Μελέτη αξιοποίησης ξύλου μικρών διαστάσεων για παραγωγή προϊόντων ξυλείας εσωτερικών χώρων με συγκόλληση

Abstract

In this PhD thesis, the possibility of small wood dimension utilization with gluing was investigated in order to use them for furniture and other interior constructions. The wood that is used was: beech (Fagus sylvatica), oak (Quercus petraea) and alder (Alnus glutinosa). For the adhesion of sawn wood which become from roundwood of the above mentioned species four different types of polyvinyl adhesives (D1, D2, D3 and one aliphatic) were used. More specific, the quality of adhesion of the different wood species, the possibility of gluing different wood species (beech with alder), the influence of temperature (40 οC and 60 οC) and relative humidity (a change to moisture content from 9,5 to 4,7%) in shear strength of glued products as also the influence of 2.000 repeats of 3.000N load in shear strength in normal conditions and in temperature of 40 οC and 60 οC, was studied.From the results of this research from the three wood species was assumed: a) In normal conditions, adhesion of alder was “excellent” with all four different adhesives, in beech wood adhesion was “excellent “ with D3 and aliphatic adhesive, while in oak wood adhesion was “very good” only with D3 adhesive. b) Influence of temperature of 40 οC and 60 οC for six hours and six days did not have any influence on shear strength of glued specimens when a reconditioning of specimens in normal conditions was followed for twenty four hours before the testing. c) A change of moisture content from 9-10% to 4,5-4,7% did not influence the strength of glued specimens (alder and beech). d) Influence of temperature in shear strength of glued specimens was significant when testing was taking place right after the treatment in temperatures of 40 οC and 60 οC for 6 hours and six days. Comparing adhesives, higher values at temperatures of 40 οC in all wood species was shown by aliphatic adhesive. At temperature of 60 οC all adhesives give us very low values of strength. e) Influence of 2.000 cycle loads (fatigue test) with 3.000Ν did not influence the glued specimens strength (beech and alder) with all the four different adhesives, when all the tests taking place in normal conditions. f) The treatment of glued specimens under the 2.000 cycling loads with 3.000Ν with simultaneous effect of temperature of 40 οC and 60 οC had important effect in bond strength, while at 60 οC temperature all the adhesives collapsed before the completion of 2.000 cycles and at temperature of 40 οC, maintenance of strength was observed only in glued with aliphatic adhesive specimens and in lower degree in glued with D3 adhesive specimens. g) Adhesion of different species (alder with beech) is feasible with “excellent” adhesive bonds in normal conditions of relative humidity and temperature.

Στην παρούσα διδακτορική διατριβή ερευνήθηκε η δυνατότητα αξιοποίησης με συγκόλληση ξύλου μικρών διαστάσεων οξυάς (Fagus sylvatica), σκλήθρου (Alnus glutinosa) και δρυός (Quercus petraea) από την περιοχή της Δράμας, για την παραγωγή επίπλων και άλλων κατασκευών εσωτερικού χώρου. Για την συγκόλληση της πριστής ξυλείας που προέκυψε από την στρογγύλη των παραπάνω ειδών χρησιμοποιήθηκαν, τέσσερις πολυβινυλικές συγκολλητικές ουσίες κατηγορίας D1, D2, D3 και μία αλειφατική. Ειδικότερα μελετήθηκαν η ποιότητα συγκόλλησης των ανωτέρων ειδών (αντοχή σε διάτμηση), η δυνατότητα συγκόλλησης ξυλείας διαφορετικών ειδών ξύλου (οξυά με σκλήθρο), η επίδραση της θερμοκρασίας (40 οC και 60 οC) και της υγρασίας (μεταβολή από 9,5 σε 4,7%) στην αντοχή των δεσμών των συγκολλημένων προϊόντων καθώς επίσης και η επίδραση 2.000 επαναλαμβανόμενων φορτίσεων 3.000N στην αντοχή των δεσμών συγκόλλησης σε κανονικές συνθήκες και σε θερμοκρασίες 40 οC και 60 οC. Από τα αποτελέσματα της έρευνας διαπιστώθηκε ότι από τα τρία είδη που μελετήθηκαν: α) Σε κανονικές συνθήκες, η συγκόλληση σκλήθρου ήταν ΄΄άριστη΄΄ και με τις τέσσερις συγκολλητικές ουσίες, στην οξυά η συγκόλληση ήταν ΄΄άριστη΄΄ με την D3 και την αλειφατική συγκολλητική ουσία, ενώ στη δρύ η συγκόλληση ήταν ΄΄πολύ καλή΄΄ μόνο με την συγκολλητική ουσία D3. β) Η επίδραση της θερμοκρασίας των 40 οC και 60 οC για έξι ώρες και έξι μέρες δεν επηρέασε την αντοχή των συγκολλημένων δοκιμίων όταν ακολούθησε επανακλιματισμός των δοκιμίων σε κανονικές συνθήκες για εικοσιτέσσερις ώρες πριν τον έλεγχο τους. γ) Η αλλαγή της υγρασίας από 9-10% σε 4,5-4,7% δεν επέδρασε στην αντοχή των συγκολλημένων δοκιμίων (σκλήθρο και οξυά). δ) Η επίδραση της θερμοκρασίας στην αντοχή των συγκολλημένων δοκιμίων ήταν σημαντική όταν ο έλεγχος πραγματοποιούταν αμέσως μετά την υποβολή τους σε θερμοκρασίες 40 οC και 60 οC για 6 ώρες και έξι μέρες. Από τις συγκολλητικές ουσίες μεγαλύτερες τιμές στην θερμοκρασία 40 οC σε όλα τα είδη παρουσίασε η αλειφατική συγκολλητική ουσία, ενώ στην θερμοκρασία των 60 οC όλες οι συγκολλητικές ουσίες παρουσίασαν πολύ μικρές τιμές αντοχής. ε) Η επίδραση 2.000 κυκλικών φορτίσεων με φορτίο 3.000Ν δεν επηρέασε την αντοχή των συγκολλημένων δοκιμίων (οξυάς και σκλήθρου) και με τις τέσσερις συγκολλητικές ουσίες, όταν οι φορτίσεις πραγματοποιήθηκαν σε κανονικές συνθήκες. στ) Η υποβολή των συγκολλημένων δοκιμίων σε 2.000 κυκλικές φορτίσεις με φορτίο 3.000Ν με ταυτόχρονη επίδραση θερμοκρασίας 40 οC και 60 οC είχε σημαντική επίδραση στην αντοχή των δεσμών, καθώς στην θερμοκρασία των 60 οC όλες οι συγκολλητικές ουσίες κατέρρευσαν πριν την ολοκλήρωση των 2.000 κύκλων, ενώ στην θερμοκρασία των 40 οC διατήρηση της αντοχής παρατηρήθηκε μόνο στα συγκολλημένα με αλειφατική συγκολλητική ουσία δοκίμια και σε μικρότερο βαθμό στα συγκολλημένα με D3. ζ) Η συγκόλληση διαφορετικών ειδών (σκλήθρο με οξυά) είναι εφικτή παρουσιάζοντας ΄΄άριστους΄΄ δεσμούς συγκόλλησης σε κανονικές συνθήκες θερμοκρασίας και υγρασίας.