Artificial ageing of softwood joints and its effect on internal bond strength with special consideration of flat-to-end grain joints

摘要

Um die Auswirkungen des Alterungsprozesses auf die Querzugfestigkeit von Holzverklebungen zu untersuchen, wurden dreiteilige Proben aus Fichtenholz (Picea abies Karst.) unter Verwendung eines 1-Komponenten Polyurethanklebstoffs (PUR), eines 2-Kompo-nenten Emulsionspolymer Isocyanat Klebstoffs (EPI), eines Melamin-Harnstoff-Formaldehyd Klebstoffs (MUF) und eines Phenol-Resorcinol-Formaldehyd Klebstoffs (PRF) hergestellt. Durch die Variation des Faserwinkels der Mittellage von 0° (paralleler Faserverlauf zu den beiden äußeren Teilen) bis hin zu 90° (Faserverlauf senkrecht zu den beiden äußeren Teilen) in 10° Schritten konnte das gesamte Spektrum untersucht werden. Die Prüfkörper wurden einem dreistufigen Alterungszyklus mit einer Gesamtdauer von 7 Tagen (50°C/95 % relative Luftfeuchtigkeit (rel. LF), -20°C/65-70 % rel. LF und 75°C/15 % rel. LF) ausgesetzt, welcher 12 bzw. 24-mal wiederholt wurde. Generell trat aufgrund der Alterung eine Verringerung der Querzugfestigkeit an dem gealterten Probenmaterial auf. Für alle vier verwendeten Klebstoffe war der Einfluss des Alterns auf die erzielte Querzugfestigkeit bei einer Längs- zu Hirnholzverklebung stärker ausgeprägt als bei einer reinen Längsverklebung. Die Reduktion der Querzugfestigkeit von PUR verklebten Prüfkörpern fiel gegenüber den anderen verwendeten Klebstoffen geringer aus.%The effect of ageing processes on internal bond strength of three-part specimens produced from Norway spruce wood (Picea abies Karst.) bonded with one-component polyurethane (PUR), two-component emulsion polymer isocyanate (EPI), melamine-urea-formaldehyde (MUF) or phenol-resorcinol-formaldehyde (PRF) adhesive was studied. By varying the grain angle of the middle part from 0° (parallel to grain of the surface layers) to 90° (perpendicular to grain of the surface layers) in incremental steps of 10° the effect of grain direction was investigated. The specimens were exposed to a three-step ageing cycle lasting for seven days (50℃/95% relative humidity (rH), -20℃/65-70% rH and 75℃/15% rH) which was repeated twelve and twenty-four times, respectively. In general, a decrease in internal bond strength of the exposed specimens was observed. For all tested adhesive systems, influence of ageing processes was more pronounced for flat-to-end grain joints compared to longitudinal joints. For samples bonded with PUR adhesive strength reduction was lower compared to the other adhesives used.