Водостойкость клеевых соединений

Применяемые для этих конструкций клеи обеспечивают водостойкость клеевых соединений, однако поведение их в агрессивных средах еще полностью не изучено. Имеются предварительные результаты испытаний на стойкость клеевых соединений в среде некоторых минеральных удобрений, полученные Р.Ш. Хасановым в НИСИ им. В.В. Куйбышева. На основе этих испытаний даны прогнозные оценки долговечности клеевых соединений на различных клеях с учетом их нагруженности в реальных конструкциях. В частности, стойкость клея КБ-3 в агрессивных средах ниже стойкости резорциновых или алкилрезорциновых клеев.

Достоверность прогнозных оценок подтверждена данными натурного обследования клееных деревянных конструкций складов калийных солей в гг. Солигорске, Калуше, а также данными длительных испытаний образцов клееной древесины в производственных условиях комбината "Уралкалий" в г. Березники. Обследование конструкций склада в Солигорске проводили после 10 лет эксплуатации. При обследовании главное внимание обращалось на состояние клеевых швов и на прочность древесины в конструкциях. Для этого в нескольких сечениях арок были высверлены пробы в виде многослойного цилиндрического керна диаметром 22 мм и испытаны на раскалывание по клеевому шву и по цельной древесине. Испытания показали, что по сравнению с первоначальной прочность клеевых соединений арок уменьшилась на 30-35% (клей КБ-3), а древесины - на 20-25%. Это объясняется действием соли, накапливающейся на поверхности конструкций, проникающей в клеевой шов и в поры древесины. Концентрация солей ведет к выпадению кристаллов, росту кристаллизационного давления в материале и его ослаблению. Повышение влажности древесины вследствие гигроскопичности солей также значительно снизило ее прочность и прочность клеевых соединений.

Однако это не помешало дальнейшей эксплуатации конструкций с учетом того, что при проектировании их был обеспечен не менее чем двукратный запас прочности. Целесообразность такого запаса подтвердилась при последующих испытаниях образцов клеевых соединений на клее КБ-3 под постоянной нагрузкой в условиях активного действия агрессивных сред. Было установлено, что действие концентратов хлористого калия более чем в два раза снижает долговечность клеевых соединений, находящихся под максимальной расчетной нагрузкой. В натурных условиях клеевые швы несущих клееных конструкций практически не подвержены действию полной расчетной нагрузки, поэтому снижение прочности клеевых соединений арок складов в Солигорске под влиянием агрессивной среды было сравнительно небольшим.

В современных проектах, а также и в зарубежной практике для обеспечения долговечности конструкций складов минеральных удобрений предусматривается естественное проветривание деревянных элементов, препятствующее скоплению пылевидной соли и гигроскопическому увлажнению древесины.

Интересные обследования клееных деревянных конструкций, эксплуатируемых при различных условиях, проведены СБ. Турковским. Это покрытие гаража в г. Фрязино Московской обл. (металлодеревянные фермы с клееным верхним поясом, пролетом 16,5 м, установленные в 1943 г.), покрытие Дома культуры "Строитель" в г. Рудном Кустанайской обл. Казахской ССР (треугольные арки с затяжкой пролетом 11,4 м, установленные в 1955 г.), покрытие лабораторного корпуса техникума в г. Щелково Московской обл. (металлодеревянные фермы пролетом 15 м, установленные в 1961 г.), покрытие склада сырых калийных солей в г. Калуше Ивано-Франковской обл., УССР (трехшарнирные арки пролетом 45 м, установленные в 1963 г.) и другие объекты.

Клееные трехшарнирные арки в одном из зданий к моменту обследования эксплуатировались более 20 лет под воздействием вибрации с амплитудой 0,3-1,5 мм при частоте колебаний 400-600 МИН-1. Сравнение прочности клеевых швов этих арок и рядом расположенных статически нагруженных конструкций дало одинаковые результаты. В других конструкциях, особенно подверженных действию переменной влажности или агрессивной среды, наблюдалось ослабление клеевых швов в виде местных отслоений, трещин, следов ржавчины от находящихся вблизи гвоздей.

Ослабление клеевых соединений в обследованных конструкциях вызвано также несовершенством технологии их изготовления. Так, встречались участки с неравномерной толщиной клеевого шва (от 0,1 до 2 мм), непроклеи, ржавчина в местах забивки гвоздей и т.п. Дефектные участки в отдельных случаях занимали 20% площади клеевых швов испытанных конструкций. На Калушском химико-металлургическом комбинате ослабление клеевых швов конструкций помимо действия солей происходило из-за таких дефектов, как различная толщина стыкуемых по длине досок, неравномерность давления запрессовки, ржавление гвоздей и т.п. Однако относительное расслоение кромок оказалось сравнительно небольшим (0,05-0,23% за период 1964-1969 гг.).

Следует отметить, что за рубежом гвозди в конструкциях химических производств применяют ограниченно либо используют специальные коррозиестойкие гвозди, забиваемые пневматическими молотками с постоянной силой удара, что обеспечивает более высокое качество запрессовки. В отечественной практике могут быть использованы пластмассовые гвозди или металлические гвозди с пластмассовой оболочкой, предлагаемые по результатам исследований Новосибирского инженерно-строительного института.