автореферат диссертации по строительству, 05.23.05, диссертация на тему:Прогнозирование долговечности ламинированных древесноволокнистых композитов строительного назначения

004610072

На правах рукописи

Кольцов Павел Михайлович

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ДОЛГОВЕЧНОСТИ ЛАМИНИРОВАННЫХ ДРЕВЕСНОВОЛОКНИСТЫХ КОМПОЗИТОВ СТРОИТЕЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Специальность 05.23.05 - Строительные материалы и изделия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

- 7 ОКТ 7П1д

Воронеж-2010

004610072

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Тамбовский государственный технический университет.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

Киселева Олеся Анатольевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Королев Евгений Валерьевич

кандидат технических наук, доцент Панфилов Дмитрий Вячеславович

Ведущая организация: ГОУВПО Липецкий государственный

технический университет

Защита диссертации состоится «22» октября 2010 года в 14:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.033.01 при ГОУВПО Воронежский государственный архитектурно-строительный университет по адресу: 394006, г. Воронеж, ул. 20-летия Октября, д. 84, ауд. 3220.

С диссертацией можно ознакомиться в научно-технической библиотеке Воронежского государственного архитектурно-строительного университета.

Автореферат разослан «¿У» сентября 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Власов В.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Древесные композиты получили широкое распространение в строительстве. Их популярность объясняется относительной простотой изготовления и невысокой стоимостью, а также определенным набором свойств - высокой прочностью, низкой теплопроводностью, хорошими акустическими свойствами.

В конце XX столетия в Швеции был разработан новый древесный пластик - ламинат. Он был призван заменить дорогостоящий паркет, с чем успешно справился. Сохраняя теплофизические и экологические свойства своего предшественника, ламинат значительно экономичнее, а также имеет и ряд преимуществ. Благодаря своему составу он может иметь любой рисунок, конструкция панелей обеспечивает быстрый монтаж, его не надо покрывать лаком. К недостатку ламината можно отнести разве что недостаточно высокую водостойкость.

Обладая массой достоинств, ламинат используется в настоящее время только в качестве напольного покрытия. В связи с этим, большое внимание уделяется изучению его верхнего полимерного слоя, а не всего изделия в целом. При этом, прочностные и деформационные способности ламината не раскрыты в должной мере, а сам ламинат не вырабатывает свой ресурс по прочности.

Срок службы ламината определяется, в основном, качеством износоустойчивого покрытия, но окончание его эксплуатации может быть вызвано приходом в негодность древесной основы композита из-за пагубного действия воды. Исходя из этого, возникает необходимость в изучении работоспособности ламината как изделия в целом.

Для обеспечения системности проводимых исследований работа в своей основе опирается на термофлуктуационную теорию разрушения и деформирования твердых тел, позволяющую комплексно оценить действие основных эксплуатационных факторов (нагрузка, температура, время) и наиболее вероятных второстепенных (влажность, УФ-облучение, тепловое старение, вода и др.) на объект исследования.

Работа выполнена в рамках фанта Министерства образования и науки Р.Ф. 2.1.1/660 по теме «Исследование многослойных композитных тонкостенных конструкций, подверженных термоэлектромеханическому нагружению».

Целью работы является изучение и повышение долговечности ламината в широком диапазоне условий эксплуатации с доработкой методики прогнозирования его работоспособности.

Исходя из этого, в работе поставлены следующие задачи:

1) исследование закономерностей разрушения и деформирования ламината и МБР в широком диапазоне напряжений и температур;

2) изучение влияния различных эксплуатационных факторов (тепловое старение, УФ-облучение, вода, переменность нагружения и т.д.) на долговечность ламината и МЭГ;

3) повышение водостойкости ламината путем его модификации;

4) исследование выполнимости принципа Бейли при действии различных факторов (температуры, воды, нагрузки) для долговечности древесных композитов;

5) усовершенствование методики прогнозирования долговечности (работоспособности) древесных композитов;

6) выдача рекомендаций по расширению области применения ламината.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1 Впервые выявлены качественные зависимости прочностной и деформационной работоспособности ламината и МБР с позиций термо-флуктуационной концепции в широком интервале основных воздействий.

2 Разработан способ учета влияния второстепенных воздействий (УФ-облучения, теплового старения, воды) на долговечность ламината и МБР через рассмотрение их взаимодействия на структурном уровне.

3 Впервые рассмотрено влияние переменности нагружения, значительно осложняющего условия работы материала в конструкциях, на долговечность древесных композитов.

4 Повышена водостойкость ламината, посредством модификации сополимерами, что при более низкой стоимости полученного продукта по сравнению с существующими импортными водостойкими аналогами позволяет повысить конкурентоспособность отечественных производителей ламината.

5 Усовершенствована методика прогнозирования работоспособности (долговечности) древесных композитов в строительных изделиях и конструкциях в широком диапазоне эксплуатационных воздействий, с учетом выполнимости принципа Бейли и величины разброса долговечности.

6 Даны рекомендации с обоснованием и расчетами, выполненными по предложенной методике, по расширению области применения ламината.

Достоверность полученных экспериментальных результатов

обеспечивается проведением экспериментов с достаточной воспроизводимостью; статистической обработкой полученных данных с заданной вероятностью и необходимым количеством повторных испытаний; сопоставлением результатов полученных разными методами, а также сравнением их с аналогичными результатами, полученными другими авторами. Достоверность теоретических решений проверялась экспериментальным путем.

Практическое значение работы. Усовершенствована методика прогнозирования работоспособности (долговечности, длительной прочности или текучести, термостойкости или теплостойкости) древесных композитов в широком диапазоне эксплуатационных параметров. Её применение позволит более рационально использовать древесные композиты в строительных изделиях. Разработана технология модификации ламината, позволяющая повысить его водостойкость. Даны рекомендации по расширению области применения ламината в элементах строительных конструкций.

Внедрение результатов. Теоретические разработки и результаты экспериментальных исследований использованы на предприятиях ООО «СУ Донское», ООО «АС-нова» и ООО «Архстрой».

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на V и VI Международных научно-технических конференциях «Эффективные строительные конструкции: теория и практика» (Пенза, 2006 и 2007 гг.); Всероссийской научно-практической конференции «Водные и лесные ресурсы России: проблемы и перспективы использования, социальная значимость» (Пенза 2006 г.); V и VI Международных научно-практических Интернет - конференциях «Состояние современной строительной науки» (Полтава, 2007 и 2008 гг.); Международной научно-технической конференции «Композиционные строительные материалы» (Пенза, 2007 г.); VIII и IX Международных научно-технических конференциях «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» (Тула, 2007 и 2008 гг.); Международной научно-практической конференции «Эффективные конструкции, материалы и технологии в строительстве и архитектуре» (Липецк, 2007 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 17 печатных трудов, среди них 15 статей (из них три входят в перечень ВАК и одна опубликована в рецензируемом журнале), два тезиса.

Автор защищает:

1) результаты исследований закономерностей разрушения и деформирования ламината и MDF в широком диапазоне напряжений и температур;

2) результаты исследований по влиянию различных эксплуатационных факторов (тепловое старение, УФ-облучение, вода, переменность нагружения) на долговечность ламината и MDF;

3) результаты исследований по повышению водостойкости ламината, путем его модификации;

4) результаты исследования по выполнимости принципа Бейли при действии различных факторов (температуры, воды, нагрузки) для долговечности древесных композитов;

5) усовершенствованную методику прогнозирования долговечности (работоспособности) древесных композитов;

6) рекомендации по расширению области применения ламината.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из

введения, пяти глав, основных выводов, и приведена на 178 страницах, из которых 133 страницы машинописного текста, включая 31 таблицу, 69 рисунков, список литературы из 113 наименований и три приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы, сформулированы цели исследований и основные положения, которые выносятся на защиту.

В первой главе проведен обзор литературных источников.

В настоящее время древесные композиты используются в строительстве в качестве конструкционных, теплоизоляционных и отделочных материалов. Такой широкий спектр их применения связан с большим количеством наименований: ДСП, ДВП, фанера, ламинат, MDF, древес-нослоистый пластик, и разнообразием их свойств. Изучением физико-механических свойств древесных композитов занимались такие ученые, как В.Д. Бекетов, Е.Д. Мерсов, И.Г. Корчаго, С.Л. Ребрин, И.А. Отлев, Г.М. Шварцман, В.М. Хрулев, В.И. Харчевников, Е.М. Разиньков, A.A. Поздняков и др.

Ламинат, являясь одним из самых современных древесных пластиков, занимает более 10 % мирового рынка напольных покрытий. Его популярность объясняется сочетанием лучших качеств традиционного паркета и приемлемой цены. Он представляет собой слоистый материал, состоящий из износоустойчивого полимерного покрытия, декоративной бумаги, древесной основы и стабилизирующего слоя.

Ламинаты разделяются по классам: для коммерческого (31, 32, 33) и домашнего (21, 22, 23) использования. Существует европейская норма (EN685), включающая в себя 18 тестов: на абразивную устойчивость, светостойкость, ударопрочность, антистатичность, набухание, устойчивость к пятнообразованию, сопротивление скольжению, коэффициент выделения формальдегида и др., после проведения которых ламинату присваивается тот или иной класс.

Для защиты ламинатов от прямого попадания воды в качестве основы используется плита HDF повышенной плотности, края торцов покрываются специальным восковым составом, смолами, клеем или в процессе производства используется декоративная бумага с водоотталкивающей пропиткой. Но чем больше подобных мер предпринимается, тем выше оказывается конечная стоимость напольного покрытия.

Из приведенных литературных данных видно, что без внимания остается работа ламината во времени при комплексном сочетании нагрузки и температуры, осложняемая действием второстепенных факторов. Подобного рода исследования возможны с позиций термофлуктуационной теории разрушения и деформирования твердого тела.

Данная диссертационная работа как раз и посвящена изучению работоспособности ламината и МОР в различных условиях эксплуатации. Эти исследования позволят более полно использовать ресурсы материалов и создать теоретическую базу для проектирования из них строительных изделий и элементов конструкций.

Во второй главе описаны методические вопросы.

В качестве объектов исследований взяты ламинаты 31 и 32 классов, в том числе и водостойкие, и МОР как их основная составляющая. Для сравнения результатов в ряде испытаний использовались ДВП, ДСП и древесина.

Для проведения длительных и кратковременных испытаний при разных видах нагружения использовались шестипозиционный стенд и установка рычажного типа. Линейное термическое расширение ламината определялось с помощью оптического дилатометра. Специальная камера искусственного фотостарения и термошкаф применялись для определения стойкости ламината к действию УФ-облучения и теплостарения.

В данной главе также изложена термофлуктуационная концепция разрушения и деформирования твердых тел, которая рассматривает взаимосвязано три фактора: нагрузку, температуру и время. Суть концепции заключается в следующем: определяющим при разрушении является тепловое движение атомов, а нагрузка лишь способствует облегчению данного процесса и придает ему направленность. С течением времени в материале накапливаются необратимые дефекты, приводящие в итоге к разделению тела на части. Таким образом, долговечность материалов описывается обобщенным уравнением С.Н. Журкова, доработанным С.Б. Ратнером и В.П. Ярцевым:

для прямого пучка г = гя ехр

для параллельных прямых т = г. ехр

й

' и

(г1-г;1)

(1)

для обратного пучка т = тт'ехр

и>'-Г'а (Т м_г-Л Я !

(3)

где гда- период колебания кинетических единиц, [с]; 1]0 - эффективная энергия активации разрушения, кДж/моль; у- структурно-механическая константа, кДж/(МПахмоль); /? - структурно-силовой фактор, 1/МПа;

ст, МПа

25 20 15 10 5 0

—г/ 1

N

1—

Тт - предельная температура существования твердого тела, К; а - напряжение, МПа; Т - температура, К; тт, и , Vо', и, у', Тт\ -эмпирические константы.

Описаны методы определения физических и эмпирических констант при разрушении и деформировании. Для получения более надежных результатов экспериментальные данные подвергались статистической обработке.

В третьей главе изучены закономерности разрушения и деформирования ламината и МБР. На кривых разброса прочности ламината, МЭР и ДВП (рис. 1) наблюдается наличие двух пиков. Первый, явно выраженный, связан с наиболее опасными и крупными дефектами, присутствующими в древесном наполнителе, а второй - с дефектами связующего. Более гладкое сопряжение пиков ламината и МБР свидетельствует о более высокой однородности материалов по сравнению с ДВП. Самым высоким качеством из рассмотренных материалов обладает ламинат, что подтверждается наименьшей площадью кривой разброса.

В ходе проведенных длительных испытаний для ламината и МЭР были получены зависимости прочностной долговечности от напряжений и температур (рис. 2), которые описываются уравнениями (1) и (2).

В более ранних работах было показано, что «обратный пу-

25 30 35 40 45 о, МПа Рис. 1 - Кривые разброса прочности при поперечном изгибе: а) ламината Кгопозрап 31': 1- при +20 "С, 2- при +40 "С; б) 1 - твердого ДВП, 2 - МОР

—г о -1 I I -+21 "С. - +40 °С -+60°С' - +80 °С

д

□

4

|Ч

24 2< 28 О. г«-» 32 ^ 34- !з 6. 38 ст, МГ 1а

1йт, Гс1

> > о -+20 °С - +40 "С

д

\1 □ - + 55

\

> 1 к.

\ N ч

20 24 28 32 36 40 44 а, МПа

Рис. 2 - Зависимости долговечности от напряжений и температур при поперечном изгибе: а) для ламината Кгопоэрап 31', б) для МОИ (Кострома)

чок» характерен для материалов с ориентированной структурой, а «прямой» - для слоистых. Ламинат, в отличие от МОР, как раз имеет слоистое строение, чем объясняется различие видов зависимостей для долговечности.

Ламинат по-разному работает в интервалах температур до плюс 40 °С (плюс 60 °С) и выше (рис. 2а), В первом случае его работоспособность определяется древесным наполнителем, что подтверждается величинами термофлуктуационных констант (табл. 1). При этом материал разрушается хрупко, на что указывает большой разброс экспериментальных результатов. С повышением температуры полимерная матрица ламината переходит в вязко-текучее состояние, что приводит к изменению механизма его разрушения и уменьшению площади под кривой разброса (рис. 1 а). А/х10"\ мм Фазовые изменения, происходя-

щие в ламинате с повышением температуры, были также зафиксированы и на дилатометрических кривых (рис. 3). При температуре плюс 45 °С на них наблюдается излом, а после +60...+70 °С образцы даже начинают сужаться, что вызвано доотверждением связующего (исключение составляет водостойкий ламинат).

Для водостойкого ламината с повышением температуры изменения зависимости не наблюдается. Это говорит о влиянии дополнительного полимерного каркаса на процесс разрушения.

Таблица 1

Физические и эмпирические константы ламината и МБР при разрушении (поперечный изгиб)

40 35 30 25 20 15 10 5 0

4

\ F4*

И' \

pi WJ

А'»* у И -> ■-К •-К roño roño span star. 31' ¡1'

■"■-Tarkett 32' i i i

20 40 60 80 Т,°С Рис. 3 - Дилатометрические кривые ламинатов

Материал Диапазон температур Величины констант

Тт (0= С Tm (ТЛ к Uo (Uo'), кДж/ моль /(/). кДж/ (МПах моль)

Ламинат КгапоБрап 31' <+60 °С 10-U5 651 232 6,23

>+60 °С 10-U5 392 723 19,23

Кгопо$1аг 31' <+40 °С Ю'1 552 299 7,17

>+40 °С Ю-5 377 743 17,50

ТагкеП 32' - ! 0-4,38 451 404 6,90

MDF (Kronostar) Кострома - 280 -478 -21,20

Воронеж - Ю7'8 264 -147 -10,17

Из табл.1 видно, что при температурах до плюс 40 "С (плюс 60 °С) значения тт и 1/0 близки аналогичным константам других древесных композитов (например ДСП). Величина и0 соответствует энергии активации разрушения целлюлозы, что указывает на определяющую роль древесного компонента при разрушении. Отличие константы Тт связано с применением разных полимерных смол при изготовлении древесных композитов.

Для водостойкого ламината по сравнению с обычным характерно увеличение константы 1/0 и снижение тт и Тт. Более низкое значение тт свидетельствует о большей однородности материала, а увеличение и„, объясняется наличием дополнительного полимерного каркаса внутри плиты НОР, который также вовлечен в процесс перераспределения напряжений внутри материала.

Для МБР и ДВП значения констант довольно близки, что ожидаемо, ввиду схожести строения самих материалов.

Так как ламинат используется в конструкциях полов, важным вопросом является изучение его деформационной долговечности. Деформационные характеристики ламината наиболее сильно зависят от величины нагрузки при сохранении длительности ее приложения. Повышение температуры наоборот, практически не сказывается на них. Также как и другие древесные композиты (фанера, ДСП), ламинат имеет малую величину остаточных деформаций (4...5 %).

Ранее для прогнозирования деформации материалов с помощью метода графоаналитического дифференцирования по кинетическим кривым определялась скорость их деформирования. Однако, при подробном рассмотрении данного метода, в нем были выявлены некоторые недостатки. Во-первых, отыскание установившейся скорости деформирования материала путем проведения касательной с конечного участка кривой в координатах lgv-E до оси с е=0 не дает достаточно точных результатов, поскольку это значение не соответствует конечному участку, оно сильно завышено. Во-вторых, резкий перегиб кинетических кривых, наблюдаемый в первые две минуты, не позволяет описать всю зависимость одним уравнением. Поэтому в работе был теоретически развит способ определения деформации, исходя из которого:

£ = £,+у-1, (4)

где е - полная деформация, %; е„ - начальная деформация, %; V - установившаяся скорость деформирования, %/с; ( - время определения деформации, с.

е = етехр

ЯТ

1-

т

\

т(е) J

, V = V,,, ехр

ЯТ

1—

»(«) у

,(5)

где ет - мгновенная деформация материала, %; t/0(y - эффективная энергия активации деформации, кДж/моль; у(с), y(vj - структурно-механический фактор, кДж/(МПахмоль); Тт(с), Tm(v) - предельная температура размягчения материала, К; R - универсальная газовая постоянная, кДж/(мольхК); а- напряжение, МПа; Т— температура, К; vm - начальная скорость деформирования материала, %/с; U0(V) - эффективная энергия активации скорости, кДж/моль.

Зависимости начальной деформации и скорости деформирования ламината от обратной температуры и нагрузки, также представляют собой веерообразные семейства прямых.

Значения констант, входящих в уравнения (5) представлены в табл. 2. По данному методу также определены константы для ДСП и древесины, экспериментальные данные по которым были взяты из работ O.A. Киселевой и М.А. Сашина.

Таблица 2

Деформационные константы древесных композитов (сжатие)

Вид материала Марка материала (плотность кгУм3) Е -5? bi л к ® S Ü ° \ ^ ^ т S , Е W 5- % 4 b § - «в —• _. § л SI §

ДСП 700 0,815 317 919 56,98 -3,66 319 96 7,19

800 0,404 246 -31,92 -1,36 -2,77 419 -3,54 1,23

Ламинат Kronospan 31' 1,104 234 -0,31 0,224 -3,336 321 -228 -10,13

Tarkett 32' 0,913 157 -0,96 0,143 -3,484 304 45,8 3,63

Сосна 2 сорт -1,54 151 -13,65 -0,26 -2,29 560 -7,61 1,12

Полученные константы позволяют прогнозировать деформацию материала, достигаемую к определенному времени в различных эксплуатационных условиях.

Ламинат как напольное покрытие постоянно подвергается вдавливанию различных предметов (ножки мебели, каблуки обуви, тяжелые предметы). Поэтому для него была получена зависимость времени погружения индентора до заданной глубины от твердости и температуры, представляющая собой, «прямой пучок», описываемый уравнением (1). С помощью графоаналитических перестроений определены термофлуктуаци-онные константы ламината при пенетрации (табл. 3).

Таблица 3

Константы ламината Kronostar 31 'при пенетрации_

k&m, [с] Тт, К U0, кДж/моль у, кДж/(МПахмоль)

-0,9 344 694 26,3

По сравнению со значениями констант характеризующими разрушение материала при поперечном изгибе, при пенетрации и0 имеет большее значение, а Тт - меньшее, что свидетельствует о превалирующей роли деформационных процессов.

Полученные данные позволяют прогнозировать прочностную и деформационную долговечность ламината в широком диапазоне нагрузок и температур.

В четвертой главе исследовано влияние второстепенных факторов (температура, УФ-облучение, вода) на работоспособность ламината.

После действия теплового старения и УФ-облучения дилатометрические кривые остаются без изменения, т.е. структура ламината сохраняется (рис. 3).

Однако данные факторы сказываются на механических характеристиках материала. В течение первых 10 ч теплового старения (рис. 4) прочность ламината немного увеличивается, что связано с доотвержде-нием связующего. Затем она начинает медленно снижаться, а после 300 ч наблюдается резкое падение прочности на 29 %, что вызвано старением

УФ-облучение не опасно для ламината. В первые 200 ч действия данного фактора для ламината наблюдается значительное упрочнение, после чего процесс замедляется. В результате, после 300 ч прочность композита составляет 114 % от первоначальной. Увеличение механических характеристик ламината объясняется упрочнением древесной составляющей, а присутствие верхней защитной пленки способствует сохранению необходимого количества связей древесина-полимер. МБР под действием данных факторов ведет себя иначе. В данном случае, УФ-облучение приводит к снижению прочности, а тепловое старение - к ее увеличению. Из полученных результатов можно сделать вывод, что присутствие у ламината верхней полимерной пленки способствует защите основного слоя НОР от пагубного действия УФ-облучения.

Под действием рассмотренных факторов изменяется не только прочность, но и долговечность ламината, что может быть учтено при помощи определенных экспериментальным путем поправок:

А)01 =к, -(0,025-а-+0,45), А\ =к, • (0,0325 а-0,205), (6)

полимернои составляющей. о, МПа

43 41 39 37 35 33 31 29 27

А- Ч

\

\

Л УФ -ОбЛУЧС :ние к

0 тепловое старение 1 1 г 1

0 10 20 30 40 N,4 Рис. 4 - Влияние старения на прочность ламината Кгоповрап при поперечном изгибе

где /' - длительность действия фактора, ч; к - переводной коэффициент (табл. 4), а- напряжение, МПа.

Таблица 4

Вид фактора Длительность действия фактора /, ч

10 50 100 150 200 250 300

Теплостарение 1,72 1,11 0,98 0,85 0,95 1,00 0,38

УФ-облучение 0,02 0,19 0,46 0,73 1,00 1,11 1,21

После 500 ч УФ-облучения или 500 ч теплового старения для МЭИ наблюдается сохранение зависимости ¡^(о, Т), которая очень близка к исходной. Следовательно, изменения структуры материала не происходит. Аналогичный факт в отношении ДСП был установлен ранее другими исследователями. В табл. 5 приведены значения констант, позволяющие прогнозировать долговечность плит МБР после старения.

Таблица 5

Эмпирические константы МБР при разрушении (поперечный изгиб)

после старения

Факторы старения Температурный интервал Величины констант

*т С Тт', к и»\ кДж/моль у\ кДж/ (МПахм оль)

УФ, 500 ч +20...+40 °С ю5'7 226 -133 -5,48

+40...+55 °С ю4'7 293 -742 -30,67

+80 °С, 500 ч +20...+40 °С ю7'8 208 -67 -4,10

+40...+55 °С 107'8 280 -288 -17,47

К наибольшему изменению свойств ламината приводит действие на его основу воды. Поэтому вопросу их взаимодействия и повышению водостойкости плиты НОР в работе было уделено большое внимание.

С термоактивационных позиций получены закономерности водопо-глощения ламината и МБР во времени при различных постоянных температурах, описываемые, по аналогии с предложенным методом определения деформаций, уравнением:

и> = и», + V • Г (7)

где w — прогнозируемое водопоглощение, %; м>„ - начальное водопогло-щение, %; V - скорость водопоглощения %/с; г - время определения величины водопоглощения, с;

Начальное водопоглощение и скорость процесса описываются уравнением вида Аррениуса:

w, = w0 exp{-, v = v„ expf-|, (8)

\

где XVо - предэкспоненциальный множитель, %; Ец, - эффективная энергия активации водопоглощения, кДж/моль; Я - универсальная газовая постоянная, кДж/(мольхК); Т - температура, К; \>0 - предэкспоненциальный множитель, %/с; Е - эффективная энергия активации скорости водопоглощения, кДж/моль.

Величины констант, входящих в уравнения (8) приведены в табл.6.

Таблица 6

Кинетические константы водопоглощения ламината и МОР

Вид материала lgw0, [%] Ewt кДж/моль Igvo, [%/с| Е кДж/моль W, %

Ламинат Кго-nospan 31 ' 12,2280 65,30 3,7200 41,60 9,16

MDF 7,5032 34,92 0,3507 18,73 41,42

Примечание - Величина водопоглощения рассчитана при 293 К к S ч замачивания

Для удобства проведения экспериментов и большей стабильности получаемых результатов, образцы были подвержены всестороннему доступу воды. В действительности вода проникает в ламинат через стыки панелей. Таким образом, водопоглощение и набухание материала в реальных условиях эксплуатации ниже, чем в лабораторных. Перейти от всестороннего замачивания к проникновению воды через стык можно при помощи коэффициентов, преобразующих уравнение (7):

w = kw-wt +kv-v-t, (9)

где kw и kv- коэффициенты, учитывающие реальные условия проникновения воды через стык панелей ламината.

Величины коэффициентов определены экспериментальным путем и составляют: £„,=0,426 и kv= 1 для ламината Kronostar ЗГ и £„,=0,701 и kv= 1 для водостойкого ламината Magnifie 32'.

Полученные данные позволяют прогнозировать водопоглощение ламината и MDF в широком диапазоне температур.

Для оценки влияния воды на долговечность материала в работе были проведены длительные испытания ламинатов (Kronostar ЗГ и водостойкого Magnifie 32') подверженных действию воды (рис. 5). Водостойкие свойства ламината Magnifie более заметны при длительном действии воды: после 1 ч замачивания прочность ламината Kronostar выше, чем для Magnifie. Как выяснилось, определенное значение имеет и характер действия воды (циклическое или непрерывное). При циклическом действии воды долговечность ламината Magnifie опустилась на уровень ламината Kronostar. Так как для древесных композитов принцип Бейли вы-

полняется от действия воды, то снижение долговечности водостойкого ламината при дискретном замачивании определяется наличием дополнительного полимерного каркаса, нестойкого к данному характеру нагру-жения.

Ламинат имеет большую водостойкость, по сравнению с другими древесными плитами (в 1,6 раза выше, чем ДСП). Однако, ее величина недостаточна. Поэтому важной задачей является повышение водостойкости ламината, при относительно небольшом увеличе-. нии его стоимости.

Одним из путей решения данного вопроса является модификация материала. В качестве пропитывающих веществ были взяты Эмукрил М, Эмульсия 252, Акратам AS01, Акратам AS02 и Акратам AS01M (морозостойкий). Они имеют акриловую основу и инертны по отношению к древесному наполнителю.

Пропитка практически всеми использованными модификаторами (за исключением Эмульсии 252) снижает водопоглощение и набухание ламината до уровня водостойкого (табл. 7). Это происходит за счет изоляции древесных частиц пропитывающим веществом, которое, проникая в стенки их клеток, связывается с ними и препятствует доступу воды.

Таблица 7

Водопоглощение ламината (%) до и после его модификации_

Длительность действия воды Водостойкий ламинат Tarkett Ламинат Kronostar Ламинат Kronostar, модифици рованный

Эмукри-лом M Акрата-мом AS01 Акрата-мом AS02 Акрата- мом AS01M

2ч 3,8 7,6 4,2 3,8 3,5 2,6

7 сут. 46,1 58,8 48,9 48,8 46,4 45,8

Однако, модификатор, находясь в жидком состоянии, оказывает пластифицирующий эффект на исходный композит, вследствие чего происходит снижение прочности последнего. Поэтому, после пропитки лами-

^ Igr, M

4 3 2 1

О

N

S

■

Т"

13 17 21 25 29 33 IgT, [с]

а, МПа

17 21 25 29 33 37 а, МПа

- без воздействий

- действие воды в течение 1 ч

- действие воды в течение 20 ч

- циклическое действие воды 20 циклов по 1 ч

Рис. 5 - Зависимости долговечности от напряжений при поперечном изгибе после действия воды для ламинатов: a) Kronostar 3 Г, б) Magnifie 32'

нат подвергался термообработке при плюс 80 °С (табл. 8), приводящей к полимеризации сополимера (что можно отчетливо видеть на полученных микрофотографиях) и его сшиванию с древесным наполнителем.

На основании полученных данных был определен оптимальный режим модификации ламината, который включает в себя два этапа: пропитку при плюс 20 °С в течение трех суток с последующей термообработкой при плюс 80 °С в течение 6 ч.

Таблица 8

Влияние термообработки на прочность ламината_

Модификатор Длитель ность пропитки Прочность ламината, МПа

при термообработке (+80 °С) в течение

' - 2ч 4ч 6ч 8ч 10ч 17,5ч

Эмукрил М 72 ч 13,59 24,24 25,37 26,19 - 24,51 24,20

Акратам AS01M 72 ч - - 28,64 29,94 32,54 32,23 -

Наилучшими параметрами по водопоглощению, набуханию и прочности обладает ламинат, модифицированный Акратамом AS01M. После воздействия воды в течение 18 ч, коэффициент водостойкости такого материала составляет 0,92, что в 1,4 раза выше, по сравнению с не модифицированным ламинатом. Необходимо отметить, что после модификации ламината Акратамом AS0IM наблюдается изменение вида зависимости lgr(<r, Т) от «прямого пучка» к параллельным прямым (рис. 6), что вызвано образованием дополнительных слабых связей. Данная зависи-; мость описывается уравнением (2). Величины констант входящих в него представлены в табл. 9.

Таблица 9

Термофлуктуационные константы модифицированного ламината Кгопо§1аг 31 'при разрушении (поперечный изгиб)_

1ят* /?, 1/МПа U, кДж/моль

-2,3 0,26 68,85

Igx, [с]

i i - +20 °С - - +40 °С -4-АЛ °г

<

Рис. 6 - Зависимость долговечности модифицированного ламината Кгопоэ1аг 31' от напряжений и температур при поперечном изгибе

Таким образом, опираясь на принцип суперпозиций, влияние всех второстепенных воздействий на ламинат и MDF может быть учтено с помощью полученных поправок к долговечности.

В пятой главе приводится усовершенствованная методика прогнозирования работоспособности ламината и других древесных композитов, основы которой приведены в диссертации O.A. Киселевой. В данной работе в методику было внесено три пункта: учет разброса долговечности, переменности нагружения и выполнимости принципа Бейли.

Действие переменных напряжений можно учесть с помощью поправок к долговечности: А=0,375-а-8,3 (твердое ДСП) и Д=0,38-0-11,44 (ламинат). По сравнению с ДСП ламинат менее чувствителен к переменности нагружения, что объясняется более высокой однородностью его структуры и меньшей дефектностью, снижающей вероятность развития трещин в единице объема материала.

В работе было установлено, что для древесных композитов принцип Бейли выполняется как при разрушении, так и при деформировании от нагрузки и воды.

Долговечность древесных композитов с учетом разброса определяется следующим образом:

lgTM = lgr±kM-slgr, (10)

где Igr— долговечность, к,)л - коэффициент, учитывающий длительность испытаний (при lgr>4, кш составляет 0,04 для ламината Kronospan и 0,29 для ДСП), s/gt - величина отклонения (табл. 10) определяется по уравнениям для долговечности: £lgr = lg r(ам ) - lg т(ад), acp- напряжение, соответствующее пику на кривых разброса, МПа; ар - напряжение с обеспеченностью 0,93, МПа.

Таблица 10

Величины отклонений £/gf_

Древесина Твердая ДВП Ламинат

Kronospan 31' Kronostar 31' Tarkett 32'

0,8664 0,6848 0,4376 0,6797 0,1924

Согласно усовершенствованной методике прогнозирование долговечности древесных композитов в строительных изделиях и элементах конструкций, осуществляется в следующей последовательности:

1 Для материала определяется вид напряженно-деформируемого состояния.

2 Определяется вид зависимости разрушения (или деформирования) и описывающее его уравнение, а также константы, входящие в него.

3 Определяются напряжения (а), возникающие в материале, устанавливается температура эксплуатации (7), а также внутренние и внешние факторы, влияющие на работоспособность (концентраторы напряжения, агрессивные среды, климатические факторы и т.д.).

4 При установленных параметрах <х и Т рассчитывается по уравнениям (1) - (3) или определяется с помощью диаграммы (рис. 7) теоретическая долговечность материала.

5 Проверяется выполнение принципа Бейли при различных воздействиях. Если данный принцип выполняется, то действие внешних факторов можно учесть с помощью поправок. Иначе, необходимо проведение натурных испытаний.

6 С помощью поправок определяется реальная долговечность материала с учётом действия переменных нагрузок, старения, агрессивных сред и т.д.

7 Уточняется долговечность материала с учетом разброса.

Высокая прочность и жесткость, защита в виде полимерной пленки

от внешних воздействий, получение основы изделия из отходов переработки деловой древесины, определяют возможность использования ла-мината в качестве обшивок стеновых панелей, панелей покрытия, для устройства потолков в мансардных помещениях коттеджей и обшивок перегородок. Полы из ламината можно устраивать не только по сплошному подстилающему слою, но и по лагам.

Расширение области применения ламината подтверждается расчетами, выполненными по предложенной методике.

Для воплощения предложенных вариантов производителю необходимо прибегнуть к некоторым доработкам материала:

1) налаживание линии производства ламинированных плит различных размеров;

2) разработка системы крепления ламинированных обшивок к деревянному или иному каркасу.

В работе приведены примеры прогнозирования работоспособности ламината в строительных изделиях и конструкциях (табл. 11).

«ет.м

Рис. 7 - Диаграмма долговечности ламината Krono.st.ar 31'

Таблица 11

Срок службы ламината в строительных изделиях и конструкциях

Конструкция Расчетные напряжения, МПа Средняя температура эксплуатации, "С Срок службы, г

теоретическая с учетом поправок

Пол по лагам 3,500 +20 >100 68

Пол по сплошному подстилающему слою 0,002 +20 >100 >100

Обшивка стеновой панели 4,000 +10 >100 90

Обшивка перегородки 10,000 +20 >100 67

Примечание - Поправки учтены от действия УФ-облучения, теплового старения и воды

Технико-экономическое сравнение модифицированного ламината с существующим водостойким приведено в табл. 12.

Таблица 12

Технико-экономическое сравнение модифицированного и водостойкого

ламинатов

Ламинат Цена р./м2 Коэф. водостойкости Снижение долговечности (Д1ЕТ), [С] Количество замен ламината при суммарном действии воды в течение 540 ч Экономия средств на замене ламинированного покрытия, р./м2

Кгопс^аг модифицированный 380 0,92 0,73 1 970

ТагкеП 450 0,75 4,91 3 0

Примечание - Величина снижения долговечности рассчитана после проникновения воды через стыки ламината в течение 180 ч.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Получены кривые разброса прочности древесных композитов и древесины. Они схожи по своему характеру, но имеют различную ширину кривой и высоту пиков, что говорит о неоднородности строения и различном качестве материалов. Самым стабильным (с точки зрения процесса разрушения) является ламинат, после которого следует МОР, ДВП, затем ДСП и, наконец, древесина. В отличие от чистой древесины, для композитов характерно присутствие двух пиков на кривой разброса.

Наиболее значимый из них определяется древесной составляющей, а второй пик связан с дефектами связующего.

2. С позиции кинетической (термофлуктуационной) концепции:

а) получены закономерности разрушения ламината и MDF при поперечном изгибе, представляющие собой веерообразные семейства прямых, описываемые уравнениями (1) и (3). Установлено, что для ламина-тов, за исключением водостойкого, характерно разделение зависимости на разные интервалы температур, что связано с переходом полимера в иное фазовое состояние;

б) исследованы закономерности деформирования ламината сжатием. Они отличаются от зависимостей других древесных композитов резким замедлением роста деформаций уже после второй минуты нагружения независимо от температуры. Для описания полученных зависимостей используются уравнения (4), (5);

в) получены закономерности деформирования ламината при пенет-рации. Несмотря на сложность протекающего процесса, в данном случае ведущая роль принадлежит деформированию, что подтверждается величинами термофлуктуационных констант.

3. Для ламината и MDF получены дилатометрические кривые, на основании которых был определен коэффициент линейного термического расширения. В интервале температур от плюс 20 до плюс 60 °С его значение для ламината (3,1 МО"6 С"') близко соответствующему а древесины (3,00-10"6 С'1... 5,00-Ю"6 "С"1), что указывает на ведущую роль древесного компонента в процессе термического расширения.

4. Изучено влияние УФ-облучения и теплостарения на работоспособность ламината и MDF. Установлено, что ультрафиолетовое излучение повышает прочность и долговечность ламината, а тепловое старение, в свою очередь, приводит к снижению прочности. Для MDF наоборот, снижение прочности характерно после воздействия УФ-облучения. Этот факт объясняется различным строением материалов, и, в первую очередь, наличием полимерной пленки у ламината, защищающей связующее древесной плиты от действия УФ-лучей. Определены поправки, позволяющие учитывать влияние данных факторов на долговечность ламината. Для MDF после длительного старения получены зависимости Igrfa, Т).

5. С термоактивационных позиций изучено водопоглощение ламината и MDF. Выявлено влияние воды на прочность и долговечность ламината. Характер действия воды также важен: для ламината Kronospan циклическое и непрерывное замачивание оказывает одинаковое влияние, а для водостойкого Magnifie первое более опасно. Данный факт объясняется наличием у последнего дополнительной полимерной пропитки, нестойкой к данному характеру нагружения.

6. Подобраны сополимеры (Эмукрил М, Акратам AS01M) и технологические режимы модификации ламината: пропитка в течение трех суток и термообработка в течение 6 ч при плюс 80 °С. Установлено, что модификация ламината способствует снижению его водопоглощения и набухания. Применение Акратама AS01M позволяет сохранить прочность ламината, но приводит к изменению вида зависимости для долговечности. Это происходит за счет образования внутри ламината дополнительных связей в результате полимеризации модификатора при повышенной температуре.

7. Для древесных композитов наблюдается выполнение принципа Бейли как при разрушении, так и при деформировании от действия нагрузки и воды. Таким образом, снижения долговечности от дискретного действия этих факторов можно суммировать.

8. Изучено влияние переменных напряжений на долговечность древесных плит. Определены поправки (Дт=10"о,375с5+8,3 с для ДСП и Дт=10"0'38ст+11,44 с для ламината), позволяющие учитывать влияние данного характера нагружения.

9. Усовершенствована методика прогнозирования работоспособности ламината и древесных композитов при различных условиях эксплуатации, с учетом выполнимости принципа Бейли, переменности нагружения и величины разброса. Даны рекомендации по расширению области применения ламината в качестве обшивок панелей покрытия, стеновых панелей, перегородок и др.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Кольцов П.М. Повышение гидрофизических свойств ламината в стыках / П.М. Кольцов, O.A. Киселева, В.П. Ярцев // Строительные материалы. - М., 2008. - № 2. - С. 50-51. Лично автором выполнено 0,7 с.

2. Кольцов П.М. Конструкции с применением ламината для отделки помещений I П.М. Кольцов, O.A. Киселева, В.П. Ярцев // Жилищное строительство. - М., 2008. - № 3. - С. 32-33. Лично автором выполнено 0,7 с.

3. Кольцов П.М. О технологическом режиме модификации ламината / П.М. Кольцов, O.A. Киселева // Известия Орел ЛГУ. Серия «Строительство. Транспорт». - Орел, 2008. - № 4/20(551). - С. 75-78. Лично автором выполнено 2 с.

4. Киселева O.A. Влияние нагрузки и температуры на долговечность ламината / O.A. Киселева, П.М. Кольцов, В.П. Ярцев // Строительные материалы XI века. - М., 2008, - № 1. - С. 34-35. Лично автором выполнено 0,7 с.

5. Кольцов П.М. Оценка разброса прочности древесины / П.М. Кольцов, O.A. Киселева, В.П. Ярцев // Водные и лесные ресурсы России: проблемы и перспективы использования, социальная значимость: Сб. статей Всероссийской научно-практ. конф. - Пенза, 2006. - С. 96-98. Лично автором выполнена 1 с.

6. Киселева O.A. О выполнении принципа Бейли при испытании на долговечность древесных композитов / O.A. Киселева, П.М. Кольцов // Труды ТГТУ: Сб. науч. ст. - Тамбов, 2006. - Вып. 19. - С. 148 -152. Лично автором выполнено 2,5 с.

7. Кольцов П.М. О влиянии условий эксплуатации на выполнение принципа Бейли для древесных композитов / П.М. Кольцов, O.A. Киселева // Эффективные строительные конструкции: теория и практика: Сб. статей V Международной научно-техн. конф. - Пенза, 2006. - С. 212-214. Лично автором выполнено 1,5 с.

8. Кольцов П.М. Оценка разброса прочности композитных материалов на основе древесины / П.М. Кольцов, O.A. Киселева // Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии: Сборник материалов VIII Международной научно-техн. конф. - Тула, 2007. - С. 31-32. Лично автором выполнена 1 с.

9. Кольцов П.М. Прогнозирование прочности и долговечности в реальных условиях эксплуатации / П.М. Кольцов, O.A. Киселева, В.П. Ярцев // Эффективные конструкции, материалы и технологии в строительстве и архитектуре: Сб. статей международной научно-практич. конф. -Липецк, 2007. - С. 240-244. Лично автором выполнено 1,7 с.

Ю.Киселева O.A. Влияние переменных нагрузок на долговечность ДСП / O.A. Киселева, П.М. Кольцов // Труды ТГТУ: Сб. науч. статей молодых ученых и студентов. - Тамбов, 2007. - Вып. 20. - С. 202 - 205. Лично автором выполнено 2 с.

11. Кольцов П.М. Влияние воды на долговечность древесных плит / П.М. Кольцов, O.A. Киселева // Состояние современной строительной науки - 2007 : Сб. науч.трудов. - Полтава: Полтавский ЦНТЭИ, 2007. -С.149-150. Лично автором выполнена 1 с.

12. Кольцов П.М. Закономерности разрушения ламината / П.М. Кольцов, O.A. Киселева, В.П. Ярцев // Композитные строительные материалы: теория и практика: Сб. статей Международной научно-техн. конф. - Пенза, 2007. — С.55-58. Лично автором выполнено 1,3 с.

13. Кольцов П.М. Деформационные процессы в древесных композитах / П.М. Кольцов, O.A. Киселева, A.B. Гусаров, A.B. Сузюмов // Эффективные строительные конструкции: теория и практика: Сб. статей VI Международной научно-техн. конф. - Пенза, 2007. - С. 73-75. Лично автором выполнено 0,75 с.

Н.Киселева О.А. Диаграммы для прогнозирования долговечности строительных материалов / О.А. Киселева, П.М. Кольцов // Эффективные строительные конструкции: теория и практика: Сб. статей VI Международной научно-техн. конф. - Пенза, 2007. - С. 92-95. Лично автором выполнено 2 с.

15. Кольцов П.М. О старении ламината / П.М. Кольцов, О.А. Киселева // Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии: Сб. материалов IX Международной научно-техн. конф. - Тула, 2008. - С. 26-27. Лично автором выполнена 1 с.

16. Кольцов П.М. Влияние температурно-влажностных условий на термоактивационные закономерности разрушения ламината / П.М. Кольцов, О.А. Киселева // Современные проблемы строительного материаловедения и технологии. Материалы международного конгресса «Наука и инновации в строительстве. S1B-2008». - Воронеж, 2008. - Т.1, Кн.1. -С.222-227. Лично автором выполнено 3 с.

17. Кольцов П.М. Исследование прочностной и деформационной долговечности ламината / П.М. Кольцов, О.А. Киселева // VI Междунар. научно-практич. Интернет-конференция «Состояние современной строительной науки 2008». - Полтава: Полтавский ЦНТЭИ. 2008. С.138-142. Лично автором выполнено 2,5 с.

Отпечатано ИП Першиным Р.В. Тамбов, Советская, 21, а/я №7. Подписано в печать 08.09.2010. Заказ № 080910-01. Печать электрографическая. Бумага офсетная. Гарнитура Times. Формат 60x90/16. Объем 1,5 усл.печ.л. Тираж 120 экз.

Введение

1 Современные представления о древесных пластиках

1.1 Ламинат

1.1.1 Общие сведения

1.1.2 Состав и строение

1.1.3 Классификация

1.1.4 Производство ламината

1.1.5 Соединения панелей ламината

1.1.6 Испытания ламината

1.1.7 Свойства

1.1.8 Эксплуатационный срок

1.1.9 Применение ламината

1.2 Medium Density Fibreboard (MDF)

1.2.1 MDF. Отличие от ДВП

1.2.2 Производство плит MDF

1.3 Древесные плиты

1.3.1 Виды древесных плит

1.3.2 Применение древесных плит

1.3.3 Состав и структура ДВП и ДСП

1.3.4 Свойства древесных плит 42 Заключение по главе

2 Методический раздел

2.1 Выбор материалов

2.2 Выбор модификаторов

2.3 Оборудование для проведения экспериментов

2.4 Методика проведения испытаний

2.5 Обработка экспериментальных данных

2.5.1 Термофлуктуационная концепция разрушения и деформирования твердых тел

2.5.2 Определение физических и эмпирических констант

2.5.3 Статистическая обработка данных

3 Закономерности разрушения и деформирования ламината и MDF 67 3.1 Оценка разброса прочности древесины и материалов на ее основе 3.2 Закономерности разрушения ламината и MDF при поперечном изгибе

3.3 Закономерности деформирования ламината

3.3.1 Оценка скорости деформирования ламината при сжатии

3.3.2 Поведение ламината при ступенчатом нагружении

3.3.3 Закономерности деформирования ламината пенетрацией 88 Выводы по главе

4 Влияние второстепенных факторов на долговечность ламината и MDF

4.1 Термическое расширение ламината и MDF

4.2 Влияние старения на прочность и долговечность ламината и MDF

4.3 Термоактивационные закономерности водопоглощения ламината и 104 MDF

4.4 Оценка водопоглощения ламината в стыках

4.5 Водостойкость и морозостойкость ламината

4.6 Влияние воды на долговечность ламината

4.7 Повышение гидрофизических свойств ламината путем его 115 модификации

4.8 Влияние модификации на механические свойства ламината

4.9 Водостойкость и долговечность модифицированного ламината 122 Выводы по главе

5 Прогнозирование работоспособности ламината и древесных плит

5.1 О выполнении принципа Бейли для древесных композитов

5.2 Влияние переменных напряжений на долговечность древесных композитов

• 5.3 Усовершенствование методики прогнозирования работоспособности древесных композитов

5.4 Рекомендации по расширению области применения ламината

5.5 Примеры расчета строительных изделий с использованием ламината

5.6 Прогнозирование срока службы ламината и MDF в различных строительных изделиях

• 5.7 Технико-экономическое сравнение модифицированного ламината и водостойкого 155 Выводы по главе

Выводы

Актуальность работы. Древесные композиты получили широкое распространение в строительстве. Их популярность объясняется относительной простотой изготовления и невысокой стоимостью, а также определенным набором свойств — высокой прочностью, низкой теплопроводностью, хорошими акустическими свойствами.

В конце XX столетия в Швеции был разработан новый древесный пластик - ламинат. Он был призван заменить дорогостоящий паркет, с чем успешно справился. Сохраняя теплофизические и экологические свойства своего предшественника, ламинат значительно экономичнее, а также имеет и ряд преимуществ. Благодаря своему составу он может иметь любой рисунок, конструкция панелей обеспечивает быстрый монтаж, его не надо покрывать лаком. К недостатку ламината можно отнести разве что недостаточно высокую водостойкость.

Обладая массой достоинств, ламинат используется в настоящее время только в качестве напольного покрытия. В связи с этим, большое внимание уделяется изучению его верхнего полимерного слоя, а не всего изделия в целом. При этом, прочностные и деформационные способности ламината не раскрыты в должной мере, а сам ламинат не вырабатывает свой ресурс по прочности.

Срок службы ламината определяется, в основном, качеством износоустойчивого покрытия, но окончание его эксплуатации может быть вызвано приходом в негодность древесной основы композита из-за пагубного действия воды. Исходя из этого, возникает необходимость в изучении работоспособности ламината как изделия в целом.

Для обеспечения системности проводимых исследований работа в своей основе опирается на термофлуктуационную теорию разрушения и деформирования твердых тел, позволяющую комплексно оценить действие основных эксплуатационных факторов (нагрузка, температура, время) и наиболее вероятных второстепенных (влажность, УФ-облучение, тепловое старение, вода и др.) на объект исследования.

Работа выполнена в рамках гранта Министерства образования и науки Р.Ф. 2.1.1/660 по теме «Исследование многослойных композитных тонкостенных конструкций, подверженных термоэлектромеханическому нагружению».

Целью работы является изучение и повышение долговечности ламината в широком диапазоне условий эксплуатации с доработкой методики прогнозирования его работоспособности.

Исходя из этого, в работе поставлены следующие задачи:

1) исследование закономерностей разрушения и деформирования ламината и MDF в широком диапазоне напряжений и температур;

2) изучение влияния различных эксплуатационных факторов (тепловое старение, УФ-облучение, вода, переменность нагружения) на долговечность ламината и MDF;

3) повышение водостойкости ламината путем его модификации;

4) исследование выполнимости принципа Бейли при действии различных факторов (температуры, воды, нагрузки) для долговечности древесных композитов;

5) усовершенствование методики прогнозирования долговечности (работоспособности) древесных композитов;

6) выдача рекомендаций по расширению области применения ламината.

Научная новизна работы состоит в следующем:

1 Впервые выявлены качественные зависимости прочностной и деформационной работоспособности ламината и MDF с позиций термофлуктуационной концепции в широком интервале основных воздействий.

2 Разработан способ учета влияния второстепенных воздействий (УФ-облучения, теплового старения, воды) на долговечность ламината и MDF через рассмотрение их взаимодействия на структурном уровне.

3 Впервые рассмотрено влияние переменности нагружения, значительно осложняющего условия работы материала в конструкциях, на долговечность древесных композитов.

4 Повышена водостойкость ламината, посредством модификации сополимерами, что при более низкой стоимости полученного продукта по сравнению с существующими импортными водостойкими аналогами позволяет повысить конкурентоспособность отечественных производителей ламината.

5 Усовершенствована методика прогнозирования работоспособности (долговечности) древесных композитов в строительных изделиях и конструкциях в широком диапазоне эксплуатационных воздействий, с учетом выполнимости принципа Бейли и величины разброса долговечности.

6 Даны рекомендации с обоснованием и расчетами, выполненными по предложенной методике, по расширению области применения ламината.

Достоверность полученных экспериментальных результатов обеспечивается проведением экспериментов с достаточной воспроизводимостью; статистической обработкой полученных данных с заданной вероятностью и необходимым количеством повторных испытаний; сопоставлением результатов полученных разными методами, а также сравнением их с аналогичными результатами, полученными другими авторами. Достоверность теоретических решений проверялась экспериментальным путем.

Практическое значение работы. Усовершенствована методика прогнозирования работоспособности (долговечности, длительной прочности или текучести, термостойкости или теплостойкости) древесных композитов в широком диапазоне эксплуатационных параметров. Её применение позволит более рационально использовать древесные композиты в строительных изделиях. Разработана технология модификации ламината, позволяющая повысить его водостойкость. Даны рекомендации по расширению области применения ламината в элементах строительных конструкций.

Внедрение результатов. Теоретические разработки и результаты экспериментальных исследований использованы на предприятиях ООО «СУ Донское», ООО «АС-нова» и ООО «Архстрой», а также в учебном процессе Тамбовского государственного технического университета при чтении лекций по дисциплине «Технологии производства органических строительных материалов».

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на V и VI Международных научно-технических конференциях «Эффективные строительные конструкции: теория и практика» (Пенза, 2006 и 2007 гг.); Всероссийской научно-практической конференции «Водные и лесные ресурсы России: проблемы и перспективы использования, социальная значимость» (Пенза 2006 г.); V и VI Международных научно-практических Интернет — конференциях «Состояние современной строительной науки» (Полтава, 2007 и 2008 гг.); Международной научно-технической конференции «Композиционные строительные материалы» (Пенза, 2007 г.); VIII и IX Международных научно-технических конференциях «Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии» (Тула, 2007 и 2008 гг.); Международной научно-практической конференции «Эффективные конструкции, материалы и технологии в строительстве и архитектуре» (Липецк, 2007 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано 17 печатных трудов, среди них 15 статей (из них три входят в перечень ВАК и одна опубликована в рецензируемом журнале), два тезиса.

Автор защищает:

1) результаты исследований закономерностей разрушения и деформирования ламината и MDF в широком диапазоне напряжений и температур;

2) результаты исследований по влиянию различных эксплуатационных факторов (тепловое старение, УФ-облучение, вода, переменность нагружения) на долговечность ламината и MDF;

3) результаты исследований по повышению водостойкости ламината, путем его модификации;

4) результаты исследования по выполнимости принципа Бейли при действии различных факторов (температуры, воды, нагрузки) для долговечности древесных композитов;

5) усовершенствованную методику прогнозирования долговечности (работоспособности) древесных композитов;

6) рекомендации по расширению области применения ламината.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, основных выводов, и приведена на 179 страницах, из которых 133 страницы машинописного текста, включая 31 таблицу, 69 рисунков, список литературы из 113 наименований и три приложения.

ВЫВОДЫ

1. Получены кривые разброса прочности древесных композитов и древесины. Они схожи по своему характеру, но имеют различную ширину кривой и высоту пиков, что говорит о неоднородности строения и различном качестве материалов. Самым стабильным (с точки зрения процесса разрушения) является ламинат, после которого следует MDF, ДВП, затем ДСП и, наконец, древесина. В отличие от чистой древесины, для композитов характерно присутствие двух пиков на кривой разброса. Наиболее значимый из них определяется древесной составляющей, а второй пик связан с дефектами связующего.

2. С позиции кинетической (термофлуктуационной) концепции: а) получены закономерности разрушения ламината и MDF при поперечном изгибе, представляющие собой веерообразные семейства прямых, описываемые уравнениями (2.4) и (2.6). Установлено, что для ламинатов, за исключением водостойкого, характерно разделение зависимости на разные интервалы температур, что связано с переходом полимера в иное фазовое состояние; б) исследованы закономерности деформирования ламината сжатием. Они отличаются от зависимостей других древесных композитов резким замедлением роста деформаций уже после второй минуты нагружения независимо от температуры. Для описания полученных зависимостей используются уравнения (3.3)-(3.5); в) получены закономерности деформирования ламината при пенетрации. Несмотря на сложность протекающего процесса, в данном случае ведущая роль принадлежит деформированию, что подтверждается величинами термофлукт туационных констант.

3. Для ламината и MDF получены дилатометрические кривые, на основании которых был определен коэффициент линейного термического расширен ния. В интервале температур от плюс 20 до плюс 60 °С его значение для ламината (3,11-10"6 С"1) близко соответствующему а древесины

3,00-10"6 С"1. 5,00*10"6 °С"1), что указывает на ведущую роль древесного компонента в процессе термического расширения.

4. Изучено влияние УФ-облучения и теплостарения на работоспособность ламината и MDF. Установлено, что ультрафиолетовое излучение повышает прочность и долговечность ламината, а тепловое старение, в свою очередь, приводит к снижению прочности. Для MDF наоборот, снижение прочности характерно после воздействия УФ-облучения. Этот факт объясняется различным строением материалов, и, в первую очередь, наличием полимерной пленки у ламината, защищающей связующее древесной плиты от действия УФ-лучей. Определены поправки, позволяющие учитывать влияние данных факторов на долговечность ламината. Для MDF после длительного старения получены зависимости Igr (а, Т).

5. С термоактивационных позиций изучено водопоглощение ламината и MDF. Выявлено влияние воды на прочность и долговечность ламината. Характер действия воды также важен: для ламината Kronospan циклическое и непрерывное замачивание оказывает одинаковое влияние, а для водостойкого Magnific первое более опасно. Данный факт объясняется наличием у последнего дополнительной полимерной пропитки, нестойкой к данному характеру нагружения.

6. Подобраны сополимеры (Эмукрил М, Акратам AS01M) и технологические режимы модификации ламината: пропитка в течение трех суток и термообработка в течение 6 ч при плюс 80 °С. Установлено, что модификация ламината способствует снижению его водопоглощения и набухания. Применение Акратама AS01M позволяет сохранить прочность ламината, но приводит к изменению вида зависимости для долговечности. Это происходит за счет образования внутри ламината дополнительных связей в результате полимеризации модификатора при повышенной температуре.

7. Для древесных композитов наблюдается выполнение принципа Бейли как при разрушении, так и при деформировании от действия нагрузки и жидкой агрессивной среды. Таким образом, снижения долговечности от воздействия этих факторов можно суммировать.

8. Изучено влияние переменных напряжений на долговечность древесных плит. Определены поправки (Дт=10"°'375а+8'3 с для ДСП и Дт=10"аз8а+а44 с для ламината), позволяющие учитывать действие данного фактора.

9. Усовершенствована методика прогнозирования работоспособности ламината и древесных пластиков при различных условиях эксплуатации, с учетом выполнимости принципа Бейли, переменности нагружения и величины разброса. Даны рекомендации по расширению области применения ламината в качестве обшивок панелей покрытия, стеновых панелей, перегородок и др.

1. Сайт lamidom.ru Электронный ресурс. : обзорный проект о ламинате, рассказывающий о разных производителях. Режим доступа: http://www.lamidom.ru. - Загл. с экрана (дата обращения: 10.02.2007).

2. Что такое ламинат? Электронный ресурс. // Мир паркета : [сайт]. -Режим доступа: http://w\vw.parquet.ru/obzor71 .html , свободный. Загл. с экрана (дата обращения: 16.04.2007).

3. Глотов М. Ламинированные напольные покрытия Электронный ресурс. / Максим Глотов // Стройка : информационно-строительный портал. — СПб. : Норма, 2000-2009. Режим доступа: http://!ibrary.stroit.ru, свободный. -Загл. с экрана (дата обращения: 12.05.2008).

4. Все о ламинате Электронный ресурс. // ТСЖ.ру : интернет-портал. -Режим доступа: http://www.tsi.ru, свободный. Загл. с экрана (дата обращения: 18.02.2007).

5. Структура ламината Электронный ресурс. // Парад Планет : [сайт]. -Режим доступа: http://www.paradplanet.ru/advices/advice46, свободный. Загл. с экрана (дата обращения: 17.03,2007).

6. DIN EN 13329-2006. Laminate floor coverings Elements with a surface layer based on aminoplastic thermosetting resins - Specifications, requirements and test methods; German version EN 13329:2006. - 01.07.2006. - 39 p.

7. Классы эксплуатации ламината Электронный ресурс. // Домострой: [сайт]. — Режим доступа : http://domostroj.com.ua/article/read/ciassvlaminata.htmI (дата обращения: 10.11.2008).

8. Ламинат Электронный ресурс. // Быстропол.ру : [сайт]. — М., 2006. -Режим доступа: http://www.bystropol.ru/htmlpage.html, свободный. Загл. с экрана (дата обращения: 05.05.2008).

9. Технология производства ламинированных полов Электронный ресурс. // РАПЛ : [сайт]. Режим доступа: http://www.rapl.m, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 15.04.2009).

10. DIN EN 685-2003. Resilient and laminate floor coverings Classification (includes Amendment Al:2003); German version EN 685:1995 + Al:2003. -01.07.2003.-8 p.

11. Классы использования ламината Электронный ресурс. // ПолМаркет : [сайт]. — М.: Полмаркет, 2005-2007. Режим доступа :http://wvvw.polmarket.ru/doc/20.htm, свободный. Загл. с экрана (дата обращения: 30.10.2009).

12. Ламинат. Классификация ламината (ламинированных полов) Электронный ресурс. // МАГ-Строй : [сайт]. М.: ООО «МАГ-СТРОЙ», 2007-2009. - Режим доступа: http://www.mag-strQy.ru/shop folderl .html, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 16.05.2009).

13. Полезная информация. Ламинат Электронный ресурс. // Bauking : [сайт]. — Режим доступа: http:// www, banking .г u/in fo. php, свободный. Загл. с экрана (дата обращения: 16.02.2007).

14. Статьи о ламинате Электронный ресурс. // Ламинат-ЗЗ.ру : интернет-магазин напольных покрытий. Режим доступа: http://www.Iaminat33.ru, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 11.03.2009).

15. Продукция Ламинат Электронный ресурс. // AlixGr : [сайт]. М.: Формула уюта, 2006. — Режим доступа: http://www.alixgroup.ru, свободный. — Загл. с экрана (дата обращения: 10.02.2007).

16. Коновалов С. Во что одевается яхта? / С. Коновалов // Катера и яхты. -2005.-№193.-С.80-86.

17. Технологический процесс производства МДФ Электронный ресурс. // ЭЛО Деревообработка и Домостроение : [сайт]. - М., 2000-2009. - Режим доступа: http://vvww.elо.ru/equip/dspmdf 1.htm 1, свободный. - Загл. с экрана (дата обращения: 23.03.2009).

18. ГОСТ 27935-88. Плиты древесноволокнистые и древесностружечные. Термины и определения. — Введен 01.01.1990. — Москва: Государственный комитет СССР по стандартам, 1990. 11 с.

19. Мерсов Е.Д. Производство древесноволокнистых плит / Е.Д. Мерсов. -М.: Высш. шк., 1989. 232 с.

20. ГОСТ 4598-86. Плиты древесноволокнистые. Технические условия. -Взамен ГОСТ 4598-74; введен 31.01.86. -М.: Изд-во стандартов, 1986. 11 с.

21. Козаченко A.M. Общая технология производства древесных плит / A.M. Козаченко, Б.Д. Модлин. М.: Высш. шк., 1990. - 144 е.

22. Чижек Ян Свойства и обработка древесностружечных и древесноволокнистых плит: пер. с чешек. / отв. ред. В.Д. Бекетов. М.: Лесн. промышленность, 1989.-392 с.

23. Бекетов В.Д. Повышение эффективности производства древесноволокнистых плит / В.Д. Бекетов. — М.: Лесн. промышленность, 1988. 160 с.

24. Строительные материалы: учебник / под ред. В.Г. Микульского. М.: Изд-во АСВ, 1996. - 448 с.

25. Передовые технологии Югры : каталог / ОАО Югорский Лесопромышленный Холдинг. — Ханты-Мансийск, 2006.

26. ЛВЛ — Брус клееный из шпона : листок-каталог : разработчик и изготовитель ОАО «Югорский Лесопромышленный Холдинг» завод ОАО «ЛВЛ-Югра». ХМАО - Югра, Нягань, 2006.

27. Тепловая изоляция: Справочник строителя / под ред. Г.Ф. Кузнецова. 4-е изд. - М.: Стройиздат, 1985. - 421 с.

28. Ребрин С.Л. Технология древесно-волокнистых плит / С.Л. Ребрин. — 2-е изд. перераб. и доп. — М.: Лесная промышленность, 1982. — 272 с.

29. Корчаго И.Г. Применение древесноплитных материалов в строительстве / И.Г. Корчаго. — М.: Стройиздат, 1984. — 96 с.

30. Скворцов А.А. Панели покрытия с применением древесноволокнистых плит в условиях эксплуатационного режима производственных сельскохозяйственных зданий / А.А. Скворцов, Ю.А. Муравьев, Ф.В. Расс // Известия вузов. Строительство. 1976. - № 5. — С. 100-103.

31. Киселева О.А. Прогнозирование работоспособности древесноволокнистых и древесностружечных композитов в строительных изделиях : дис. .1канд. техн. наук : 05.23.05 / Киселева Олеся Анатольевна. Воронеж, 2003. -205 с.

32. ГОСТ 10633-89. Плиты древесностружечные. Технические условия. -Взамен ГОСТ 10632-77; введен 02.02.89. -М.: Изд-во стандартов, 1989. 10 с.

33. Отлев И.А. Интенсификация производства древесностружечных плит / И.А. Отлев. — М.: Лесная промышленность, 1989. 260 с.

34. Шварцман Г.М. Производство древесностружечных плит / Г.М. Шварцман, Д.А. Щедро. 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Лесн. промышленность, 1987. - 320 с.

35. Plath E. Das Rohdichteprofil als Beurteilungsmerkmal von Spanplatten / E. Plath, E. Schnitzler // Holz als Roh- und Werkstoff. 1979. - № 32. - S.443-449.

36. May H.A. Zusammenhange swischen Eigenschaften, Rohstoffkomponen-ten und der Dichteprofil von Spanplatten / H.A. May, G. Keseru // Holz als Roh- und Werkstoff. -1982. -№ 40. S. 105-110.

37. Глухова Л.Г. Повышение водостойкости композиций фенольной смолы с вискозными волокнами / Л.Г. Глухова, С.Е. Артеменко, М.П. Береза // Пластические массы. 1981. — №3. — С.12-13.

38. Дудчак В.П. Влияние среды и температурно-временных условий эксплуатации на физико-механические свойства фенолоформальдегидных композиционных покрытий / В.П. Дудчак, И.В. Коляско, В.Н. Кестельман // Пластические массы. 1988. - №7. - С.9-11.

39. Хрулев В.М. О контроле водостойкости древесностружечных плит /

40. B.М. Хрулев, К.Я. Мартынов // Известия вузов. Строительство. 1973. - №8.1. C.71-76.

41. Эмукрил М. Общие технические условия: ТУ 6-36-5800146-264-91, изм. 1.

42. Эмульсия 252. Общие технические условия : ТУ 2241-078-058001422001.

43. Акратам AS 01. Общие технические условия : ТУ 2241-262-058001422006.

44. Акратам AS 02. Общие технические условия : ТУ 2241-267-058001422006, изм. 1.

45. Акратам AS 01М. Общие технические условия : ТУ 2241-26705800142-2006, изм.1.

46. Ярцев В.П. Физико-механические испытания строительных композитных материалов: методические указания к лабораторным работам / В.П. Ярцев, О.А. Киселева. — Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2003. — 24 с.

47. Ярцев В.П. Прогнозирование работоспособности полимерных материалов в деталях и конструкциях зданий и сооружений: учеб. пособие / В.П. Ярцев. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2001. - 149 с.

48. ГОСТ 14359-69*. Пластмассы. Методы механических испытаний. Общие требования. М.: Изд-во стандартов, 1979. - 19 с.

49. ГОСТ 15173-70. Пластмассы. Метод определения среднего коэффициента линейного термического расширения. Введен 01.07.70. — М.: Изд-во стандартов, 1987.-6 с.

50. Тагер А.А. Физико-химия полимеров / А.А. Тагер. М.: Химия, 1968. - 540 с.

51. Регель В.Р. Кинетическая природа прочности твердых тел / В.Р. Ре-гель, А.И. Слуцкер, Э.Е. Томашевский. М.: Наука, 1979. - 560 с.

52. Ратнер С.Б. Физическая механика пластмасс. Как прогнозируют работоспособность?/ С.Б. Ратнер, В.П. Ярцев. М.: Химия, 1992. — 320 с.js

53. Ярцев В.П. Физико-технические основы работоспособности органических материалов в деталях и конструкциях : дне. . докт. техн. наук: 05.23.05 / Ярцев Виктор Петрович. — Воронеж, 1998. 350 с.

54. Ярцев В.П. Закономерности термофлуктуационного разрушения вы-соконаполненных резиновых смесей и резин / В.П. Ярцев // Каучук и резина. — М., 1989.-№3,-С. 17-20.

55. Ратнер С.Б. Термофлуктуационные закономерности истирания полимеров / С.Б. Ратнер, В.П. Ярцев // Теория трения, износа и проблемы стандартизации: сборник. — Брянск : Приокское кн. изд-во, 1978. С. 150-162.

56. Лурье Е.Г. Термоактивационные закономерности износа полимеров : дис. . канд. техн. наук.: 02.00.07 / Лурье Е.Г. М.: НИФХИ им. Л .Я. Карпова, 1966.- 180 с.

57. Ярцев В.П. Влияние степени обжатия на прочность полиолефинов при объёмной штамповке / В.П. Ярцев // Пластические массы. М., 1986. - № 9. — С. 39-40.

58. Ярцев В.П. Прочность и долговечность цементно-стружечных плит / В.П. Ярцев // Вестник ТГТУ. Тамбов, 2000. - Т. 6, № 1. - С. 137-147.

59. Андрианов К.А. Прогнозирование долговечности (работоспособности) пенополистирола в ограждающих конструкциях зданий : дис. . канд. техн. наук: 05.23.05 / Андрианов Константин Анатольевич. Тамбов, 2002. - 212 с.

60. Дементьев А.Г. Физические особенности кинетики деформации пено-пластов / А.Г. Дементьев, О.Г. Тараканов // Механика композитных материалов. -Рига, 1986.-№3.-С. 519-523.

61. Мадорский С. Термическое разложение органических полимеров / С. Мадорский. М.: Изд-во Мир, 1967. - 328 с.

62. Справочник машиностроителя / под ред. Н.С. Ачеркана. М.: ГНИ-ТИМЛ., 1963. -Т. I.- 650 с.

63. Вентцель Е.С. Теория вероятности / Е.С. Вентцель. 5-е изд. - М.: Высш. шк., 1998. - 576 с.

64. Соломатов В.И. Статистические закономерности разброса значений долговечности и необратимость разрушения полимерных композитов / В.И. Соломатов, А.Н. Бобрышев, А.П. Прошин // Известия вузов. Строительство. 1983. - №2. - С.20-25.

65. Киселева О.А. Влияние нагрузки и температуры на долговечность ламината / О.А. Киселева, П.М. Кольцов, В.П. Ярцев // Строительные материалы -XI века. М., 2008. - № 1. - С. 34-35.

66. Кольцов П.М. Закономерности разрушения ламината / П.М. Кольцов, О.А. Киселева, В.П. Ярцев // Композитные строительные материалы: теория и практика : сборник научных трудов Международной научно-технической конференции. Пенза, 2007. - С.55-58.

67. Сашин М.А. Прогнозирование и повышение долговечности и длительной прочности древесины в строительных изделиях и конструкциях : дис. . канд. тех. наук / Сашин Максим Александрович. Воронеж, 2006. -182 с.

68. Лазутин Д.В. Определение работоспособности древесноволокнистых плит / Д.В. Лазутин, В.П. Ярцев // V научная конференция ТГТУ : краткие тезисы докладов. Тамбов: Изд-во ТГТУ, 2000. - С. 220.

69. Киселева О.А. Закономерности длительного деформирования древесных пластиков при одноосном сжатии и пенетрации / О.А. Киселева, В.Г1. Ярцев, А.В. Сузюмов // Пластические массы. М., 2005. - № 4. - С. 43-45.

70. Богословский В.Н. О возможности прогноза долговечности строительных материалов и конструкций на основе кинетического подхода / В.Н. Богословский, В.М. Райтман, Н.А. Парфентьева // Известия вузов. Строительство. 1982. - №9. - С 62-68.

71. Аскадский А.А. Деформация полимеров / А.А. Аскадский. — М.: Химия, 1973.-448 с.

72. Киселева О.А. Закономерности длительного деформирования древесных пластиков при одноосном сжатии и пенетрации / О.А. Киселева, В.П. Ярцев, А.В. Сузюмов // Пластические массы. — М., 2005. № 4. - С. 43-45.

73. Кольцов П.М. О старении ламината / П.М. Кольцов, О.А. Киселева // Актуальные проблемы строительства и строительной индустрии: сборник материалов IX Международной научно-технической конференции. — Тула, 2008. -С. 26-27.

74. Хрулев В.М. Прочность и водостойкость древесины, пропитанной серой / В.М. Хрулев, С.М. Горбулев, С.М. Кондрашов, Ж.Б. Бекболотов // Известия вузов. Строительство. 1985. -№ 8. - С. 72-76.

75. Орловский Ю.И. Пропитка древесины серой / Ю.И. Орловский, В.В. Панов, С.А. Манзий, В.П. Манзий // Известия вузов. Строительство. 1984. -№ 6. - С. 76-80.

76. Кольцов П.М. Повышение гидрофизических свойств ламината в стыках / П.М. Кольцов, О.А. Киселева, В.П. Ярцев // Строительные материалы. -М., 2008.-№2.-С. 50-51.

77. Ярцев В.П. Влияние модификации пропиткой на долговечность древесины при неблагоприятных внешних воздействиях / В.П. Ярцев, О.А. Киселева // Строительные материалы XI века. — М., 2009. № 3. - С. 22-23.

78. Кольцов П.М. О технологическом режиме модификации ламината / П.М. Кольцов, О.А. Киселева // Известия ОрелГТУ. Серия «Строительство. Транспорт». Орел, 2008. - № 4/20 (521). С. 75-78.

79. Киселева О.А. О выполнении принципа Бейли при испытании на долговечность древесных композитов / О.А. Киселева, П.М. Кольцов // Труды ТГТУ: сборник научных статей. Тамбов, 2006. - Вып. 19. - С. 148 -152.

80. Кольцов П.М. Влияние воды на долговечность древесных плит / П.М. Кольцов, О.А. Киселева // Состояние современной строительной науки -2007 : сборник научных трудов. Полтава: Полтавский ЦНТЭИ, 2007. -С.149-150.

81. СНиП 2.01.01-82. Строительная климатология и геофизика / Госстрой СССР-М.: Стройиздат, 1983. 136 с.

82. Киселева О.А. Влияние переменных нагрузок на долговечность ДСП / О.А. Киселева, П.М. Кольцов // Труды ТГТУ: сборник научных статей молодых ученых и студентов. Тамбов, 2007. - Вып. 20. - С. 202 - 205.

83. Ярцев В.П. Метод прогноза долговечности и длительной прочности древесины в строительных конструкциях / В.П. Ярцев, О.А. Киселева // Промышленное и гражданское строительство. 2006. - № 6. - С. 39-41.

84. Киселева О.А. Физические основы работоспособности строительных материалов из древесины: монография / О.А. Киселева, В.П. Ярцев. Тамбов, 2007. - 236 с.

85. Кольцов П.М. Конструкции с применением ламината для отделкй помещений / П.М. Кольцов, О.А. Киселева, В.П. Ярцев // Жилищное строительство.-М., 2008. -№ 3. С. 32-33.

86. Пособие по проектированию жилых зданий. Вып. 3. Ч. 1 : Конструкции жилых зданий (к СНиП 2.08.01-85). -М.: Стройиздат, 1989. 305 с.174