Investigation of the strength of the gluing of coniferous saw-timber
Authors: Федяев А.А. , Чубинский А.Н. 
Published: September 2020

Исследованию прочности клеевых соединений клееных балок посвящено большое число работ отечественных учёных, анализ которых позволяет выделить существенно влияющие факторы, основными из которых являются влажность и плотность древесины и вид применяемого клея. С увеличением влажности свыше 12% при склеивании карбамидо- и фенолоформальдегидными клеями уровень их адгезионного взаимодействия с древесиной недопустимо снижается. Исследованию подлежали клеевые соединения пиломатериалов различной влажности (6–14%) из сосны и ели на меламинокарбамидоформальдегидных и эмульсионных полимеризоцианатных клеях. Зубчатые шиповые соединения испытывали на прочность при изгибе. Качество склеивания ламелей оценивали прочностью при скалывании вдоль волокон древесины по стандартным методикам. Результаты исследований показали, что широко используемые в настоящее время меламинокарбамидоформальдегидных и эмульсионных полимеризоцианатных клеи менее чувствительны к повышенной влажности древесины. Принципиальное влияние оказывает её плотность. Однако известно, что в процессе эксплуатации древесина стремится к установлению равновесной влажности. Если исходная влажность пиломатериалов в клееной балке 6–14%, то при высокой температуре и низкой относительной влажности внутри помещений древесина будет высыхать, при этом её усушка будет различной в разных частях не только балки, но и каждой ламели как результат неоднородности строения и вызванной ею анизотропии свойств. В результате различной усушки в клеевом слое будут возникать нормальные напряжения способные разрушить клеевое соединение. Опасными являются и касательные напряжения, возникающие в клеевом слое между ламелями разной влажности. Обоснование максимально допустимого различия во влажности смежных ламелей является предметом дальнейших исследований.

The study of the strength of glued joints of glued beams has been devoted to a large number of works of domestic scientists, the analysis of which allows us to identify significant factors, the main ones being the moisture and density of wood and the type of glue used. With an increase in moisture content of more than 12% when gluing with urea and phenol-formaldehyde adhesives, the level of their adhesive interaction with wood is unacceptably reduced. Investigation was made of glued joints of sawn timber varying moisture (6–14%) from pine and spruce on melamine-urea- formaldehyde and emulsion polymer-isocyanate glues. Finger joints were tested for strength. The quality of gluing lamellas was evaluated by the shear strength along the wood fibers according to standard methods. The results of the studies showed that the currently widely used melamine-urea -formaldehyde and emulsion polymer-isocyanate adhesives are less sensitive to increased moisture in wood. The principal influence is exerted by its density. However, it is known that in the process of exploitation, wood tends to establish an equilibrium moisture content. If the initial moisture content of the sawn timber in the glued beam is 6–14%, then at high temperature and low relative humidity, the wood will dry up, and its shrinkage will be different in different parts of not only the beam, but also each lamella as a result of uneven distribution of moisture, the heterogeneity of the structure and its anisotropy of properties. As a result of different shrinkage in the adhesive layer, normal stresses capable of destroying the adhesive bond will arise . Dangerous are the tangential stresses arising in the adhesive layer between the lamellas of different moisture content. The rationale for the maximum permissible difference in humidity of adjacent lamellas is the subject of further research.