Цель работы – сравнительная оценка прочности при сдвиге клеевых и цементно-песчаных швов, соединяющих блоки из древесно-цементного материала.

Материалы и методы. Блоки были получены из смеси мелкой стружки, цемента, сульфата алюминия, жидкого стекла, воды (технолог – М.А. Суханов). После набора прочности в течение 28 дней блоки распилили с целью изготовления образцов для испытаний на сдвиг (рис. 1 и 2). Материалы швов: цементно-песчаная смесь (ЦПС, соотношение цемент:песок 1:3), толщина шва от 7 до 10 мм (рис. 1); клей для укладки блоков из ячеистого бетона автоклавного твердения, толщина шва от 2 до 4 мм (рис. 2).

Рис. 1. Образец 1 (ЦПС)

Рис. 2. Образец 2 (клей)

Образцы испытывали на машине SHIMADZU AG50kNX через семь дней после изготовления.

Результаты. Образец 1 (ЦПС) разрушился при нагрузке 223 Н (~0.02 H/мм²), энергия разрушения 0.42 Дж. Визуально по картине разрушения определено, что образец 1 имеет низкую адгезионную прочность сцепления слоя ЦПС и древесно-цементного материала.

Образец 2 (клей) разрушился при нагрузке 3243 Н (~0.27 H/мм²), энергия разрушения 4.88 Дж. На части площади контакта разрушился древесно-цементный материал. Это подтверждает высокую адгезионную прочность сцепления клеевого слоя и древесно-цементного материала.

Осуждение и заключение. Полученные экспериментальные данные указывают на возможность применения указанного выше клея в кладке не только из газобетонных блоков, но также из древесно-цементных блоков. При этом прочность на сдвиг клеевого соединения существенно выше по сравнению с прочностью кладки на ЦПС.

Следует отметить, что с точки зрения геометрии газобетонные блоки отличаются от блоков из древесно-цементного материала меньшими отклонениями от идеальных размеров и формы. В настоящее время технологии изготовления древесно-цементных материалов не всегда гарантируют стабильность размеров и формы блоков. Поэтому расход клея в кладке из древесно-цементных блоков будет более высоким. Однако, если будет найдена технология производства древесно-цементных блоков с достаточно стабильными размерами, то применение относительно небольшого количества клея обеспечит высокую прочность соединения таких блоков.

Касаясь сравнения блоков из газобетона с блоками из древесно-цементного материала в контексте данной работы необходимо отметить следующее. Актуальность совершенствования технологий древесно-цементных материалов определяется, прежде всего, вкладом в решение экологической проблемы рационального использования отходов лесопромышленного комплекса путем разработки технически возможных и экономически целесообразных способов утилизации опилок и стружки. Опилки и стружка в больших количествах образуются на деревообрабатывающих предприятиях, при этом существующих способов решения данной проблемы уже недостаточно [3].

Использование измельченной древесины, в том числе отходов лесопиления, для изготовления строительных теплоизоляционных и конструкционных материалов известно не один десяток лет [1-14]. Однако проблема сохраняет свою актуальность [5, 15] , на что указывает интенсивность публикаций по затронутой теме,  в том числе Интернет-ресурсов (рис.3). Полученные данные также указывают также на целесообразность продолжения исследований многоплановой проблемы рационального использования отходов деревообработки.

Рис. 3. Распределение публикаций с ключевым словом “wood-cement” [http://scholar.google.ru]

Работа выполнена при поддержке Программы стратегического развития ПетрГУ в рамках реализации комплекса мероприятий по развитию научно-исследовательской деятельности на 2012-2016 гг.

Склеивание сэндвич – панелей – одна из основных производственных стадий, и здесь каждый производитель использует свои методы и способы. Как расход клея повлияет на характеристики панелей, [4] расскажем в нашей статье.

Испытательным центром МИВ «СибНИИстрой» были проведены испытания кровельных сэндвич – панелей, по определению несущей способности при равномерно распределенной нагрузке, при однопролетной схеме нагружения, согласно ТУ 5284-227-39124899-2005 с изм. 1.[1]

Изготовителем были представлены образцы:

- Образец №1  ПМКМ – 3800х1000х150 – 0,7/0,7 (с существующим расходом клея) – 3шт.

- Образец №2  ПМКМ – 3800х1000х150 – 0,7/0,7 (с увеличенным расходом клея) – 3шт.

Испытание сэндвич-панелей производилось в проектном положении, согласно схеме испытаний представленной на рисунке 1

1-Испытуемый образец (две кровельные сэндвич – панели с утеплителем из минеральной ваты номинальной толщиной 150 мм) с перехлестом в гофре; 2-Опорный прогон (с шириной полки не менее 60 мм); 3-Опорные прокладки из бруса 59х 100х 150; 4-Шуруп саморез с шайбой 5.5х 205 мм(на крайних опорах в каждую гофру, на промежуточной через волну); 5-Шуруп самонарезающий 4.8х 19 с шагом 300 мм; 6-Слой резины или войлока толщиной 10 мм.

Рисунок 1- Однопролетная расчетная схема испытания кровельных сэндвич – панелей с утеплителем из минеральной ваты толщиной 150 мм.

Методика испытаний:

1 – Испытания проводить в помещениях с температурой воздуха (22±5) ºС с относительной влажностью 50±5 %.

2 – Величина свесов от крайних опор принята равной не менее 2,5 толщины панели, что составляет 400 мм.

3 – Нагрузку прикладывать ступенчато, значение ступени не должно превышать 10% контрольной нагрузки по прочности панели. После приложения каждой ступени нагрузки испытываемое изделие следует выдерживать под нагрузкой до полной стабилизации прогибов не менее 5 минут. На протяжении этого времени следует поддерживать значение нагрузки. По истечении времени определяют окончательное значение остаточной деформации.[2]

4 – Прогибометром зафиксировать максимальный прогиб перед разрушением (прогиб, при котором панель воспринимает приложенную нагрузку не разрушаясь, а дальнейшее небольшое увеличение нагрузки приводит к неограниченному росту деформации)

5 – По результатам испытаний указать разрушающую силу Р, действующую на пролет, а также значение разрушающей нагрузки в перерасчете в кг/кв.м для пролетов 2, 4, 6, 8 метров.

6 – В отчете об испытаниях описать характер разрушения: разрушение минераловатных плит, отслоение, потеря устойчивости листа обшивки, смятие под опорами, или др. – в каком месте.

7 – При проведении испытаний образцов на прочность необходимо осуществлять меры, обеспечивающие безопасность персонала и сохранность оборудования.

8 – Остальные требования в соответствии с приложением “Б” ГОСТ 32603 – 2012.[2]

Порядок проведения испытаний:

При испытаниях образцов нагрузку повышают постепенно, ступенями. Время испытания образца не должно быть более 20 мин. Нагрузка на конструкцию создавалась с помощью домкрата. В процессе нагружения определяют прогибы посредине пролета образца на каждой ступени нагружения и определяют разрушающую нагрузку. Прогиб измерялся в середине пролета панели прогибомером системы Аистова тип 6-ПАО-0,01.

Результаты испытаний по определению несущей способности кровельных сэндвич – панелей приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты испытаний по определению несущей способности кровельных сэндвич – панелей.

В результате проведения испытаний установлено:

1 – Несущая способность кровельной сэндвич-панели ПМКМ – 3800х1000х150 – 0,7/0,7 (с существующим расходом клея) составила 558,29 кгс/м².

2 – Несущая способность кровельной сэндвич-панели ПМКМ – 3800х1000х150 – 0,7/0,7 (с увеличенным расходом клея) составила 837,44 кгс/м².

Делаем вывод о том, что увеличенный расхода клея положительно влияет на прочностные характеристики сэндвич – панелей.