3950

11

M0 – масса образца после сушки, г.

Влажность плиты вычисляют как среднее арифметическое значение результатов испытаний трех образцов.

Результаты эксперимента удобно свести в табл.4.

Таблица 4

Экспериментальные данные и результаты опыта

Сравнить полученные данные с ГОСТ 4598-86 "Плиты древесноволокнистые. Технические требования", который предусматривает влажность готовых мягких ДВП не более 12 %, а твердых плит в пределах 3…10 %.

Вопросы для проверки

1 Характеристика отдельных видов ДВП.

2 Плиты с лакокрасочным покрытием, рустованные и перфорированные.

3 Характеристика плит МДФ.

Лабораторная работа 2

Определение плотности древесно-волокнистых плит

Цель работы – изучить методику определения плотности ДВП.

Плотность является важным физическим показателем плит, так как непосредственно влияет на их прочностные свойства.

ГОСТ 4598-86 устанавливает следующие требования к плотности ДВП в зависимости от марки плиты (табл.1).

12

Плотность материала характеризуется отношением массы тела к его объему. Из этого определения вытекает методика проведения испытания.

Оборудование и приборы Микрометр по ГОСТ 6507-90.

Штангенциркуль по ГОСТ 166-73. Лабораторные весы по ГОСТ 19491-74.

Порядок выполнения работы

Для определения плотности используют 8 образцов размером 100 х100 х h мм, где h – толщина плиты.

Измеряют размеры образца. Длину и ширину образца измеряют штангенциркулем с точностью до 0,1 мм в двух местах параллельно кромкам образца. За длину и ширину принимают среднее арифметическое значение результатов замеров двух параллельных сторон образца. Толщину измеряют микрометром в соответствии с рис. 3 с точностью до 0,01 мм.

Рис. 3. Схема точек определения толщины образца

За толщину принимают среднее арифметическое значение результатов четырех замеров. Результаты замеров заносят в табл.5.

Вычисляют объем образца с точностью до 0,1 см 3. После измерения образцы взвешивают с точностью до 0,01 г. Результаты взвешивания также заносят в таблицу.

Плотность плиты определяют по формуле (2), г/см 3 :

где l – длина образца, см; b – ширина образца, см; h – толщина образца, см; М – масса образца, г.

Таблица 5

Экспериментальные данные и результаты опытов

Пересчитать плотность на кг/м 3 и сравнить полученные данные с ГОСТ 4598-86.

Вопросы для проверки 1 Виды древесного сырья. Хранение сырья.

2 Подготовка сырья для производства ДВП. Нормализация щепы.

Лабораторная работа 3

Определение набухания ДВП по толщине

Показатель набухания древесно-волокнистых плит нормируется ГОСТ 4598-86 только для твердых и сверхтвердых плит и составляет для соответствующих марок плит от 13 % до 23 %.

14

Оборудование, приборы и реактивы Сосуд для воды с термостатом, обеспечивающим постоянную температуру

воды 20±1 °С, и устройством для удержания образцов под водой в вертикальном положении.

Микрометр по ГОСТ 6507-90.

Квадратная плита (груз) со стороной размером 120 мм и массой 3±0,2 кг. Фильтровальная бумага.

Питьевая вода по ГОСТ 2874-82.

Порядок выполнения работы Отбирают 8 образцов размером 100 х 100 мм согласно рис.1. Измеряют их

толщину в четырех точках согласно рис.3 и определяют толщину как среднее арифметическое результатов четырех замеров.

Образцы устанавливают вертикально в решетку и погружают в ванну с водой так, чтобы верхний край образцов находился на 20±2 мм ниже уровня поверхности воды. Образцы не должны соприкасаться друг с другом, со стенками и с дном ванны.

Согласно ГОСТ 19592-80 образцы выдерживают в воде при температуре 20±1 °С в течение

2 ч ± 5 мин для мягких плит; 2 ч ± 5 мин и 22 ч ± 15 мин для полутвердых плит (испытания проводятся

на одних и тех же образцах);

24 ч ± 15 мин для твердых и сверхтвердых плит.

В учебных целях достаточно выдерживать образцы в воде в течение 2 часов, так как они интенсивно поглощают воду и значительно изменяют свои линейные размеры лишь в первые 2…4 часа выдержки в воде.

После выдержки образцы полутвердых, твердых и сверхтвердых плит извлекают из воды, укладывают в горизонтальном положении между листами фильтровальной бумаги в стопы по 5 штук и кладут сверху груз (плиту) на 30 с для удаления воды с поверхности образцов. Образцы мягких плит устанавливают на ребро для свободного стекания воды и осторожно промокают листами фильтровальной бумаги.

15

Измеряют толщину каждого образца микрометром в тех же четырех точках. Все полученные результаты сводят в табл.6.

Таблица 6

Экспериментальные данные и результаты опытов

Показатель набухания по толщине есть выраженное в процентах отношение разности толщины плиты после и до увлажнения к толщине плиты до увлажнения. Вычисляется по формуле

где h0 – толщина образцов до увлажнения, мм;

h - толщина образцов после увлажнения, мм.

Набухание по толщине плиты вычисляют как среднее арифметическое значение результатов восьми образцов.

Сравнивают полученные данные с значениями ГОСТ 4598-86.

Вопросы для проверки 1 Способы очистки технологической щепы в производстве ДВП. 2 Электромагнитная сепарация.

3 Механическая сепарация.

Лабораторная работа 4

Определение водопоглощения древесно-волокнистых плит

Для определения водопоглощения используется весовой метод.

16

Оборудование, приборы и реактивы Сосуд для воды с термостатом, обеспечивающим постоянную температуру

воды 20±1 °С и устройством для удержания образцов под водой в вертикальном положении.

Квадратная плита (груз) со стороной размером 120 мм и массой 3±0,2 кг.

Лабораторные весы по ГОСТ 19491-74. Фильтровальная бумага.

Питьевая вода по ГОСТ 2874-82.

Порядок выполнения работы Образцы в количестве 8 штук размером 100 х100 мм взвешивают с

точностью 0,01 г. Затем их помещают в сосуд с водой и выдерживают в ней 2 часа. После удаления воды с поверхности образцов фильтровальной бумагой, их вторично взвешивают. Полученные данные заносят в табл.7.

Таблица 7 Экспериментальные данные и результаты опытов

Водопоглощение определяют как отношение массы набранной влаги к

первоначальной массе образца, в %:

17

где М0 - масса образца до выдержки в воде, г; М - масса образца после извлечения из воды, г.

Вычисляют значение водопоглощения как среднее арифметическое результатов восьми опытов.

ГОСТ 4598-86 устанавливает нормы водопоглощения для мягких плит Тв 34 % за 2 часа.

Сравнить полученные данные с ГОСТ 4598-86.

Удобно проводить определение водопоглощения и разбухания одновременно на одних и тех же образцах.

Вопросы для проверки 1 Мокрый способ очистки щепы.

2 Сухой способ очистки щепы (пневмоочистка).

3 Комбинированный способ очистки щепы.

Лабораторная работа 5

Определение водопоглощения лицевой поверхностью ДВП

Показатель водопоглощения (Тв) лицевой поверхностью для древесноволокнистых плит марок СТ, СТ-С составляет 6%, Т, Т-П, Т-С, Т-СП 9…11%, для мягких плит не нормируется.

Оборудование и приборы Сосуд для воды с термостатом, обеспечивающим постоянную

температуру воды 20±1 °С, и устройством для удержания образцов под водой в вертикальном положении.

Микрометр по ГОСТ 6507-90. Фильтровальная бумага. Питьевая вода по ГОСТ 2874-82. Парафин по ГОСТ 23683-79.

Порядок выполнения работы Для определения показателя отбирают 8 образцов ДВП размером 100 х100

мм. Образцы взвешивают, производят гидроизоляцию кромок и нелицевой

температуре 85±5 °С. При нанесении парафина на кромки образец погружают по очереди каждой кромкой до линии, отстоящей от нее на 3 мм. Повторно взвешивают образцы с парафином. Затем помещают образцы в воду при температуре 20 ± 1 °С и выдерживают 2 часа. Вынимают из воды, осторожно удаляют воду с поверхности с помощью фильтровальной бумаги и снова взвешивают. Данные заносят в табл.8.

Водопоглощение лицевой поверхностью в процентах вычисляют по формуле:

Вычисляют среднее значение водопоглощения из восьми опытов. Полученные результаты следует сравнить с данными ГОСТ.

19

Вопросы для проверки 1 Приготовление древесно-волокнистой массы. Способы размола щепы. 2 Характеристика метода «Дефибратор».

3 Характеристика метода «Инсулит».

4 Характеристика метода «Мэсонит».

5 Характеристика метода «Биффара»

6 Характеристика метода «Бауэра».

7 Характеристика древесно-волокнистой массы.

8 Хранение волокна. Массные бассейны.

Лабораторная работа 6

Определение модуля упругости древесно-волокнистых плит

Модуль упругости является фундаментальной механической характеристикой древесных плит. Эта механическая постоянная материала (модуль Юнга I рода) совместно с коэффициентом поперечной деформации δ (коэффициент Пуассона) и модулем сдвига σ определяет набор механических постоянных материала. Значение модуля упругости необходимо для расчетов конструкций из плит. Например, относительно невысокая, по сравнению с натуральной древесиной, жесткость древесных плит ограничивает возможность проектирования при создании конструкций мебели с большими пролетами.

Повысить жесткость плит можно за счет армирования их поверхностей материалом с большей жесткостью (шпоном, пластиком и др.), ориентирования древесных частиц и т.д.

Для древесных плит модуль упругости удобно определять при испытаниях на изгиб. Из плиты номинальной толщиной h мм отбирают 9 образцов размером (25h + 50) х 75 мм.

У восьми образцов штангенциркулем измеряют ширину с точностью до 0,1 мм и микрометром толщину с точностью до 0,01 мм. Результаты замеров заносят в табл.9.

Для определения диапазона нагрузок при определении модуля упругости девятый образец устанавливают в приспособление испытательной машины. Расстояние между опорами устанавливают равным 25-кратной номинальной толщине плиты, диаметр цилиндрической части опор и ножа 30 мм.

20

Нагружение производят со скоростью 10 мм/мин до разрушения образца. Записывают значение разрушающей нагрузки.

Определение модуля упругости имеет смысл в пределах пропорциональности, то есть на прямолинейном участке графика зависимости

σ-ε, на котором справедлив закон Гука σ=Еε.

Гарантировать выполнение этого условия можно при нагрузках от 0 до 30 % разрушающей нагрузки.

Исходя из сказанного, модуль упругости при изгибе определяют в диапазоне нагрузок (0…0,3) Рразр (рис. 4).

Найденный диапазон делят на восемь ступеней, значения записывают в протокол. Каждый образец помещают в приспособление испытательной машины (расстояние между опорами такое же ) и производят однократное нагружение образца со скоростью 2 мм/мин. По индикатору часового типа снимают показания прогиба на соответствующих ступенях нагрузки. Значения прогиба заносят в табл.9. Образцы разгружают и оставляют для определения предела прочности при изгибе.

Рис 4. Выбор диапазона нагрузок (зависимость деформации образца от нагрузки)

Для определения модуля упругости по полученным данным строится график прогиба образца от нагрузки (рис. 5).