Контроль древесных плит и деревянных (бамбуковых) изделий

Контроль качества древесных плит и деревянных (бамбуковых) изделий

Введение
Древесные плиты и изделия из древесины (включая бамбук) являются востребованными материалами в строительстве, мебельной промышленности, производстве упаковки и многих других отраслях. Обеспечение их надлежащего качества, безопасности и долговечности требует проведения строгого контроля на различных этапах производства и перед выпуском в обращение. Этот контроль включает комплекс испытаний, направленных на оценку физико-механических свойств, экологической безопасности и соответствия заявленным характеристикам.

1. Объекты испытаний

Ключевыми объектами испытаний в рамках данного контроля выступают:

• Древесные плиты:
  • Древесно-стружечные плиты (ДСП): Плиты, изготовленные путем горячего прессования древесных частиц (стружки, опилок) со связующим веществом.
  • Древесно-волокнистые плиты (ДВП): Плиты, получаемые при прессовании древесных волокон с добавлением связующих. Включают твердые (ТДВП), полутвердые (ПТДВП), сверхтвердые (СТДВП), мягкие (МДВП) плиты, а также средней плотности (МДФ - Medium Density Fibreboard) и высокой плотности (ХДФ - High Density Fibreboard).
  • Фанера: Слоистый материал, состоящий из склеенных между собой листов лущеного шпона с перекрестным расположением волокон.
  • Ориентированно-стружечные плиты (ОСП / OSB): Плиты из крупноразмерной ориентированной древесной стружки, склеенной синтетическими смолами.
  • Цементно-стружечные плиты (ЦСП): Плиты из древесной стружки, портландцемента и специальных добавок.
• Деревянные изделия:
  • Строительные элементы (брус, доска, вагонка, погонаж).
  • Мебельные детали и комплектующие.
  • Напольные покрытия (паркет, паркетная доска, массивная доска, инженерная доска, ламинат).
  • Оконные и дверные блоки и их комплектующие.
  • Лестницы и их элементы.
  • Садово-парковые конструкции (перголы, беседки).
• Бамбуковые изделия:
  • Бамбуковая паркетная доска и ламинат.
  • Бамбуковые панели и плиты (склеенные из ламелей).
  • Бамбуковые строительные элементы и конструкции.
  • Бамбуковая мебель и предметы интерьера.
  • Бамбуковый шпон и фанера.
  • Бамбуковые изделия народных промыслов.

2. Область испытаний

Испытания охватывают широкий спектр характеристик, критически важных для эксплуатации изделий:

• Физико-механические свойства:
  • Прочность на изгиб, растяжение, сжатие, скалывание.
  • Модуль упругости (статический и динамический).
  • Твердость поверхности.
  • Ударная вязкость.
  • Сопротивление выдергиванию крепежа (гвоздей, шурупов).
  • Плотность.
  • Влажность.
  • Толщина, размеры и стабильность размеров.
  • Шероховатость поверхности.
• Свойства, связанные с воздействием влаги и окружающей среды:
  • Водопоглощение и разбухание по толщине (после погружения в воду).
  • Влагостойкость и водостойкость (сохранение прочности после циклического увлажнения-высушивания или кипячения).
  • Формостабильность (линейные изменения размеров при изменении влажности среды).
  • Морозостойкость (для изделий наружного применения).
• Экологическая безопасность:
  • Эмиссия (выделение) летучих органических соединений, в первую очередь формальдегида и других карбонильных соединений (в атмосферу испытательной камеры).
  • Содержание тяжелых металлов и других токсичных элементов (в самом материале).
• Декоративные и защитные свойства покрытий (если применимо):
  • Адгезия покрытия к основе.
  • Стойкость к истиранию (абразивному износу).
  • Стойкость к царапинам.
  • Светостойкость (устойчивость к выцветанию).
  • Стойкость к воздействию бытовых химикатов (кофе, моющие средства и т.д.).
  • Термостойкость.
• Структурные характеристики:
  • Равномерность структуры, плотность слоев.
  • Качество склеивания (внутреннее и кромочное).
  • Наличие и характер пороков древесины (для массивных изделий и шпона).

3. Методы испытаний

Контроль качества осуществляется в соответствии с установленными национальными и международными стандартами. Основные методы включают:

• Физико-механические испытания:
  • Статические испытания на растяжение, сжатие, изгиб, скалывание: Проводятся на универсальных испытательных машинах по стандартным методикам (ГОСТ, ISO, EN, ASTM), определяющим скорость нагружения, форму и размеры образцов. Результат - значения пределов прочности, модулей упругости.
  • Определение твердости: Методы Бринелля, Янка, Роквелла. Заключаются во вдавливании стального шарика или индентора определенной формы с заданной силой и измерении глубины или размера отпечатка.
  • Испытание на ударную вязкость: Метод маятникового копра (Шарпи, Изод) для определения работы разрушения образца при ударном изгибе.
  • Определение сопротивления выдергиванию крепежа: Специальные приспособления на испытательных машинах для измерения силы, необходимой для извлечения гвоздя или шурупа из материала.
  • Измерение плотности и влажности: Весовые методы с использованием сушильных шкафов и аналитических весов (ГОСТ 16483.7, ГОСТ 16588 и аналоги).
  • Измерение геометрических параметров: Штангенциркули, микрометры, нутромеры, толщиномеры, координатные измерительные системы.
• Испытания на влагостойкость и водостойкость:
  • Определение водопоглощения и разбухания: Измерение изменения массы и толщины образца после вымачивания в воде в течение стандартного времени (ГОСТ 10634, ГОСТ 10635, ISO 16983 и др.).
  • Циклические испытания: Попеременное воздействие воды/пара и сушки с последующей оценкой прочности и внешнего вида (ГОСТ 32304, EN 1087-1, EN 321).
  • Испытания на стойкость к кипячению: Оценка сохранения прочности после кипячения в воде (ГОСТ 9621, EN 314-2).
• Испытания на эмиссию формальдегида:
  • Камерный метод: Образцы помещаются в герметичную камеру заданного объема при строго контролируемых температуре, влажности и скорости воздухообмена. Через установленное время (обычно 3-28 дней) определяется концентрация формальдегида в воздухе камеры (ГОСТ 30255, EN 717-1, ASTM D6007).
  • Экспресс-методы (газоанализ, колориметрический метод): Образцы помещаются в эксикаторы или специальные сосуды, заполненные поглотительным раствором или водой. Определение формальдегида в растворе после выдержки при повышенной температуре (ГОСТ Р 56366, EN 717-2, ASTM E1333). Примечание: Камерный метод считается наиболее точным и референтным.
• Испытания покрытий:
  • Испытания на истирание: Приборы типа Табера (Taber Abraser) с использованием абразивных кругов (ISO 5470-1, ASTM D4060).
  • Испытания на адгезию: Метод решетчатого надреза, метод отрыва (ISO 2409, ASTM D3359).
  • Испытания на стойкость к царапинам: Склерометры или автоматизированные системы с движущимся индентором (ISO 1518, ASTM D7027).
  • Испытания на стойкость к бытовым химикатам: Нанесение капель реагентов на поверхность с последующей оценкой повреждений (ISO 4211-4).
• Контроль структурных характеристик:
  • Визуальный осмотр.
  • Методы неразрушающего контроля (ультразвук, рентгенография - реже).
  • Микроскопия (световая, электронная).

4. Испытательное оборудование

Для проведения комплекса испытаний требуются специализированные лаборатории, оснащенные следующим оборудованием:

1. Универсальные Испытательные Машины (разрывные машины): Электромеханические или гидравлические машины с широким диапазоном нагрузок (от нескольких Н до сотен кН), оснащенные различными захватами и приспособлениями для испытаний на растяжение, сжатие, изгиб, срез, расслаивание, выдергивание крепежа. Обязательное наличие системы точного измерения перемещения и силы, компьютеризированного управления и сбора данных.
2. Прецизионные Весы: Аналитические и технические весы высокой точности для взвешивания образцов при определении влажности и плотности.
3. Сушильные Шкафы: Шкафы с принудительной вентиляцией и точным терморегулированием для сушки образцов до постоянной массы при стандартной температуре (обычно 103±2°C).
4. Климатические Камеры:
   • Камеры постоянных условий (температура, влажность) для кондиционирования образцов перед испытаниями.
   • Климатические камеры для циклических испытаний (попеременное воздействие температуры, влажности, замораживания-оттаивания).
   • Специализированные эмиссионные камеры для определения выделения формальдегида и ЛОС (строгий контроль температуры, влажности, скорости воздухообмена, объема).
5. Оборудование для определения твердости:
   • Твердомеры по Бринеллю.
   • Твердомеры по Янка (для древесины и плит).
   • Твердомеры по Роквеллу.
6. Маятниковые Копры: Установки для определения ударной вязкости (методы Шарпи, Изод).
7. Приборы для испытаний на истирание (абразивный износ): Абразиметры типа Табера (Taber Abraser).
8. Приборы для испытаний адгезии покрытий: Наборы для проведения испытаний методом решетчатого надреза (резец, лента, шаблон).
9. Оборудование для измерения геометрии:
   • Прецизионные штангенциркули, микрометры, нутромеры.
   • Толщиномеры (механические и электронные).
   • Координатно-измерительные машины (КИМ) или оптические профилографы (для сложных профилей и высокоточной проверки размеров и геометрии).
10. Приборы для измерения шероховатости поверхности: Профилометры (контактные или бесконтактные).
11. Аналитическое оборудование для определения формальдегида и ЛОС:
    • Спектрофотометры или фотоколориметры для анализа растворов после эксикаторных методов (колориметрический метод с ацетилацетоном или другими реактивами).
    • Газовые хроматографы (ГХ), жидкостные хроматографы (ВЭЖХ) или ГХ/МС (хромато-масс-спектрометры) для точного количественного определения формальдегида и других ЛОС как в воздухе эмиссионной камеры, так и в растворах.
12. Вспомогательное оборудование: Устройства для нарезки стандартных образцов (форматно-раскроечные станки, циркулярные пилы с направляющими), кондиционирующие помещения, стандартные образцы для поверки и калибровки приборов.

Заключение
Система контроля качества древесных плит и деревянных (бамбуковых) изделий представляет собой сложный, но необходимый процесс, гарантирующий их безопасность, надежность и соответствие требованиям нормативных документов. Комплексное использование стандартизированных методов испытаний на специализированном оборудовании позволяет объективно оценить физико-механические, эксплуатационные и экологические характеристики материалов и изделий на всех этапах их жизненного цикла. Результаты таких испытаний являются основой для подтверждения соответствия продукции, обеспечения доверия потребителей и поддержания высоких стандартов в деревообрабатывающей промышленности.