Файл: Гашкова, А. К. Влияние влажности на качество столярно-строительных изделий из древесины.pdf

ной. Связанная с этим несколько сниженная способность водоотталкивания дополняется запирающим действием пигментных частиц. В этом случае накоплено еще мало опыта, но чисто научные доводы говорят о том, что целесообразно добавление концентрата фунги­ цида в грунтовку, хотя глубина проникновения была и остается важным фактором.

Микроструктура оказывает серьезное влияние на разделение фунгицидов от полимеризующихся материалов. Толстостенные кле­ точные структуры с малым клеточным пространством приводят к более совершенному их разделению, чем тонкостенные. В поздней древесине наблюдается улучшенное разделение фунгицидов по срав­ нению с ранней, а у ядровой — по сравнению с заболонной.

Рекомендуется следующий порядок работы: 1) окунание хорошо прокушенных деталей в пропиточный раствор; 2) грунтовка с оку­ нанием; 3) сборка и склейка переплета; 4) предварительное оку­ нание и опрыскивание (лакировка № 1); 5) транспортировка на стройплощадку; 6) двойное нанесение покрытия на внутреннюю поверхность специальным лаком и одинарное на наружную уже дру­ гим лаком. Если операции 1 и 2 совмещаются, рекомендуется сна­ чала пропитать торцы специальным защитным составом.

Вышеописанный процесс ограничивает свободу в выборе клея. Очень немногие клеи при увлажнении древесины сохраняют свою первоначальную прочность схватывания или снижают ее на допу­ стимую величину. Наименее удовлетворительны результаты у клеев на базе поливинилацетата. Лучшие результаты показали клеи на базе резорцин-формальдегидов.

Из всего сказанного можно сделать вывод, что влияние лакокра­ сочных покрытий на влажностные изменения древесины нельзя вы­ разить однозначно. Эта связь является функцией множества фак­ торов, главные из которых — вид и состав покрытия, технология его нанесения, характеристика отделываемой древесины и ее влаж­ ность. надежность конструкции изделий в отношении защиты их от увлажнения через стыки и швы.

Рассмотренные примеры изменения влажности древесины в го­ товых изделиях свидетельствуют о том, что использование надле­ жащих лакокрасочных материалов при оптимальной системе от­ делки хорошо просушенной древесины позволит .надолго сохранить ее работоспособность, т. е. уменьшить дополнительные расходы дре­ весины на преждевременные ремонты.

ВЛИЯНИЕ ВЛАЖНОСТИ НА ОСНОВНЫЕ КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ИЗДЕЛИИ

Колебания влажности древесины в процессе эксплуатации вы,- зываются главным образом непостоянством температуры и относи­ тельной влажности окружающего воздуха. Диапазон значений этих параметров велик и захватывает почти всю шкалу значений отно­ сительной влажности от 15 до 95% и по температуре от 0 до

±25° С.

33

В условиях жилых, общественных и других помещений, отапли­ ваемых в холодное время года, диапазон колебания температуры воздуха составляет 8° С с пределами от 16 до 24° С и среднегодовым значением около 20° С. Диапазон колебания относительной влаж­ ности воздуха составляет 50% с пределами от 15 до 65% и средне­ годовым значением около 40%- Эти условия распространяются поч­ ти на все климатические зоны СССР.

Для условий неотапливаемых помещений и на открытом возду­ хе в средней полосе европейской части СССР диапазон температур составляет 32° С с пределами от —10 до +22° С и среднегодовым значением около +4°С. Диапазон колебания относительной влаж­ ности— 40% с пределами от 55 до 95% и среднегодовым значе­ нием 77%.

Диапазон температуры воздуха для условий, в которых эксплуа­ тируются изделия-ограждения (окна, наружные двери), от —10 до + 24° С, а относительной влажности — от 15 до 95%.

Равновесная влажность древесины для первой группы темпера­

первой группы температурно-влажностных условий находится в пре­

турно-влажностных условий эксплуатируются доски чистого пола, паркет и паркетные доски, все детали внутрикомнатных дверей, пе­ регородки.

Влажность древесины во всех этих изделиях регламен­ тируется преимущественно в .пределах 6—12%, а фактическая устой­ чивая влажность не превышает 10%.

Во второй группе температурно-влажностных условий в чистом виде эксплуатируется сравнительно немного строительных деталей и изделий. К ним можно отнести только ворота и детали фасада зданий. Влажность этих изделий регламентируется в пределах 15— 18%; устойчивая фактическая влажность составляет 8—21%.

В третьей группе температурно-влажностных условий эксплуа­ тируются почти все изделия-ограждения. Регламентируемая влаж­ ность для них находится в пределах 6—12 и 6—18%, фактическая устойчивая влажность находится тоже в этих пределах при значи­ тельно меньшей средней величине, чем во второй группе темпера­ турно-влажностных условий.

К основным показателям качества столярно-строительных изде­ лий, зависящим от влажности древесины, следует отнести размероизменяемость, формоизменяемость и прочность.

Размероизменяемость. Величина ДВ изменения размера детали при изменении влажности на ту или иную величину может быть определена по формуле

34

где В — номинальный размер детали, мм; AW —величина изменения влажности, %•

Для сосновых деталей наиболее употребительных размеров '(от 18 до 80 мм) изменение размера при изменении влажности на 1% может находиться в пределах 0,0432—0,192 мм. Эти величины близ­ ки к тем, которые определены по коэффициентам усушки (от 0,0504 до 0,224 мм — в тангентальном направлении и от 0,0306 до 0,136 мм — в радиальном направлении), поэтому вполне могут быть приняты за основу.

Изменение свободных размеров деталей в пределах, указанных выше, даже при изменении влажности на 10—15% не окажет силь-

Рис. 29. Схема оконного блока типа ОС 15-21 и сечения его основных соединений (Л, Б, Г ■и Д)

35

ного влияния в целом на качество сооружения, но таких деталей мало. Изменение размеров большинства деталей изделия или строи­ тельного сооружения сопряжено с появлением зазоров, натягов, де­

формаций.

Помимо ухудшения внешнего вида изделий, изменения размеров деталей, например оконных и дверных блоков в процессе экс­ плуатации, вызывают повы­ шенную воздухопроницаемость, что затрудняет их эксплуата­ цию и ведет к нарушению нор­ мальных температурно-влаж­ ностных условий помещения. Изменение влажности пого­ нажных изделий, досок чистого пола, паркета и т. д. способ­ ствует образованию зазоров и трещин.

Для примера ниже приве­ ден расчет изменения размеров деталей в оконных блоках, экс­ плуатируемых в наиболее сложных температурно-влаж­ ностных условиях. .

В массовом жилищном строительстве применяют два типа оконных блоков: со спаренными (серия С) и с раздельными (серия Р) переплетами. Форма, основ­ ные размеры и обозначения деталей этих изделий регламентирует­ ся ГОСТ 11214—65 *.

На рис. 29 приведена схема оконного блока типа ОС 15—21 и сечения его основных соединений (А, Б, Г и Д), а на рис. 30 —

схема изменения зазоров при изменении влажности деталей окон­ ного блока.

Размеры зазоров после изменения влажности на ту или иную величину могут быть определены по следующим формулам:

в сечении .4i и Б\ зазор Кп.у после увлажнения

36

в сечении Д\

где К — номинальный зазор, мм,

Да, Дb и Дс — величины, на которые изменяется размер детали при изменении влажности, мм.

Если деталь имеет с одной стороны упор (например, бруски створок со стороны стекла), при высыхании величина, на которую изменяется размер детали, вычитается из величины номинального зазора, а при увлажнении прибавляется ее половина. Если деталь не имеет упора (например, брусок импоста), в обоих случаях вы­ читается или прибавляется половина этой величины. При этом пред­ полагается, что напряжения, возникающие в шиповых соединениях при увлажнении и высыхании древесины, удерживают ее от разбу­ хания или усушки лишь на очень небольшом участке от углового сопряжения.

Вычисления по такой методике были сделаны для оконных бло­ ков обеих серий при различных отклонениях влажности от номи­ нальной величины. За номинальную принималась влажность 9, 12 и 15% для всего изделия, а также в соответствии с требованиями ГОСТ 475—70 для коробки — 18%, для створок 12%.

Суммарные изменения зазоров для наружной рамы вычисляли по следующим формулам:

при высыхании по высоте

Аналогичные выражения были применены и для расчета сум­ марных зазоров внутренней рамы.

Изменение зазоров для оконных блоков серии С и Р (ОС 15-21 и ОР 15-21) приведены в табл. 6, из которой видно,’что в процессе эксплуатации оконных блоков в средней полосе СССР зазоры уве­ личиваются прямо пропорционально начальной влажности древеси­ ны, а уменьшаются только до влажности 12%. Фактические изме­ нения размеров деталей оконных блоков очень близки к расчетным.

37

ограничение воздухопроницаемости оконных блоков в холодные ме­ сяцы года (с октября по март) и, наоборот, увеличение ее в летние месяцы.

Для раздельных оконных блоков максимальное увлажнение дре­ весины наружных створок, соответствующее минимальной величине зазоров, приходится на зимние месяцы (декабрь — февраль), макси­ мальное высыхание — на июнь—июль. Влажность внутренних ство­ рок с июля по январь находится примерно на одном уровне, а в апреле достигает максимума. Амплитуда колебания влажности древесины наружных створок значительно больше, чем внутренних. С учетом этого регулировать воздухопроницаемость целесообраз­ нее, используя наружные створки.

Для того чтобы существенно снизить воздухопроницаемость на­ ружных створок в зимнее время, необходимо использовать их спо­ собность максимально увлажняться в этот период года и выбрать наиболее целесообразную начальную влажность. Согласно данным табл. 6, это будет 9%. При большей влажности зазоры на протяже­ нии всего года остаются недопустимо большие, а при меньшей влажности могут уменьшиться более чем на 100% (т. е. перейти ■в натяги), что вызовет нежелательные напряжения в изделиях, осо­ бенно в период пребывания изделий на строительной площадке, где возможно увлажнение древесины до 16—18%.

Представляет интерес влияние размероизменяемости на качест­ во других изделий, например паркета. По наблюдениям Е. Куле

3S