Uniwersytet Kazimierza Wielkiego

Katedra Konstrukcji Drewnianych

Tworzywa Drzewne

Sprawozdanie z badania nasiąkliwości i pęcznienia materiałów płytowych.

Wykonał:

Marcin Adamczewski

I MU gr. A

Spis treści
1
2
3
4
5
6
7
8

1. Praktyczne znaczenie pomiaru.

Celem tego badania jest określenie właściwości fizycznych takich jak pęcznienie i nasiąkliwość materiałów płytowych poddanych działaniu wody w temperaturze pokojowej. Do badania użyto 5 próbek o wymiarach 50 x 50 mm. Badanie było przeprowadzona na próbkach z płyty laminowanej, płyty wiórowej, płyty osb, sklejki sucho trwałej i wodoodpornej. Pomiary masy i grubości dokonywano w czterech 15 minutowych odstępach czasu i później po 24 godzinach i 48 godzinach, wyniki spisano w tabeli pomiarów.

1. Wyniki pomiarów

T[h]	Płyta laminowana	Płyta wiórowa	Płyta OSB	Sklejka sucho trwała	Sklejka wodoodporna
	t [mm]	m [g]	t [mm]	m [g]	t [mm]
0	18,18	33,34	18,88	31,57	18,56
0,25	18,19	34,44	18,07	34,21	18,70
0,5	18,20	34,86	18,14	35,19	18,75
0,75	18,21	35,32	18,28	36,20	18,78
1	18,23	35,62	18,42	36,77	18,83
24 h	20,69	47,84	23,08	55,55	20,53
48 h	21,60	53,14	23,53	58,28	21,50

1. Wzory

Spęcznianie	Nasiąkliwość
$$G_{t} = \frac{t_{2 -}t_{1}}{t_{1}} \times 100\%$$ Gdzie: t1 – grubość próbki w mm przed zanurzeniem, t2 – grubość próbki w mm po pęcznieniu.	$$N_{W} = \frac{m_{n} - m_{s}}{m_{s}} \times 100\%$$ Gdzie: ms – masa suchej próbki, mn – masa próbki nasyconej wodą.

1. Obliczyć nasiąkliwość i pęcznienie po 48 godzinach

Płyta laminowana
$G_{t} = \frac{21,60 - 18,18}{18,18} \times 100 \approx$18,81 %
Płyta wiórowa
$$G_{t} = \frac{23,53 - 18,88}{18,88} \times 100\% \approx 24,63\%$$
Płyta OSB
$$G_{t} = \frac{21,50 - 18,56}{18,56} \times 100\% \approx 15,84\%$$
Sklejka sucho trwała
$$G_{t} = \frac{11,49 - 10,19}{10,19} \times 100\% \approx 12,76\%$$
Sklejka wodoodporna
$$G_{t} = \frac{11,65 - 10,79}{10,79} \times 100\% \approx 8\%$$

	Pęcznienie [%]	Nasiąkliwość [%]
Płyta laminowana	18,81	59,39
Płyta wiórowa	24,63	84,61
Płyta OSB	15,6	55,78
Sklejka sucho trwała	12,76	42,23
Sklejka wodoodporna	8	45,62

1. Wykresy porównawcze nasiąkliwości i pęcznienia badanych materiałów płytowych

2. Wykresy nasiąkliwości i pęcznienia w funkcji czasu

3. Wnioski

Płyty drewno pochodne które użyte został do badania oprócz płyty OSB zalicza się do materiałów poprzecznie izotropowych czyli takich, które mają jedną wyróżniającą się oś sprężystości a płaszczyzny prostopadłe do tej osi są płaszczyznami izotropii właściwości sprężystych.

z- główna wyróżniona oś sprężystości

xy – płaszczyzny izotropii

Przy pęcznieniu widać znaczny wzrost grubości badanych próbek zgodnie z kierunkiem wzrostu głównej wyróżnionej osi sprężystości z. I tak w przypadku płyty laminowanej grubość wzrosła o 18,81% od początkowej wartości grubości próbki przed zanurzeniem w wodzie po upływie 48 godzin. Natomiast jej nasiąkliwość wzrosła o 59,39% masy początkowej przed zanurzeniem próbki również po upływie 48 godzin . Zgodnie z otrzymanymi wynikami dla płyty laminowanej wynoszą one G=18,81% , N_W=59,39%. Wartość pęcznienia do nasiąkliwości płyty laminowanej jest 3,16 krotnie większa co wynika z tego, że owa płyta bardzo dobrze przyswaja wodę i nie nadaje się do konstrukcji, które będą miały dużą styczność z wodą. Płyty laminowane głównie używa się do konstrukcji do produkcji elementów wyposażenia i aranżacji wnętrz jak i zarówno do zabudowy ścian, gdzie mają one zdecydowanie mniejszą styczność z wodą co uniemożliwia jej tak duże pęcznienie i nasiąkliwość.

Badanie pęcznienia płyty wiórowej wykazało, że jej grubość wzrosła po 48 godzinach o 24,63% grubości początkowej, natomiast nasiąkliwość wzrosła o 84,61% masy początkowej. Wynika z tego, że płyta wiórowa jest materiałem jeszcze bardziej podatnym na działanie wody i zdecydowanie nie nadaje się do konstrukcji np. domków działkowych ponieważ ze zbyt dużą stycznością ulegnie ona poważnemu uszkodzeniu, które w tym przypadku będzie skutkowało zawaleniem się konstrukcji i na pewno wypaczeniem w kierunku osi z. Stosunek pęcznienia do nasiąkliwości tego rodzaju płyty jest prawie o 3,5 razy większy. Z badania obydwu wyżej wymienionych płyt wynika, że mają taką samą budowę lecz różnią się one tylko jedną rzeczą. Płyta laminowana jest na dodatek pokryta okleiną co daje jej troszkę lepszą odporność na wchłanianie wody. Dlatego tego rodzaju płyty używa się głównie do produkcji mebli skrzyniowych, kuchennych, blatów roboczych. W budownictwie natomiast maja zastosowanie jako ścianki działowe, materiał izolacyjny, podłogi czy też sufity.

Badanie płyty OSB pod kątem pęcznienia i nasiąkliwości wykazało, że wzrost pęcznienia wyniósł 15,6% grubości początkowej po moczeniu przez 48 godzin a natomiast nasiąkliwości wyniosła 55,78% masy początkowej po upływie 48 godzin. Stosunek pęcznienia do nasiąkliwości jest 3,6 razy większy. Wynika z tego, że płyty OSB są materiałami bardzo dobrze wchłaniającymi wodę a przy tym ich pęcznienie nie jest tak znaczne jak w porównaniu do wcześniej opisanych płyt. Wynika to z charakteru jej budowy. Płyta OSB jest nowoczesnym materiałem konstrukcyjnym i wykończeniowym, który najbardziej rozpowszechnił się w budownictwie domów o szkieletowej konstrukcji drewnianej i stalowej. Jest niezwykle łatwa w obróbce i przetwarzaniu oznacza się stabilnością kształtu, bardzo dobrą odpornością na wpływy atmosferyczne i uderzenia, dobrym tłumieniem dźwięku. Ze względu na swoje właściwości i różnorodność zastosowania jest naprawdę dobrą alternatywą dla sklejki czy drewna, a przy tym jest płytą ekologiczną produkowaną w klasie higieny E1 i posiadająca klasyfikację ogniową ITB (materiał trudno zapalny). Dlatego używa się jej jako np. wzmocnienia w meblach tapicerowanych, poszycia połaci dachowych, ścian zewnętrznych i wewnętrznych jak i zarówno do budowy skrzyń transportowych i palet.

Sklejka sucho trwała wykazała mały procentowy wzrost pęcznienia w stosunku do jej grubości początkowej bo tylko 12,76%, co dało jej przyrost 1,3mm na grubość. Wynika z tego, że sklejka jest materiałem, który może mieć znaczną styczność z oddziaływaniem czynników atmosferycznych w tym wypadku z wodą ponieważ, nie wchłania jej aż tak dużo jak pozostałe badane płyty, co sprawia, że jest to bardzo dobry materiał konstrukcyjny. Natomiast jej nasiąkliwość wyniosła 42,23% masy początkowej próbki przed zanurzeniem w wodzie i upływie 48 godzin. Stosunek pęcznienia do nasiąkliwości jest 3,31 razy większy. Sklejkę wykorzystuje się głównie w meblarstwie  - do konstrukcji mebli mieszkalnych, kuchennych, biurowych, budownictwie - do wyrobu drzwi, lekkich przegród, podkładów pod pokrycia dachowe, wykładzin podłóg, technologii kanadyjskiej budowy domów-konstrukcja domu, szkutnictwo, szalunku.

Przy badaniu sklejki wodoodpornej wyniki pokazały, że jej pęcznienie po 48 godzinach wzrosło o 8% początkowej grubości próbki natomiast nasiąkliwość wzrosła o 45,62% względem masy początkowej. Z pomiarów wszystkich badanych próbek wynika, że właśnie ten rodzaj sklejki ma najmniejszy przyrost grubości w czasie 48 godzin. Stosunek pęcznienia do nasiąkliwości badanej próbki jest 5,7 razy większy. Z czego można wywnioskować, że próbka poddana dłuższemu przebywaniu w wodzie będzie mnie podatna na pęcznienie niż na nasiąkliwość. Ten rodzaj sklejki jest przeznaczony do użycia w warunkach narażonych na częstszy kontakt z wodą poprzez zastosowanie w niej kleju.

Odnosząc się do wykresów pęcznienia i nasiąkliwości w funkcji czasu można zauważyć, że sklejka jako jedyna ma bardzo powolny wzrost tych dwóch wielkości i na dodatek podobny co wg mnie daje jej najlepsze właściwości konstrukcyjne. Zawdzięcza to głównie swojej budowie i precyzyjnemu wykonaniu. Natomiast pozostałe 3 próbki już mniej więcej po upływie 15 min wykazują nagły wzrost tych dwóch wielkości co sprawia, że są bardzo podatne na działania czynników atmosferycznych głównie na styczność z wodą. Dlatego producenci tych płyt po przeprowadzeniu badań staranie klasyfikują je pod względem zastosowania.

1. Literatura

Graj L., Napiórkowski J., Nowak „ Materiałoznawstwo i Technologia Drewna dla studentów WSP”

Drouet T., Leśnikowski A., Oniśko W. „ Technologia tworzyw drzewnych”