Elektroakustische Messungen des Elastizitätsmoduls von Leimfugen an streifenförmigen Lagenhölzern vom Sperrholztyp

Zusammenfassung

Mit akustischen Longitudinalschwingungen, die eine höhere Meßgenauigkeit bieten als entsprechende technologische Zugversuche, wurden die Elastizitätsmoduln von vier verschiedenen handelsüblichen Leimen an Verleimungen des Sperrholztyps untersucht. Es wurden gesägte Furnierstreifen aus Buche und Rüster zu stabförmigen Sperrhölzern verleimt. Die Dicke der Mittellagen variierte. Zudem wurden für die Mittellagen Hirnholzstreifen verwendet, um die Bedeutung der Imprägnierung, der Quellung und der inneren Spannungen für die Fugenbildung hervorzuheben. DerE-Modul der Leimfugen wurde durch Differenzbildung aus den Daten für das Gesamtsystem und denen der Stabkomponenten errechnet. Dabei ergab sich für dieE-Moduln der verwendeten Leime ein charakteristischer Kurvenverlauf in Abhängigkeit vom Dickenanteil der Mittellage. Die Kurven aller Leimtypen durchliefen ein Maximum für einen Dickenanteil der Mittellage von etwa 0,3. Dabei lagen die Kurven derE-Moduln je nach Leimart unterschiedlich hoch. DieE-Moduln der Kleber aus Phenol-Resorcin- bzw. Epoxidharz erreichten im allgemeinen etwa das Doppelte der Werte der PVAc-Dispersionsleime. Bei den Verleimungen mit Klebstoffen der ersten Gruppe ist der Abfall desE-Moduls mit zunehmender Mittelschichtdicke zurückzuführen auf den relative kleiner werdenden Einfluß der Leimimprägnierung. Der Abfall ist aber nicht so erheblich, weil dabei keine nennenswerten inneren Spannungen auftreten. Im Falle der stark wasserhaltigen Kleber der zweiten Gruppe dagegen mußten für den starken Abfall derE-Moduln bei Mittellagen-Dickenanteilen größer als 0,3 erhebliche innere Spannungen verantwortlich gemacht werden. Die “eingefrorenen” Quellungen der Randzonen der dickeren Mittellagen werden von diesen durch ihren Kern selbst abgefangen, während die Decklagen weitestgehend unbeteiligt bleiben. Diese inneren Spannungen bewirken eine Erniedrigung derE-Moduln der Mittellagen, was dann bei der Berechnung zu Lasten derE-Moduln der Leimfugen geht und sich für diese in negativen Werten ausdrückt.

Summary

The moduli of elasticity of different commercial glues in plywood type laminates were tested by means of longitudinal acoustic vibration tests, which offer the advantage of being more accurate than technological tensile loading tests. Specimens were plywood strips glued of sawn veneers from beech and elm wood; cores were end-grain strip of variable thickness with a view to displaying the effects of impregnation, swelling, and internal stresses. The moduli of elasticity of the glue lines were determined by the differences between the measuring data of the whole glued strip and those of its components. The moduli of elasticity of the glues furnished typical graphs dependent on the core thickness rates. Diagrams of all types of glues had maximum values for core thickniss rates of approximately 0.3. The curves of the moduli of elasticity were clearly dependent on the type of glue; the moduli of elasticity of phenolic resorcinol and of epoxy regin glues generally reached twice the values of the glues based on PVAc dispersion. In systems of the former type of glues, the decrease in the moduli of elasticity with growing core thickness is due to the decreasing influence of the glue impregnation. This decrease, however, is not very significant, since there are hardly any internal stresses. As for the rather aqueous glues of the latter group, the considerable decrease in the moduli of elasticity with core thickness rates of more than 0.3 is due to remarkable internal stresses. Restraint swelling in the outer zones of the cores is almost entirely compensated in the core centers, whereas the surface layers do not account for this effect. These internal stresses are responsible for the decrease in the moduli of elasticity. They lead to negative values for the moduli of elasticity of glue lines.