Указания по соединению деревянных элементов на клею

СОЕДИНЕНИЯ ДЕРЕВЯННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ НА КЛЕЮ

При склеивании деревянных элементов применяют животные и синтетические клеи. Из клеев животного происхождения используют для склеивания казеино-цементный и реже коллогеновый (желатиновый) или, как его называют, столярный клей.

Казеино-цементный клей представляет собой разновидность казеинового клея, к которому в определенной пропорции добавляют цемент. Соединения, склеенные на казенно-цементном клею, обладают высокой прочностью в сухом состоянии, а также повышенной водо- и атмосферостойкостью.

Для склеивания деревянных элементов широко применяют синтетические клеи.

По сравнению с другими клеями синтетические клеи водо- и грибостойки, дают прочное соединение, процесс изготовления клеевого раствора (состава) проще и происходит быстрее, режимы склеивания просты, выдержка перед запрессовкой может быть более длительной, что удобнее при массовом производстве. Выдерживание под прессом не требует длительного времени, а при подогреве может быть сокращено (до 15-20 мин). Клеевой шов при склеивании мало увлажняется, выдержка после запрессовки незначительна. Вместе с тем синтетические клеи имеют и недостатки - они обладают малой рабочей жизнеспособностью, водостойкость карбамидных клеев уменьшается под действием горячей воды, работа с клеями требует осторожности, так как они ядовиты.

Из синтетических клеев наибольшее распространение получили клеи мочевино-формальдегидные (карбамидные УКС, К-17, М-19-62, феноло-формальдегидные КБ-3 и др.). В дальнейшем получат широкое применение резерциновые (ФР-12) и эпоксидные клеи, которые выпускаются промышленностью в настоящее время в ограниченном количестве.

Широкое применение получил клей, приготовленный на основе смолы УКС. Клей УКС (ГОСТ 14231-69) выпускается двух марок: А и Б. Клей марки А применяется в качестве связующего при производстве древесно-стружечных плит, а клей марки Б - для склеивания древесины. Клей УКС может быть горячего или холодного отверждения. Для приготовления клея горячего отверждения в качестве отвердителя применяется хлористый аммоний в количестве 1 в.ч. на 100 в.ч. смолы. При приготовлении клея холодного отверждения в качестве отвердителя применяется 10%-ный раствор щавелевой кислоты в количестве 5-8 в.ч. на 100 в.ч. смолы. Температура отверждения при горячем способе склеивания 100 °С в течение 60-100 сек.

В клей К-17 при холодном или горячем отверждении добавляют в качестве наполнителя древесную муку М150 в количестве до 3% от веса смолы. Клей К-17 водостоек по отношению к холодной воде, но под воздействием горячей воды разрушается.

В связи с тем что карбамидные клеи в процессе работы выделяют свободный формальдегид, помещения, в которых приготовляют клей и работают с ним, должны быть оборудованы надежно действующей вентиляцией.

Из феноло-формальдегидных клеев наиболее часто используется клей КБ-3. Клей КБ-3 применяется для склеивания несущих конструкций, подвергающихся увлажнению. Этот клей приготовляется из смолы марки Б и керосинового контакта Петрова. Клей КБ-3 водостоек, масло-, бензо-, кислотостоек и биостоек. Клееные деревянные конструкции, подвергающиеся в процессе эксплуатации увлажнению, и несущие конструкции фермы, балки, должны склеиваться на водостойких клеях. Наличие в клее фенола делает этот вид клея вредным, поэтому при работе с ним нужно в помещении иметь надежно действующую вентиляцию и местные отсосы с мест приготовления и употребления клея.

Качество склеивания деревянных элементов зависит от влажности древесины, состояния и количества наносимого клея, состояния воздуха в помещении, где производится склеивание, температуры клея, давления при прессовании, а также от времени выдержки после прессования.

Влажность древесины, применяемой для склеивания строительных элементов, не должна превышать 15%. При склеивании древесины влажностью более 15% соединение получается зачастую некачественным, что является недопустимым для несущих конструкций.

Состояние применяемого клея определяется его основными параметрами: вязкостью, концентрацией (концентрация характеризуется процентом содержания сухого остатка клея по отношению к раствору), температурой. На величину вязкости и концентрации клея влияет температура, поэтому нужно строго придерживаться заданной температуры при склеивании. Вязкость клея можно регулировать после нанесения на склеиваемые поверхности, изменяя продолжительность выдержки (открытой и закрытой пропитки).

При открытой пропитке (время выдержки после нанесения клея до запрессовки) вязкость клея повышается, так как содержащаяся в нем влага частично испаряется в окружающую среду, а часть поглощается древесиной.

При закрытой пропитке вязкость клея повышается в основном за счет поглощения влаги древесиной.

Для получения качественного клеевого соединения надо хорошо подогнать склеиваемые поверхности друг к другу. Клей на склеиваемые поверхности наносят равномерным слоем. Излишне нанесенный клей вызывает местные скопления его и ведет к ослаблению клеевого шва.

Состояние воздуха в цехе, в котором склеивают древесину, влияет на качество склеивания. Температура воздуха в цехе должна быть в пределах 18-23°С при относительной влажности 40-65%.

Склеиваемые поверхности древесины после нанесения клея и соответствующей выдержки соединяют и сжимают для увеличения контактности между ними. При механическом сжатии (прессовании) клеевой шов получается тонким, образуется меньшая объемная усадка клея и меньшие внутренние напряжения. Соединение получается более прочным.

Величина давления при сжатии (прессовании) в основном зависит от вязкости клея, способа склеивания, вида склеиваемых элементов и др.

При склеивании деревянных конструкций на феноло-формальдегидных клеях период открытой пропитки составляет 4-15 мин, закрытой - до 25 мин, давление пресса - 3-5 кгс/см, выдержка после пресса - 12-24 ч.

Клеевой раствор наносят на склеиваемые поверхности при малом объеме производства вручную кистями или щетками, а при большом объеме работ на клеенамазывающих станках.

Склеивают деревянные бруски в струбцинах, хомутах. Склеивание брусков по толщине и облицовка щитов дверей производится в винтовых, пневматических или гидравлических прессах.

При склеивании деревянных конструкций необходимо соблюдать следующие основные правила. Склеивать конструкции надо в специальных цехах, оснащенных необходимым оборудованием и приспособлениями для склеивания и лабораториями для испытания клеев и склеенных элементов, конструкций и определения влажности древесины.

Клей готовят в помещении с температурой не менее 16 °С. Прочность клеевого шва должна быть не ниже прочности древесины на скалывание вдоль волокон (ГОСТ 15613-70) и на растяжение поперек волокон.

Толщина брусков и досок, применяемых для склеивания, допускается до 50 мм, а в конструкциях, подверженных увлажнению, - не более 32-40 мм.

При изготовлении гнутоклееных элементов толщина склеиваемых брусков и досок должна быть не более 1/300 радиуса и кривизны элемента и не более 40 мм. Для склеивания гнутоклееных элементов применяют доски толщиной 13-16 мм.