 4(4), 1545-1554. doi: 10.15376/biores.4.4.1545-1554.

[11] Perçin, O., & Uzun, O. (2014). Determination of bonding strength in heat treated some wood materials. Faculty of Forestry Journal, 15, 72-76. doi: 10.18182/tjf.91069.

[12] Sebera, V., Pečnik, J.G., Azinović, B., Milch, J., & Huč, S. (2020). Wood-adhesive bond loaded in mode II: experimental and numerical analysis using elasto-plastic and fracture mechanics models. Holzforschung, 75(7), 655-667. doi: 10.1515/hf-2020-0141.

[13] Stoeckel, F., Konnerth, J., & Gindl-Altmutter, W. (2013). Mechanical properties of adhesives for bonding wood – A review. International Journal of Adhesion and Adhesives, 45, 32-41. doi: 10.1016/j.ijadhadh.2013.03.013.

[14] Tao, X., Tian, D., Liang, S., Li, S., & Fu, F. (2023). Effects of wet treatment on bonding strength and electrothermal performance of electrothermal plywood bonded with emulsion polymer-isocyanate adhesive. Polymer Composites, 44(2), 1331-1342.  doi: 10.1002/pc.27173.

[15] Treu, A., Bredesen, R., & Bongers, F. (2019). Enhanced bonding of acetylated wood with an MUF-based adhesive and a resorcinol-formaldehyde-based primer. Holzforschung, 74(4). doi: 10.1515/hf-2019-0056.

[16] Trisatya, D.R., Santoso, A., Abdurrachman, A., & Prastiwi, D.A. (2023). Performance of Six-Layered Cross Laminated Timber of Fast-Growing Species Glued with Tannin Resorcinol Formaldehyde. Journal of the Korean Wood Science and Technology, 51(2), 81-97. doi: 10.5658/WOOD.2023.51.2.81.

[17] Tsapko, Y., Horbachova, О., Bondarenko, O., & Mazurchuk, S. (2021a). Justification of conditions of application of thermo modified veneer for protection of wooden products from moisture. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 1164, article number 012050. doi: 10.1088/1757-899X/1164/1/012050/.

[18] Tsapko, Yu., Vasylyshyn, R., Melnyk, O., Lomaha, V., Tsapko, A., & Bondarenko, O. (2021b). Regularities in the washing out of water-soluble phosphorus-ammonium salts from the fire-protective coatings of timber through a polyurethane shell. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 2(10(110)), 51-58. doi: 10.15587/1729-4061.2021.229458.

[19] Ülker, O. (2016). Wood adhesives and bonding theory. In Adhesives – applications and properties (рp. 271-288). London: InTechOpen. doi: 10.5772/65759.

[20] Yalçın, İ., & Esen, R. (2023). Adhesive type’s effects on adhesive strength of densified reinforced laminated wood obtained from black poplar (Populus nigra L.). BioResources, 18(1), 1155-1165. doi: 10.15376/biores.18.1.1155-1165.