Существующие виды склеивания

Клеевые соединения древесины различают на торцовые и боковые. Торцовые клеевые соединения могут быть:

• впритык плоскими торцовыми поверхностями;
• шиповые, профилированными поверхностями;
• на ус, с одинаковым уклоном к продольной оси;
• на ступенчатый ус;
• зубчатое клеевое соединение;
• ступенчатое клеевое соединение.

Боковые клеевые соединения древесины бывают:

• кромочное;
• соединение на гладкую фугу, на вставных шипах;
• в паз и гребень, на рейку;
• пластевое клеевое соединение.

Все клеевые соединения должны обеспечивать максимально достижимую прочность. Торцовые клеевые соединения могут быть получены с прочностью около 80% прочности цельной древесины. Боковые клеевые соединения на гладкую фугу должны иметь прочность, равную прочности склеиваемой древесины. Склеивание измельченной древесины представляет собой сочетание торцового и бокового склеивания частиц.

Преобладание того или другого вида склеивания зависит от формы и размера частиц измельченной древесины. От этого соотношения1 зависит прочность материала, изготовленного склеиванием измельченной древесины. При проектировании клеевых соединений необходимо учитывать условия экслуатации, которые оказывают свое влияние на равновесную эксплуатационную влажность древесины, а через нее на физико-механические свойства клеевых соединений. Согласно <Строительным нормам и правилам> (СНиП) конструкции деревянные клееные в зависимости от условий эксплуатации делятся на девять групп.

Технологический процесс склеивания всегда складывается из следующих операций, осуществляемых в определенной последовательности: подготовка поверхностей к склеиванию, подготовка клея; нанесение клея на склеиваемые поверхности; запрессовка склеиваемых заготовок и выдержка до разборной прочности; выдержка склеенных заготовок до полного отверждения клея.

Подготовка поверхности к склеиванию зависит от вида склеиваемых материалов, размеров, формы заготовок, применяемых клеев, технических возможностей. Вопросы подготовки поверхности должны рассматриваться при изучении характерных видов склеивания. Подготовка клея заключается в приготовлении рабочего раствора. Нормативным документом для этого является технологический режим приготовления соответствующего клея. В технологическом режиме излагаются:

1. Технические требования: к материалам; применяемому оборудованию, указываются марки оборудования; приготовлению клея, указывается состав компонентов, время хранения; приготовлению компонентов.
2. Содержание технологического режима: температура помещения и время хранения; относительная влажность, воздуха; температура компонентов клея; показатель рН; вязкость (при склеивании древесины вязкость клеевых растворов обычно в пределе 60-200 с по ВЗ-4).
3. Методы контроля параметров режима и рабочего раствора: указываются стандарты.
4. Требования безопасности и производственной санитарии: указываются предельно допустимые концентрации газообразных продуктов в воздухе, меры предосторожности и т. п.

В процессе приготовления клея и дальнейшем его использовании в термореактивных клеях происходит взаимодействие его компонентов. Вследствие этого происходит нарастание вязкости и наступает момент образования геля и превращения его из жидкого состояния в твердое. Клей становится непригодным.

Период с момента введения отвердителя до начала гелеобразования в рабочем растворе клея называют жизнеспособностью клея. После нанесения клея тонким слоем на склеиваемую поверхность процесс гелеобразования ускоряется. Происходит интенсивное испарение и впитывание жидкой фазы, вязкость клея нарастает и через некоторое время клей может потерять клеящую способность. Время от момента нанесения клея на поверхность до потери им клеящей способности называют рабочей жизнеспособностью клея. Рабочая жизнеспособность клея зависит от свойств клея и склеиваемых материалов, а также от условий, при которых происходит склеивание.

Повышение температуры сокращает рабочую жизнеспособность. Клей нужно приготовлять в таком объеме, чтобы он был израсходован за период его полной жизнеспособности. Если жизнеспособность клея сравнительно короткая, то целесообразно использовать метод непрерывного его приготовления в специальных устройствах, обеспечивающих автоматическое дозирование компонентов . и их перемешивание. Такие смесители настраиваются на объемы, соответствующие расходу клея для конкретных условий производства.

Клеенаносящие устройства должны обеспечить дозирование и равномерное распределение клея на поверхности. При склеивании древесины расход клея колеблется от 150 до 350 г/м2 в зависимости от конкретных условий. Период между нанесением клея на поверхность и контактированием склеиваемых поверхностей называют открытой выдержкой. Период времени с момента контактирования склеиваемых поверхностей до сжатия их определенным давлением (прессования) называют закрытой выдержкой. Для осуществления склеивания необходимо, чтобы длительность открытой и закрытой выдержек была менее времени рабочей жизнеспособности клея. Для обеспечения адгезии клеевого слоя с обеими склеиваемыми поверхностями по всей площади необходимо их сжатие и выдержка пакета под давлением - прессование. Усилие прессования1 при склеивании древесины обычно бывает от 0,1 до 1,2 МПа.

Прессование должно быть равномерным по всей площади склеивания. Для прессования используют различные устройства силового воздействия с применением пневматических, механических и гидравлических систем. Применяемые для прессования склеиваемых поверхностей устройства должны иметь силоизмерительные приборы или автоматические регуляторы. Давление прессования должно быть оптимальным, обеспечивающим качественное склеивание.

Избыток давления создает тонкий клеевой слой и избыточные внутренние напряжения в склеенных заготовках, которые снижают прочность склеивания. Недостаточное давление не обеспечивает сплошного клеевого слоя и высокой прочности склеивания. При изготовлении клееных деревянных конструкций в качестве средств запрессовки могут использоваться гвозди определенных размеров (диаметром 2-2,5 мм, длиной 40-50 мм) с шагом-100-120 мм, забивку гвоздей производят специальными пневматическими гвоздезабивными пистолетами.

В запрессованном состоянии склеиваемые поверхности должны находиться определенный период времени, при котором степень отверждения клеевого слоя будет такой, при которой не произойдет на рушение прочности соединения из-за появляющихся в нем внутренних напряжений после снятия давления, Соответствующая такому состоянию прочность склеивания называется разборной. Разборная прочность зависит от размеров склеиваемых заготовок.

При изготовлении клееных деревянных конструкций раз борная прочность должна быть равна примерно 50% нормируемой ее конечной величины, т. е. примерно 3 МПа для прямолинейных, и до 70% у криволинейных, т. е. 4-5 МПа. После снятия давления склеенные заготовки должны иметь технологическую выдержку для достижения прочности склеивания до установленных норм. Для интенсификации процессов склеивания применяют различные методы, ускоряющие процесс отверждения клея и сокращающие сроки технологических выдержек.