Український журнал лісівництва та деревинознавства

Вплив умов середовища експлуатації деревних композитів на міцність адгезійного з’єднання

Олександра Горбачова, Сергій Мазурчук, Наталія Буйських, Василь Ломага, Андрій Матвійчук
Завантажити статтю
Анотація

Для забезпечення довговічності та безпечної експлуатації виробів із деревних композитів необхідно чітко розуміти, як умови експлуатації впливають на адгезійні властивості матеріалів. Метою роботи було експериментально дослідити вплив умов експлуатації на зміну маси та розмірів зразків в основі яких деревиностружкова (ДСП) та середньої щільності (MDF) плита, шпонованих дубом з використанням клеїв різного ступеню вологостійкості. Встановлено закономірності впливу даних факторів на матеріали та міцність клейового з’єднання. Виявлено, що збільшення маси у зразків з основою ДСП на рівні 6,25 %. Для MDF значення дещо відрізнялося і становило 4,3 %. При поєднанні впливу умов середовища на зразки ДСП і MDF показники зменшувалися до 3,72 та 2,99 % відповідно. Також встановлено, що найстійкішим був клей «Rakoll Express D3». Тоді як найгірші показники продемонстрував клей «Woodmax WR 13.50M». Максимальне збільшення лінійних розмірів зафіксовано у зразків ДСП з клеєм D3 – 5,25 %. Розраховано коефіцієнти стійкості, що свідчать про значне зниження міцності особливо під впливом вологості та температури одночасно. Найменш стійким було поєднання MDF та клею WR 13.50M. Натомість комбінація ДСП і клею D3 виявилася найкращою. Виявлено, що на лінійні розміри більш вагомим фактором впливу була вологість середовища. Використання деревних композитів у конструкціях, де матеріали піддаються впливу змін температури, вологості та ультрафіолетового випромінювання, є важливим для забезпечення тривалої служби та надійності таких виробів

Ключові слова

деревні матеріали, умови експлуатації, стабільність геометричних розмірів, вологе середовище, коливання температури та вологості, руйнівне навантаження

ЦИТУВАТИ
Horbachova, O., Mazurchuk, S., Buiskykh, N., Lomaha, V., & Matviichuk, A. (2024). Effect of the operating environment conditions of wood composites on the adhesive joint strength. Ukrainian Journal of Forest and Wood Science, 15(4), 56-71. https://doi.org/10.31548/forest/4.2024.56
Використані джерела

[1] Brandstätter, F., Kalbe, K., Autengruber, M., Lukacevic, M., Kalamees, T., Ruus, A., Annuk, A., & Füssl, J. (2023). Numerical simulation of CLT moisture uptake and dry-out following water infiltration through end-grain surfaces. Journal of Building Engineering, 801, article number 108097. doi: 10.1016/j.jobe.2023.108097.

[2] Dabin, S., & Keonho, K. (2022). Influence of manufacturing environment on delamination of mixed cross laminated timber using polyurethane adhesive. Journal of the Korean Wood Science and Technology, 50(3), 167-178. doi: 10.5658/WOOD.2022.50.3.167.

[3] Derikvand, M., Hosseinzadeh, S., & Fink, G. (2021). Mechanical properties of dowel laminated timber beams with connectors made of salvaged wooden materials. Journal of Architectural Engineering, 27(4), article number 04021035. doi: 10.1061/(ASCE)AE.1943-5568.0000513.

[4] EN 204:2002. (2002). Classification of thermoplastic wood adhesives for non-structural applications. Retrieved from https://standards.iteh.ai/catalog/standards/sist/6048926f-ceea-4f8c-8311-785fa208380a/sist-en-204-2002?srsltid=AfmBOorQpaLWzHYjaZW1rsg_zTPNqbzhlbEpiKyRvQwHwwRIEjk05Hou.

[5] EN 205:2003. (2003). Adhesives – wood adhesives for non-structural applications – determination of tensile shear strength of lap joints. Retrieved from https://standards.iteh.ai/catalog/standards/cen/d37b9403-a6d6-4ff6-a508-db6f87fccc15/en-205-2003?srsltid=AfmBOorN5TM55-xcfyqsTL75tSPlx6CUaDppRykqcp9kFBf8dklPdSnG.

[6] Ergun, M.E., Özlüsoylu, I., Istek, A., & Can, A. (2023). Analysis and impact of activated carbon incorporation into urea-formaldehyde adhesive on the properties of particleboard. Coatings, 13, article number 1476. doi: 10.3390/coatings13091476.

[7] ISO 9653:1998. (1998). Adhesives – test method for shear impact strength of adhesive bonds. Retrieved from https://cdn.standards.iteh.ai/samples/28297/c3ca7765901c484b96b06a664e8a280d/ISO-9653-1998.pdf.

[8] Lysenko, V., Bolbot, I., & Lendel, T. (2019). Energy efficient system of electrotechnological complex control in industrial greenhouse. Technical Electrodynamics, 2019(2), 78-81. doi: 10.15407/techned2019.02.078.

[9] Magalhães, R., Nogueira, B., Costa, S., Paiva, N., Ferra, J.M., Magalhães, F.D., Martins, J., & Carvalho, L.H. (2021). Effect of panel moisture content on internal bond strength and thickness swelling of medium density fiberboard. Polymers, 13(1), article number 114. doi: 10.3390/polym13010114.

[10] Mazurchuk, S., Tsapko, Y., Horbachova, O., & Tsapko, А. (2023). Justification of the manufacturing plywood technology on dry glues. Key Engineering Materials, 953, 33-41. doi: 10.4028/p-b9KU9k.

[11] Pipíška, T., Pařil, P., Čermák, P., Dömény, J., Král, P., & Kamke, F. (2020). Effect of chemical and thermal modification, and material replacement on strand board properties. European Journal of Wood and Wood Products, 78(3), 565-5751. doi: 10.1007/s00107-020-01527-8.

[12] Pizzi, A., & Mittal, K.L. (2018). Handbook of adhesive technology. Boca Raton: CRC Press.

[13] Ravindra, V.G. (2023). Synthesis and characterization of starch-stabilized polyvinyl acetate-N-methylol acrylamide polymer-based wood adhesive. Journal of the Indian Academy of Wood Science, 20(1), 51-61. doi: 10.1007/s13196-023-00312-3.

[14] Resnais, P., Grekis, A., Keivs, M., & Gaujena, B. (2021). Possibilities of useful use of gluedwooden construction residues. Materials, 14(151), article number 4106. doi: 10.3390/ma14154106.

[15] Ribeiro, D.P., Vilela, A., Silva, D.W., Napoli, A., & Mendes, R.F. (2020). Effect of heat treatment on the properties of sugarcane bagasse medium density particleboard (MDP) panels. Waste and Biomass Valorization, 11(4), 6429-6441. doi: 10.1007/s12649-019-00882-9.

[16] Szewczak, A. (2021). Influence of epoxy glue modification on the adhesion of CFRP tapes to concrete surface. Materials, 14(21), article number 6339. doi: 10.3390/ma14216339.

[17] Tsapko, Y., Likhnyovskyi, R., Horbachova, O., Mazurchuk, S., Tsapko, А., Sokolenko, K., Matviichuk, A., & Sukhanevych, M. (2022). Identifying parameters for wood protection against water absorption. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6/12(120), 71-81. doi: 10.15587/1729-4061.2022.268286.

[18] Vaněrek, J., Bálková, R., Šmak, M., Běťák, A., & Vejpustek, Z. (2024). The effect of long and short term elevated temperatures on the behaviour of lap glued joints of load-bearing spruce elements. International Journal of Adhesion and Adhesives, 129, article number 103575. doi: 10.1016/j.ijadhadh.2023.103575.

[19] Vnučec, D., Mikuljan, M., Kutnar, A., Sernek, M., & Goršek, A. (2016). Influence of process parameters on the bonding performance of wood adhesive based on thermally modified soy proteins. European Journal of Wood and Wood Products, 74(4), 553-561. doi: 10.1007/s00107-016-1018-1.

[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), 1155-11651. doi: 10.15376/biores.18.1.1155-1165.

[21] Yang, R., Wu, Y., Sun, Y., Zhang, X., & Zhai, W. (2021). Durability of glulam under artificial simulated acid rain and seawater. Journal of Forestry Engineering, 6(3), 47-53.