Классы D1–D4 по EN 204: что за ними стоит и где ПВА проигрывает
Буква на этикетке — не рекламный значок, а результат конкретных испытаний с кипящей водой и секундомером. Разобравшись, что именно проверяли, выбирать становится проще.
Этикетка с буквой D3 обещает не «влагостойкость вообще», а вполне конкретный результат: после семи суток в нормальном климате и четырёх суток в воде при 20 °C клеевой шов покажет не меньше 2 Н/мм² на сдвиг. Всё остальное — домыслы вокруг этой цифры.
Что именно проверяет EN 204
Стандарт EN 204:2016 «Классификация термопластичных клеёв для древесины для неконструкционного применения» делит клеи на четыре класса по стойкости шва к воде. Испытания идут по EN 205 — на сдвиг внахлёст, тонкий клеевой шов, серия образцов на каждую последовательность кондиционирования, засчитывается среднее по серии.
| № | Последовательность | D1 | D2 | D3 | D4 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 7 суток в нормальном климате | ≥ 10 | ≥ 10 | ≥ 10 | ≥ 10 |
| 2 | 7 суток климат + 3 ч в воде 20 °C + 7 суток климат | — | ≥ 8 | — | — |
| 3 | 7 суток климат + 4 суток в воде 20 °C (испытание во влажном состоянии) | — | — | ≥ 2 | ≥ 4 |
| 4 | 7 суток климат + 4 суток в воде + 7 суток климат | — | — | ≥ 8 | — |
| 5 | 7 суток климат + 6 ч в кипящей воде + 2 ч в воде 20 °C (испытание во влажном состоянии) | — | — | — | ≥ 4 |
Значения — в Н/мм². Для класса D4 обязательны последовательности 1, 3 и 5. Обратите внимание на строку 1: сухая прочность у всех четырёх классов одинаковая — не менее 10 Н/мм². Разница исключительно в поведении под водой, и покупать D4 «для прочности» бессмысленно, если изделие никогда не намокнет.
Условия применения стандарт описывает так:
- D1 — внутри помещения, влажность древесины не выше 15 %.
- D2 — внутри помещения с эпизодическим кратковременным воздействием стекающей или конденсатной воды и/или эпизодической высокой влажностью; влажность древесины не выше 18 %.
- D3 — внутри помещения с частым кратковременным воздействием воды и/или сильным воздействием высокой влажности; снаружи — без прямого воздействия погоды.
- D4 — внутри помещения с частым длительным воздействием воды; снаружи под погодой при наличии адекватного защитного покрытия.
Старые обозначения по DIN 68602 — B1…B4 — соответствуют D1…D4 один к одному, если вам попался состав с маркировкой прежнего образца. И ещё одна оговорка самого стандарта: номер класса не означает ранжирование, один и тот же клей может быть отнесён сразу к нескольким классам.
EN 204 явно указывает: стандарт не нормирует термостойкость клеевого шва. Класс D4 говорит только о воде. Дисперсионный клей остаётся термопластом и в горячем цеху или на подоконнике под южным солнцем ведёт себя хуже, чем на испытательном стенде.
Почему ПВА ползёт
Справочник FPL описывает дисперсию поливинилацетата коротко и без снисхождения: «высокая сухая прочность; низкая стойкость к влаге и повышенным температурам; шов поддаётся под длительно приложенной нагрузкой». Последнее — это и есть ползучесть.
Механизм простой. Термопластичный полимер под постоянной нагрузкой медленно деформируется, и чем теплее, тем быстрее. Производители бытовых дисперсий приводят в паспортах результаты испытаний на сдвиг блока по ASTM D-905 на твёрдом клёне — и при комнатной температуре, и после прогрева. Прогретый образец даёт и меньшую прочность, и меньшую долю разрушения по древесине: шов не разваливается, но перестаёт быть прочнее дерева.
Ползучесть не проявляется в первый месяц и не проявляется на испытательном стенде. Она проявляется через два года на полке, нагруженной книгами, — прогибом, который никто не связывает с клеем.
Практический вывод: там, где шов постоянно нагружен на сдвиг — консольная полка, ступень, длинный несущий брус, — дисперсионный клей нежелателен независимо от класса. И там же особенно важна геометрия узла: испытания угловых соединений показывают, что правильно рассчитанный шип меняет прочность в разы, а замена клея — на проценты.
Полиуретан, эпоксид и мездровый клей
Однокомпонентный полиуретан (ПУР). Отверждается влагой — той, что есть в древесине и в воздухе, — и при этом слегка вспенивается, выделяя углекислый газ. Пена заполняет неплотности, но конечную прочность шва снижает, поэтому прижим нужен уверенный: иначе вспенивающийся состав просто раздвинет детали. FPL характеризует полиуретан как обладающий высокой сухой и влажной прочностью, стойкий к воде и влажной атмосфере, но с ограниченной стойкостью к многократным циклам «намок — высох». Срок хранения ограничен: влага проникает даже в закрытую упаковку.
Эпоксид. Единственный из этой тройки, кому не нужно высокое давление: FPL прямо пишет, что для развития связи достаточно низкого прижима. Заполняет зазоры, держит дерево, металл, стекло и пластик, но расслаивается при повторяющемся увлажнении и высыхании. Это клей для неплотного стыка, для торцевого шва, для ремонта — не для поточной склейки щита.
Мездровый клей. Обратимый: шов раскрывается теплом и влагой, деталь остаётся целой. Для мебели и шпона обычно берут гранулят прочностью 192 грамма, рабочая температура раствора — около 60–63 °C. Сухая прочность высокая, водостойкость низкая. Реставратор берёт его не из ностальгии, а потому что через сорок лет кто-то должен будет разобрать этот узел.
Давление, время, зазор
Числа, которые надо помнить руками.
| Параметр | Значение | Что происходит при отклонении |
|---|---|---|
| Прижимное давление | ≈ 0,7 МПа для лёгких пород, до 1,7 МПа для самых плотных; 0,9–1,2 МПа для средней плотности | Мало — шов толстый и хрупкий; много — голодный шов |
| Расход дисперсионного клея | 140–245 г/м² клеевого шва | Меньше — сухие участки; больше — выдавливание и грязь на пласти |
| Открытое время | 5–10 минут (обычный ПВА) | Плёнка на поверхности клея — шов не срастётся |
| Время прижима | 30 минут — 2 часа; механическая обработка — после ночной выдержки | Ранний съём струбцин — ползучесть шва в первые сутки |
| Влажность заготовок | 6–8 % | Выше — резкий рост необходимого времени прижима, усадка щита и трещины |
| Толщина клеевого шва | 0,08–0,15 мм | Тоньше — не передаёт напряжения; толще — хрупкий |
| Разброс толщины заготовок | не более ±0,15 мм | Неравномерное давление вдоль шва |
| Шаг струбцин при кромочной склейке | 200–400 мм, крайняя в 50 мм от торца | Просветы между зонами прижима |
| Минимальная температура | по паспорту состава; ниже «точки побеления» работать нельзя | Плёнка высыхает мутной и белёсой — прочность не набрана |
Слишком сильный прижим так же вреден, как слишком слабый. FPL описывает два симптома: чрезмерное впитывание в лёгких породах и избыточное выдавливание в плотных. Итог одинаковый — голодный шов, который выглядит идеально и держит плохо.
Мелочи, которые портят результат
- Дуб плюс кислый ПВА плюс железо. Танины дуба в присутствии влажного клея с кислой реакцией (pH дисперсий 3–7) и стальной струбцины дают тёмное пятно. Частично снимается 2–3-процентным раствором щавелевой кислоты; надёжнее — прокладки под губки и нейтральный клей с pH около 7. Тем же грешат клён, бук, груша, вишня.
- Тик и другие маслянистые породы. Поверхность протирают ацетоном непосредственно перед нанесением: экстрактивные вещества мешают смачиванию.
- Просевший шов. Остаточная влага из клея выходит несколько суток, и щит, отшлифованный сразу, весной покажет ложбинки по швам. Паспорта рекомендуют выдержку 3–4 суток до финишной обработки.
- Отделка поверх шва. Выдавленный и не снятый клей не впитывает ни морилку, ни масло с твёрдым воском — на готовом изделии это светлая полоса вдоль шва, которую уже не исправить.
Ещё одно соображение, которое обычно упускают: клей не отменяет движения древесины. Самый стойкий шов удержит ламели щита вместе, но не помешает щиту в целом менять ширину по сезону — а вот склеенные накрест детали проиграют древесине. Насколько велико это движение, считается по коэффициентам усушки.
Выбор сводится к трём вопросам. Будет ли шов мокнуть — это класс D. Будет ли он постоянно нагружен — это выбор между дисперсией и реакционным клеем. Плотный ли стык — это выбор между ПВА и эпоксидом. Остальные узлы и приёмы сборки собраны в рубрике «Столярка», а породные различия, влияющие на склейку, — в рубрике «Породы».
Короткие ответы
- Чем D3 отличается от D4 на практике?
- Испытанием. D3 после четырёх суток в воде должен показать не менее 2 Н/мм², D4 — не менее 4 Н/мм² в тех же условиях и ещё не менее 4 Н/мм² после шести часов в кипящей воде. Для кухни хватает D3, для санузла и улицы нужен D4.
- Правда ли, что D4 выдерживает высокую температуру?
- Нет. EN 204 прямо оговаривает, что стандарт не нормирует термостойкость клеевого шва. Дисперсионный клей класса D4 остаётся термопластом и размягчается при нагреве.
- Зачем полиуретановому клею влага?
- Он отверждается реакцией с водой — из древесины и из воздуха. Поэтому одну из склеиваемых поверхностей часто советуют слегка увлажнить, а при работе с пересушенным материалом это обязательно.
- Когда эпоксид лучше ПВА?
- Когда стык неплотный. ПВА при высыхании даёт усадку и зазор не заполняет, эпоксид заполняет и сохраняет прочность. Плата за это — плохая переносимость многократных циклов увлажнения и высыхания.
- Почему реставраторы работают мездровым клеем?
- Из-за обратимости: шов раскрывается теплом и влагой без разрушения детали. Рабочая температура около 60–63 °C, для мебели и шпона обычно берут гранулят прочностью 192 грамма.