Изделия на основе древесины
ЛЕСОМАТЕРИАЛЫ И ПИЛОМАТЕРИАЛЫ, СТРОГАНЫЕ ПОГОНАЖНЫЕ ИЗДЕЛИЯ
Жуков А.Д. , канд. техн. наук
Круглые лесоматериалы представляют собой очищенные от сучьев отрезки древесных стволов. В зависимости от диаметра верхнего торца круглые лесоматериалы подразделяют на бревна, подтоварник и жерди.
Бревна строительные и пиловочные из хвойных и лиственных пород деревьев должны иметь диаметр верхнего торца не менее 14 см и длину 4,0-6,5 м. Они должны быть ошкурены и опилены под прямым углом к продольной оси. По качеству бревна подразделяют на три сорта. Определение сорта обусловлено наличием в бревнах пороков древесины. Строительные бревна из хвойных пород применяют для несущих строительных конструкций жилых, промышленных и культурно-бытовых зданий, гидротехнических сооружений, а также для свай и пролетных строений деревянных мостов. Пиловочные бревна изготовляют из стволов хвойных и лиственных пород для получения различных пиломатериалов.
Подтоварник - часть ствола дерева с диаметром верхнего торца 8-13 см и длиной ствола 3-9 м. Его используют для различных целей в жилищном и сельскохозяйственном строительстве, а также для вспомогательных и временных сооружений. Жерди имеют диаметр верхнего торца не более 3 см и длину 3-9 м. Их применяют для тех же целей, что и подтоварник.
Хранят круглые лесоматериалы в штабелях по породам, категориям и длине.
Пиломатериалы изготовляют путем продольной распиловки пиловочных бревен. По форме поперечного сечения различают следующие виды пиломатериалов: пластины, четвертины, горбыль, доски, брусья, бруски.
Пластины получают при продольном распиливании бревен на две половины, четвертины, по двум взаимно перпендикулярным диаметрам. Горбыль представляет собой срезанную наружную часть бревна, у которой с одной стороны во всю длину сделан пропил, а другая поверхность не обработана. Применяют его для временных построек.
Доски получают продольным распиливанием бревен по нескольким параллельным между собой плоскостям. Толщина досок 13-100 мм, ширина 80-250 мм, т.е. отношение ширины к толщине должно быть более 2 . Доски хвойных пород имеют длину до 6,5 м, лиственных - до 5 м с градацией через 0,25 м. В зависимости от чистоты опиловки кромок доски бывают необрезные с неопиленными кромками на всю длину доски или на половину длины и обрезные с кромками, пропиленными по всей длине в данном случае сечение доски представляет собой правильный прямоугольник) или более, чем на половину длины доски. По качеству древесины и по обработке доски подразделяют на пять сортов: отборный, 1, 2, 3 и 4. Доски высоких сортов служат для изготовления элементов деревянных конструкций, столярных изделий и т.п.
Брусья имеют толщину или ширину 100-250 мм при отношении ширины к толщине менее 2. Брусья, опиленные с двух противоположных сторон, называют двухкан-тными, а опиленные с четырех сторон - четырехбитными. Строительные брусья применяют для устройства междуэтажных перекрытий, стропил и т.п.
Бруски представляют собой пиломатериалы толщиной до 10 0 мм, имеющие отношение ширины к толщине менее 2. Форма поперечного сечения брусков обычно близка к квадрату. Длина брусков та же, что и у досок. Из брусков изготовляют элементы деревянных конструкций, столярные изделия.
Заготовками называют доски и бруски, прирезанные применительно к заданным размерам и качеству древесины изготовляемых из них деталей готовых изделий и с припусками на механическую обработку и усушку. По виду обработки заготовки различают: пиленые, полученные путем пиления; клееные, изготовленные путем склеивания из нескольких более мелких заготовок; калиброванные, обработанные до заданных размеров. В строительстве широко используют также заготовки, имеющие после фрезерования специальную форму сечения (плинтусы, наличники, поручни и т.д.) .
Из пиломатериалов изготовляют широкую номенклатуру изделий, из которых основными являются строганые погонажные изделия, изделия для паркетных полов, столярные плиты, фанера и др.
Строганые погонажные изделия включают доски для полов; шпунтованные доски, у которых на одной кромке имеется паз, а на другой - гребень (выступ) , что обеспечивает плотное соединение досок при устройстве полов; фальцевые доски, применяемые для обшивки стен и потолков. К этой группе изделий относят и профильные погонажные изделия (например, плинтусы и галтели) , используемые для заделки углов между полом и стенами, поручни для перил, наличники для оконных и дверных коробок, а также доски подоконника. Длина погонажных изделий из древесины 2,1 м и более (с градацией 100 мм) .
КРАТКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ ПИЛОМАТЕРИАЛОВ
Некоторые особенности материалов, требующие особого внимания.
Необработанные края (обзол). Существует две основных причины, по которым покупатели получают пиломатериалы с плохо опиленными краями. Во-первых, деревообрабатывающие предприятия пытаются экономить, стараясь извлечь из меньшего объема необработанной древесины большее количество готовой продукции. При продольной распиловке бревна боковые грани пиломатериалов не спиливаются под прямым углом, а остаются слегка округлой формы. Во-вторых, доски с хорошо опиленными краями можно продавать по более высоким ценам (причем не только на экспорт, но и внутри страны) , что и делают производители древесины.
Необработанные края - это в основном проблема внешнего вида. Иногда из-за этого могут возникнуть трудности, например, с подгонкой и сочленением балок при сооружении какой-либо конструкции, однако прочность конструкции от этого никак не пострадает. Совсем другое дело - это необработанные края у досок, предназначенных для внутренней или внешней отделки. Эти материалы всегда должны выглядеть безупречно. Плотники, занимающиеся отделкой, вынуждены тратить время и дополнительные усилия на обрезку некачественных краев.
Сучки. Для каждого сорта пиломатериалов существуют специальные стандарты, определяющие приемлемое количество сучков, их максимальный размер, тип и расстояние друг от друга. Внешний вид балки не влияет на ее несущую способность. Тем не менее, сучки могут сильно усложнить работу по отделке помещения и повысить стоимость работы, особенно если после завершения всех работ сучок начнет крошиться и превратится в дырку на самом видном месте.
Низкая прочность. Низкая прочность пиломатериалов чаще всего обусловлена попаданием влаги при хранении или транспортировке, а также нарушениями технологии сушки на стадии производства. В некоторых случаях низкая прочность вызвана использованием на стадии производства в качестве сырья древесины молодых деревьев.
Иногда недостаточно прочные пиломатериалы можно вовремя заметить и отбраковать, но нередко этот дефект проявляется уже после установки некачественной доски или бруса на свое место, когда заменить этот элемент уже не представляется возможным.
Разброс размеров. Дизайнеры и строители часто сталкиваются с большим разбросом размеров в партии материалов как по толщине, так и по длине. Слишком большой разброс по длине может оказаться серьезной проблемой при установке балок, стропил и перекладин, особенно если они окажутся короче необходимой длины. При непостоянстве ширины материалов для отделки часто очень трудно бывает подогнать их друг к другу, и в результате в отделке остаются некрасивые зазоры, которые очень трудно ликвидировать.
Кроме того, каждая доска может иметь различную толщину в разных местах. Иногда это происходит по причине слишком высокой скорости распиливания бревен либо при неправильно настроенном оборудовании. Однако чаще непостоянство толщины вызвано усадкой в период сушки.
Есть несколько вариантов решения проблем. Первый - продолжать покупать пиломатериалы у тех же поставщиков, но отбирать их более тщательно, требуя заменить дефектные и возвращая некондицию. Второй вариант - попытаться найти более качественную древесину у других поставщиков. Третий - покупать качественные пиломатериалы по более высоким ценам. Четвертый вариант связан с переходом на металлические конструкции или искусственные материалы.
Перед тем, как вы выберете один из вариантов, стоит оценить, во сколько вам обходятся все ваши проблемы с качеством пиломатериалов, сколько вы теряете или можете потерять от брака и жалоб ваших клиентов. Если вы поймете, что имеет смысл покупать пиломатериалы по более высоким ценам, попытайтесь подсчитать , насколько больше вы согласны платить за более качественный продукт. Возможно, вам удастся подсчитать, сколько вы сможете сэкономить за счет увеличения производительности труда, имея более качественные материалы.
Не стесняйтесь выбрасывать бракованные пиломатериалы. При больших объемах поставок попытайтесь согласовать с поставщиком точные стандарты и требования к качеству продукции, при невыполнении которых он обязан заменить некачественные материалы или устранить их дефекты. Вы можете оговорить в договоре о поставках любые, даже самые незначительные детали, если по каким-либо причинам они окажутся для вас важными. Согласуйте точные условия замены некондиций, сроки замены, размер неустойки за просрочку. Если вы что-то не предусмотрели и менять условия договора уже поздно, вы можете докупить небольшую партию материалов более высокого качества взамен бракованных на других условиях либо у другого поставщика. Можно также попытаться использовать не совсем качественные материалы только там, где дефекты будут незаметны и не повлияют на общее качество конструкции.
Обзвоните различных поставщиков. Часто бывает выгодно закупать различные элементы конструкции у различных поставщиков. Например, брус закупается у одного поставщика, стойки - у другого, доски - у третьего. Попытайтесь выяснить, с каких заводов поставляются те или иные элементы. Если вам особенно понравилась продукция какого-либо завода, попросите своего поставщика поставлять вам продукцию непосредственно с этого предприятия. Если вам наоборот, не нравится продукция какого-либо завода, проинформируйте об этом поставщика.
Попытайтесь объединиться с другими дизайнерскими или строительными фирмами, которые также не удовлетворены качеством поставляемых им пиломатериалов. Совместными усилиями вы сможете добиться больших успехов в переговорах с поставщиками. Постарайтесь как можно точнее обозначить параметры необходимого вам продукта. Иногда таким образом удается найти товар отличного качества, причем по более низким ценам!
Тщательно изучите существующие стандарты в области пиломатериалов и выберите наиболее подходящий для вас класс как по качеству, так и по цене. Для каких-либо специальных применений вам, возможно, будет выгоднее перейти на другую породу древесины, нежели искать определенную породу с более высоким классом качества. Для дерева существует множество различных стандартов, зачастую малоизвестных. Учтите, что уровень качества в различных классах может зависеть от географического положения местности, климата и других условий.
Независимо от этого, вы можете установить в контракте с поставщиком свои особые требования по качеству, никак не связанные с существующими стандартами.
Существует множество способов решения проблем с качеством древесины, и всегда можно найти пиломатериалы нужного вам качества, хотя, возможно, придется заплатить чуть больше.
СТОЛЯРНЫЕ ПЛИТЫ И ФАНЕРА
Столярные плиты состоят из реечных щитов, оклеенных с одной или двух сторон строганой фанерой или шпоном. Столярные плиты имеют длину до 25 00 мм, ширину до 1525 мм, толщину до 30 мм. Влажность их не должна превышать 10%. Плиты применяют для изготовления дверей, перегородок, полов и щитовой мебели.
Листы фанеры выпускают длиной до 3 м, шириной до 2 м и толщиной до 15 мм. В зависимости от вида применяемого клея и его водостойкости фанера бывает повышенной, средней и ограниченной водостойкости.
Фанеру средней и ограниченной водостойкости используют для обшивки стен внутри здания и устройства перегородок. Для внутренней отделки стен, перегородок, панелей, дверных полотен и встроенной мебели широко применяют декоративную фанеру, которая представляет собой обыкновенную клееную фанеру, облицованную смоляными пленками в сочетании с текстурной бумагой или без нее.
Таблица 1,23
Номинальная толщина фанеры, м м |
Слойность фанеры, кол-во слоев, не менее |
Шлифованная фанера |
Нешлифованная фанера |
||
Предельное отклонение, мм |
Разнотолщинность, м м |
Предельное отклонение, мм |
Разнотолщинность, м м |
||
3 |
3 |
0,3/-0,4 |
0.6 |
0,4/-0,3 |
0.6 |
4 |
3 |
0,3/-0,5 |
0,8/-0,4 |
1 |
|
6.5 |
5 |
0,4/-0,5 |
0,9/-0,4 |
||
9 |
7 |
0,4/-0,6 |
1,0/-0,5 |
||
12 |
9 |
0,5/-0,7 |
1,1/-0,6 |
||
15 |
11 |
0,6/-0,8 |
1,2/-0,7 |
1.5 |
|
18 |
13 |
0,7/-0,9 |
1,3/-0,8 |
||
21 |
15 |
0,8/-1 |
1,4/-0,9 |
||
24 |
17 |
0,9/-1,1 |
1,5/-1 |
||
27 |
19 |
1/-1,2 |
1 |
1,6/-1,1 |
2 |
30 |
21 |
1,1/-1,3 |
1,7/-1,2 |
Таблица 1.24
Физико-механические показатели фанеры
Показатель |
Толщина, мм |
Марка |
Значение физико-механических показателей для фанеры с внутренними слоями из шпона пород древесины |
|||
Береза |
Ольха, бук, клен, ильм |
Сосна, лиственница, ель, пихта, кедр |
Липа, осина, тополь |
|||
Влажность, % |
3-30 |
ФСФ, ФК |
5-10 |
|||
Предел прочности при скалывании по клеевому слою, МПа, не менее: после кипячения в воде в течение 1 ч после вымачивания в воде в течение 24 ч |
3-30 Ф К |
ФСФ 1.5 |
1.5 1 |
1.2 1 |
1 0.6 |
0.6 |
Предел прочности при статическом изгибе вдоль волокон наружных слоев, МПа, не менее |
9-30 |
ФСФ Ф К |
60 55 |
50 45 |
40 35 |
30 25 |
Предел прочности при растяжении вдоль волокон, МПа, не менее |
3-6,5 |
ФСФ Ф К |
40 30 |
Таблица 1.25
Влагостойкая фанера
Ламинированная фанера Fin-ply |
Характеристика. Крестообразно проклееные березовые слои, усиленное фенольно-смоляное покрытие плотностью по 240 г/м2 на каждой стороне. Проклейка BFU 100 согласно DIN 68705, часть 3 или DIN EN 314-2. Толщина 21/18/15/12/9 мм. Плотность 6,65/8,80/10,75/12,70/14,25 кг/м2. Размер 1,50x3,00; 1,25x2,50; 1,50x4,00 м |
Область применения. Стены, перекрытия, особо гладкие поверхности бетона, от 30 до 70 оборотов опалубки, ровная и гладкая бетонная поверхность |
|
Ламинированная фанера Fin-ply Maxi |
Характеристика. Фанера для облицовочного бетона с высококачественной бесшовной поверхностью. 15 крестообразно проклеенных березовых слоев, двустороннее усиленное фенольно-смоляное покрытие по 400/400 г/м2 (7,50х2,70 м) или 400/240 г/м2. Края покрыты лаком. Проклейка BFU 100 согласно DIN 68705, часть 3 или DIN EN 314-2. Толщина 20 мм. Плотность 14,25 кг/м2. Размер 7,5x2,7; 5,4х2,0 м |
Область применения. Стены, перекрытия, особо гладкие поверхности бетона, от 30 до 70 оборотов опалубки, ровная и гладкая бетонная поверхность |
|
Ламинированная фанера PERI Birch |
Характеристика. Высококачественная ламинированная фанера с прочной структурой для практически всех областей применения, пятнадцатислойная проклейка, все слои из березы, двустороннее покрытие из фенольной смолы плотностью 120 г/м2. Проклейка BFU 100 согласно DIN 68705, часть 3 или DIN EN 314-2. Толщина 21 мм. Плотность 14,25 кг/м2. Размер 1,25x2,5 м |
Область применения. Стены, перекрытия, повышенные требования к поверхности бетона, от 20 до 50 оборотов, ровная бетонная поверхность |
|
Ламинированная фанера PERI Beto и Beto S |
Характеристика. Финская фанера типа «Combi-Mirror», одиннадцатислойная структура, облицовочные слои из березы, прослойки поочередно из ели и березы. Проклейка BFU 100 согласно DIN 68705, часть 3 или DIN EN 314-2. PERI Beto - двустороннее покрытие из фенольной смолы плотностью 120 г/м2. PERI Beto S, 21 мм. PERI Beto S - одностороннее водопоглощающее покрытие; покрытие на обратной стороне - из фенольной смолы плотностью 120 г/м2. Толщина 21 мм. Плотность 11,9 кг/м2. Размер 0,62х2,50; 1,25x2,5; 1,50х3,0 м. PERI Beto S - 1,50х3,0 м |
Область применения. PERI Beto - преимущественно для перекрытий с повышенными требованиями к поверхности бетона, от 15 до 30 оборотов, почти нет структуры на поверхности бетона. PERI Beto S - изготовление высококачественной, матовой, облицовочной поверхности бетона с низкой пористостью, от 10 до 15 оборотов |
|
Ламинированная фанера PERI Spruce |
Характеристика. Экономичная фанера для перекрытий. Небольшой вес при высокой прочности, 11-слойная структура из северных хвойных пород, двустороннее покрытие из фенольной смолы весом 120 г/м2. Проклейка BFU 100 согласно DIN 68705, часть 3 или DIN EN 314-2. Толщина 21 мм. Плотность 10,9 кг/м2. Размер 0,5х2,50; 1,25x2,50 м |
Область применения. Преимущественно для перекрытий с повышенными требованиями к поверхности бетона, от 10 до 25 оборотов, довольно гладкая поверхность, возможна легкая структура |
Окончание табл. 1.25
Трехслойные плиты (желтые) |
Характеристика. Крупногабаритные плиты с двусторонним покрытием из меламиновой смолы, края покрыты лаком, три крестообразно проклеенных семимиллиметровых слоя из ели. Внутренний слой по желанию из тонких реек. Тсдщта21м\л. Плотность 10,5 кх/м2. Размер 0,5x2,0; 0,5x2,50; 1,0x2,0; 1,0x3,0; 1,0x5,0; 2,0x5,0 м |
Область применения. Стены и перекрытия, поверхности бетона при высоких требованиях, от 10 до 40 оборотов, ровная поверхность со слабо выраженной древесной структурой |
|
Фанера из опилок ElrNa^ly |
Характеристика. Финская фанера из хвойных пород, семислойная структура, качество II/III, поверхность отшлифована, одна сторона гладкая, высококачественная обработка. Проклейка BEU 100 согласно DIN 68705, часть 3 или ПШ EN 314-2. Толщина 21 мм. Плотность 10,0 кг/м2. Размер 1,0х2,0; 1,0х3,0; 1,22х2,44; 1,25х2,5 м |
Область применения. Многоцелевая фанера, от 2 до 5 оборотов, формирует поверхность бетона со структурой «под дерево» |
СТОЛЯРНЫЕ ИЗДЕЛИЯ И ДЕРЕВЯННЫЕ КЛЕЕНЫЕ КОНСТРУКЦИИ
Столярные изделия. Из древесины изготовляют оконные и дверные блоки и столярные перегородки и панели для жилых и гражданских зданий. Оконные и дверные блоки обычно поступают на строительство в полной готовности с навешенными полотнами и створками, окрашенными и застекленными. Перегородки и панели собирают на месте строительных работ и скрепляют с помощью плинтусов, карнизов и раскладок. Из ценных пород древесины изготавливают внутренние двери.
На строительство столярные изделия поступают комплектно (блоки с навешенными полотнами и створками) , проолифленными, прошпаклеванными и окрашенными. Хранить их следует в сухих помещениях, не допуская механических повреждений и увлажнений.
Изделия и детали сборных конструкций изготовляют на деревообрабатывающих заводах и комбинатах и доставляют на строительство в готовом виде, исключающем их подгонку на месте производства работ. К ним относят комплекты для сборных деревянных домов (бру-совых, каркасно-щитовых, каркасно-обшивных), детали и элементы конструкций для сельских зданий (балки, фермы), для междуэтажных и чердачных перекрытий (дощатые щиты наката, перегородки и т.п.) . Конструкции из древесины применяются в мостостроении.
В зависимости от характера работы и условий эксплуатации соединение составных частей элементов деревянных строительных конструкций осуществляется на болтах, скобах, хомутах, врубках, шпонках, нагелях или на синтетических клеях.
Деревянные клееные конструкции
Клееные конструкции и детали из древесины в виде балок прямоугольного и таврового сечения, прогонов, элементов ферм и арок, свай шпунта и инвентарной опалубки наиболее эффективны в индустриальном строительстве. Использование высокопрочных водостойких фенолоформальдегидных клеев дает возможность применять маломерный лесоматериал и получать конструкции любых размеров и форм, характеризующиеся высокой прочностью, долговечностью и огнестойкостью. Кроме того, клееные конструкции легче и прочнее обычных, дешевле, надежнее в эксплуатации, так как при их изготовлении учитывают анизотропные свойства древесины, а клеевая прослойка обеспечивает монолитность конструкции.
Клееная древесина в несущих и ограждающих конструкциях используется давно. Тем не менее, в жилищном строительстве клееный брус появился недавно - на Западе 25 лет назад. Дома из клееного бруса построены в Германии, Австрии, Финляндии, Чехии, Швеции -это символ престижа и обеспеченности их хозяев.
Схема изготовления современного профилированного клееного бруса следующая: бревно распиливается на доски (ламели) ; доска проходит сушку в сушильных камерах при температуре 100-150°С; доски склеиваются друг с другом специальным двухкомпонентным экологически чистым клеем под давлением (с использованием прессов) ; из сухого деревянного пакета на четырехсторонних станках профилируется стеновой брус специальной формы или балки; готовые брусья торцуются (обрезаются) по проекту и запиливаются на высокоточном фрезерном оборудовании.
Основные преимущества клееного профилированного бруса: он не меняет своей формы во время эксплуатации; имеет большую по сравнению с обычной древесиной прочность, меньшую теплопроводность, минимальную усадку по высоте, не растрескивается. Клееный профилированный брус имеет высокое качество лицевых поверхностей, пазы и гребни по длине бруса жестко фиксируют в брус в стене и не пропускают влагу - уплотнитель не требуется. Стена при этом выглядит монолитной и не требует дополнительной отделки, угловые соединения - точны и влагонепроницаемы. Все это, в конечном счете, позволяет существенно уменьшить сроки строительства.
Производство и применение деревянных клееных деталей и конструкций (ДКК) занимают видное место в мировом строительном комплексе. Во многих регионах России вводятся мощности по производству этой перспективной, наукоемкой продукции. Все чаще появляются сооружения — манежи, рынки, склады, стадионы, из легких и красивых конструкций. Экспортный потенциал ДКК привлекает пристальное внимание крупных инвесторов.
Самым заметным видом ДКК являются балки, фермы, арки, т. е. несущие конструкции, используемые в большепролетных зданиях и сооружениях. Мировое производство таких конструкций и деталей приближается к 4 млн. кубометров в год. Более половины этого объема обеспечивают европейские страны, прежде всего ФРГ и Австрия. Значительная часть ДКК из Европы экспортируется в Японию, где производится около 0,5 млн. кубометров ДКК в год, а применяется, за счет экспорта, в 2 раза больше. Доля России в мировом производстве ДКК пока составляет всего около 1%, но потенциальные возможности строящихся и проектируемых предприятий определяют более заметное место нашей страны в этом секторе стройиндустрии.
Более массовыми и объемными являются другие виды ДКК: клееные бруски окон и дверей, клееные брусья для стен малоэтажных зданий, мебельные и паркетные щиты. Объемы их производства существенно превышают объемы изготовления несущих ДКК.
Наиболее ответственными видами ДКК, выполняющими прежде всего и в основном несущие функции, являются балки, брусья, колонны, стойки и т.п., поэтому часто все многообразие видов ДКК характеризуется - в регламентах, при обосновании требований к качеству - только несущими ДКК. Следует учитывать, что в настоящее время производство несущих ДКК составляет всего около трети общего производства этой продукции.
ДКК в реальных условиях эксплуатации, как правило, выполняют несколько функций, одна из которых является определяющей.
Эффективность, качество, безопасность, долговечность этих конструкций определяются не только при их изготовлении. Первой и весьма ответственной стадией является проектирование зданий и сооружений на основе ДКК. На этой стадии определяются, рассчитываются, обосновываются все эксплуатационные параметры ДКК и уточняются процессы их изготовления. Творческие замыслы архитекторов, предложения проектировщиков, расчеты конструкторов должны базироваться на объективном учете назначения и условий эксплуатации ДКК, на требованиях нормативных и методических документов и справочных материалов.
Изготовление ДКК — вторая и очень важная стадия существования данных конструкций, на которой с максимальной точностью должны быть реализованы проектно-конструкторские решения. Обеспечивается это детально прописанным и тщательно соблюдаемым технологическим процессом изготовления ДКК. Все этапы этого процесса, от поступления сырья и материалов до отгрузки готовых конструкций, должны иметь четкие, детальные, контролируемые правила и регламенты, обеспечивающие производство ДКК требуемых параметров. Комплект технологической документации разрабатывается на основе действующих стандартов, имеющихся руководств по изготовлению ДКК и с обязательным учетом проектно-конструкторских решений.
Третья стадия - обеспечение предусмотренных в проекте и реализованных в процессах производства параметров ДКК при их хранении, транспортировании, монтаже и эксплуатации. Эта стадия не имеет до настоящего времени необходимого и детального нормативного и инструктивного обеспечения . В основном по этой причине практика применения ДКК имеет немало негативных последствий их разрушения. Отечественная история ДКК отмечает случаи прямой дискредитации этих высокоэффективных конструкций из-за неквалифицированного их монтажа, применения не по назначению и др.
Важность третьей стадии имеет принципиальное значение для уникальных сооружений из ДКК спортивные залы, манежи, склады, мосты и т.п.). В этих случаях наличие детальной инструкции по транспортированию, хранению, монтажу и уходу в период эксплуатации ДКК в комплекте проектной документации является обязательным. Но и массовые виды несущих ДКК (балки, брусья и др.) должны иметь однозначное нормативно-инструктивное обеспечение третьей стадии их существования. Следует полагать, что развитие производства и применения ДКК как несущих, так и ненесущих, обострит необходимость решения этой проблемы.
Учет и детальная регламентация всех трех стадий цикла существования ДКК - первое общее требование к этим конструкциям. Оно же определяет второе общее требование, обязательно учитываемое на первой стадии, - учет назначения и условий эксплуатации ДКК. Это требование имеет принципиальное значение для обеспечения безопасности и долговечности конструкций и зданий (сооружений) с их применением. По функциональному назначению ДКК могут быть подразделены на несущие, ограждающие и декоративные; было отмечено, что обычно ДКК могут выполнять несколько функций, одна из которых является основной. По условиям эксплуатации ДКК подразделяют на несколько классов, характеризуемых температурно-влажностными параметрами, при которых эксплуатируются конструкции. Кроме того, несущие ДКК подразделяют на несколько групп ответственности (значимости) . Требования к несущим ДКК, как наиболее ответственным, будут детально рассмотрены в одной из следующих статей данной рубрики.
Общее требование к ДКК - следствие первых двух: объективный выбор древесных пород с определением качества (норм ограничения пороков) пи-лопродукции из них и столь же тщательный выбор типа и марки клея. Существующие методы определения свойств древесины и оценки качества пиломатериалов для ДКК будут рассмотрены в отдельной статье. В последующих статьях также будут детально изложены имеющиеся сведения по современной классификации клеев и основным условиям их эффективного применения в производстве ДКК.
Необходимость системного обеспечения качества ДКК на стадии их производства обусловливает еще одно, динамично обостряющееся в реальных условиях всей отечественной промышленности, общее требование — профессиональный уровень технического и рабочего персонала. Без удовлетворения этого требования практически невозможно обеспечить стабильно высокие параметры качества изготовляемых ДКК и, следовательно, высокоэффективное и конкурентоспособное производство весьма перспективной продукции.
Требования к несущим ДКК. Склеивание древесины — давно известный способ получения новых материалов и изделий (фанера, столярные плиты, мебельные щиты и др. ) . Созданию массивных деревянных клееных деталей и конструкций и их применению в строительстве всего несколько десятилетий. Но именно им изначально уделялось самое пристальное внимание . Потому что они являются наиболее ответственными элементами строительных конструкций зданий и сооружений, воспринимающими эксплуатационные нагрузки и обеспечивающими устойчивость и безопасность объекта
Критериями качества несущих ДКК считаются прочность и стойкость клеевых соединений: они определяют безопасность и долговечность конструкций. Расчетные параметры прочности обычно принимают по показателям прочности древесины из условия, что прочность клеевого соединения не должна существенно уступать прочности цельной древесины. При испытаниях клееной древесины на прочность оценивают характер разрушения клеевого соединения: если разрушение происходит преимущественно по древесине, а не по клеевой прослойке, то прочностные свойства клея характеризуются положительно и принимаются достаточными для обеспечения безопасности ДКК.
Способность клея сохранять необходимую прочность в течение заданного периода эксплуатации ДКК определяет их долговечность в предполагаемом режиме эксплуатации. Реальная долговечность ДКК может быть определена только на основе их натурных испытаний, что явно неприемлемо. Этот важный параметр качества ДКК определяют лабораторными методами, имитирующими влияние эксплуатационных факторов перепады температуры, изменения влажности воздуха, интенсивное воздействие воды и др.) на стойкость клеевых соединений. Снижение их стойкости оценивается по характеристикам расслоения клеевых соединений, регламентированным EN 38 6 для определенного типа клея и количества циклов испытаний. В частности, соединения на клее типа I не должны иметь более 5% расслоений (отношение длины расслоившихся швов к их общей длине в испытываемом образце) после двух циклов испытаний и не более 10% расслоений - после трех циклов испытаний. Для клея типа II - не более 4% расслоений после одного цикла и не более 8% после двух циклов испытаний образцов готовых ДКК. Результаты этих испытаний характеризуют качество изготовления конструкций.
LVL - СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ
LVL (Laminated Veneer Lumber или клееный шпоно-вый брус) - высокопрочный конструкционный материал. В Западной Европе и Северной Америке он, в виде бруса и балок, активно используется при строительстве зданий и сооружений, поскольку обладает высокой прочностью и эстетическими качествами природного дерева. LVL по многим параметрам превосходит цельную и клееную древесину.
Технология производства LVL включает лущение шпона из хвойных пород древесины с последующим склеиванием нескольких слоев шпона. В результате получается однородный бездефектный материал.
Одно из уникальных преимуществ материала LVL в строительстве - это возможность широкого выбора размеров шпоновых балок. Ширину и длину балок можно выбирать произвольно в пределах размеров, допускаемых линией по производству LVL.
Применение LVL
1. Каркасное домостроение. Возведение зданий с использованием LVL требует значительно меньших затрат и времени, что особенно важно при строительстве в суровых климатических условиях, когда необходимо завершить строительство за короткий срок.
Таблица 1.26
Технические характеристики бруса LVL
Параметр |
Максималь-ное значение, МН/м2 |
Допустимое значение, МН/м2 |
Изгиб: на ребре плашмя |
37 37 |
со со |
Растяжение в направлении волокон |
32 |
15,5 |
Растяжение в направлении, перпендикулярном волокнам |
0,7 |
0,35 |
Сжатие в направлении волокон |
30 |
14,5 |
Сжатие в направлении, перпендикулярном волокнам |
7 |
3,5 |
Модуль упругости |
8900 |
8900 |
Модуль сдвига |
340 |
340 |
При расчете деформаций: модуль упругости модуль сдвига |
10000 450 |
10000 450 |
2. Балки перекрытия. Кровельные конструкции. Мансарды. В данном случае LVL применяется как при строительстве новых зданий, так и капитальном ремонте старых. Долговечный (сохраняет эксплуатационные свойства в течение 150 лет) и прочный (одной балкой можно перекрывать пролеты 18 м) , водостойкий, чрезвычайно устойчивый к плесневым грибкам и древесным жучкам, не подверженный короблению.
3. Ангары, промышленные и коммерческие здания, спортивно-развлекательные комплексы. Здесь требуется перекрыть значительное безопорное пространство . Деревянные балки из массива в этом случае просто не применяются из-за отсутствия у них достаточной прочности. Фермы и другие конструкции из LVL в 5 раз легче, в 3 раза дешевле по трудозатратам и в 2 раза дешевле по расходу материала, чем металлические, не считая экономии на вспомогательной технике.
4. Аквапарки, бассейны. LVL не впитывает влагу, как другие пиломатериалы, поэтому вес конструкции со временем не увеличивается, что является немаловажным фактором для безопасности больших безопорных пространств подобного рода строений. В отличие от металла, LVL не подвержен коррозии, поэтому исключено возникновение аварийных ситуаций, связанных с потерей конструкцией расчетной прочности.
5. Элементы изделий из дерева (окна, двери, лестницы, арки, каркас мебели и т.д.) . LVL сохраняет свои линейные размеры и прочностные характеристики в течение всего срока эксплуатации конструкции.
Свойства LVL
1. Прочность. По данным инспекционных испытаний, проведенных ЦНИИСК им. Кучеренко, прочность LVL в 3-3, 4 раза выше, чем у клееного бруса или у обычных пиломатериалов.
2. Размеры. Максимальная длина LVL ограничивается только размером пресса (18 м) или ограничениями, которые могут возникнуть при транспортировке. Толщина LVL может составлять от 2 7 до 75 мм. В случае необходимости применяется сдвоенная или двутавровая балка.
3. Однородность LVL является полностью однородным материалом с неизменными качествами по всей длине.
4. Огнестойкость. Клейкая фенолформальдегидная смола, используемая в производстве LVL, нейтральна к окислению и не способствует возгоранию. Высокая плотность и отсутствие трещин препятствуют проникновению огня и температуры внутрь материала. При температуре 300°С на поверхности, балки LVL сохраняют свои свойства на протяжении 30-60 мин.
LVL Q - влагостойкий материал, выполненный из шпона толщиной 3мм, толщина листа - от 9 до 21 мм. Длина изделия LVL Q может составлять 18 м, а стандартный набор ширины - 600, 900, 18 00 мм. Основной особенностью материала является его возможный размер, так как 1 лист позволяет перекрыть площадь свыше 32 м2.
Благодаря перечисленным преимуществам, материалы на основе LVL эффективно применяются в жилищном строительстве, а также в строительстве спортивных комплексов, магазинов, развлекательных центров, различных производственных сооружений, складов, навесов и т.д.
ИЗДЕЛИЯ НА ОСНОВЕ ДРЕВЕСНОЙ СТРУЖКИ
Древесно-волокнистые плиты изготавливают из древесины или растительных волокон, получаемых из отходов деревообрабатывающих производств, неделовой древесины, а также костры, камыша, хлопчатника. С целью увеличения прочности, огнестойкости, долговечности плит при их изготовлении применяют специальные добавки. Средняя плотность древесно-волокнистых изоляционных и изоляционно-отделочных плит 150-350 кг/м3, теплопроводность - 0,04 6-0,093 Вт/м-°С, прочность при изгибе 0,4-2,0 МПа. Недостатками плит являются их высокое во-допоглощение (до 18%) и гигроскопичность (до 15%) , изменение размеров при изменении собственной влажности.
Плиты (ГОСТ 4598-8 6) выпускают в трех исполнениях: стандартном, ветрозащитном, изоляционном.
ход полимера составляет 6-8%. Древесно-стружечные плиты выпускают одно- и многослойными. Для обеспечения биостойкости плит в массу вводят антисептики, антипирены и гидрофобизирующие вещества. Легкие древесно-стружечные плиты имеют следующие размеры: длину - 2500-3600 мм, ширину - 1200-1800 мм и толщину - 13-25 мм.
Таблица 1.27 Свойства ДВП |
|
Теплопроводность, Вт/м* °С |
0,045-0,090 |
Прочность при изгибе, МПа |
До 12 |
Гигроскопичность, % |
До 12 |
Таблица 1.28
Свойства ДСП
Показател |
Стандартная |
Ветро-защитная |
Изоляционная для пола |
Плотность, кг/м3 |
230-250 |
240-270 |
240-260 |
Теплопроводность, Вг/м- °С |
0,040 |
||
Размеры, м |
(1,2-3)х(1,2-1,6)х(0,8-2,5) |
(0,85-1,2)х (590, 600)х7,4 |
Стандартные изоляционные плиты применяют для дополнительного утепления стен, потолков и полов, а также для увеличения прочности стенных каркасов. Изоляционные плиты для пола применяют в качестве «плавающей» основы при укладке паркета или ламината. Твердые плиты применяют для устройства перегородок, настила полов, изготовления дверных полотен, встроенной мебели, подшивки потолков.
Древесно-стружечные плиты получают прессованием древесной стружки с добавкой синтетических смол. Плиты - многослойные. Средний слой состоит из относительно толстых (толщиной до 1 мм) стружек, наружные слои (повышающие прочность изделия) - из стружек толщиной до 0,2 мм. В качестве декоративной или защитной отделки применяют полимерные пленочные материалы и бумагу, пропитанную смолами. Иногда предварительно отшлифованную поверхность плиты покрывают эпоксидными или водостойкими фе-нольными лаками.
Для тепловой изоляции используют так называемые легкие плиты, при изготовлении которых рас-
Таблица 1.29 Свойства ориентировано-стружечных плит
Показатель |
ОСП 2 |
ОСП 3 |
ОСП 4 |
|||
Толщина, мм |
10-18 |
18-25 |
10-18 |
18-25 |
10-18 |
18-25 |
Плотность, кг/м3 |
580-620 |
600-650 |
||||
Модуль эластичности, основная ось, МПа |
3500 |
50 |
00 5200-5300 |
|||
Модуль эластичности, побочная ось, МПа |
14 |
00 |
20 |
00 |
25 |
00 |
Прочность на изгиб, основная ось, МПа |
20 |
18 |
20 |
18 |
33 |
32 |
Прочность на изгиб, побочная ось, МПа |
10 |
9 |
10 |
9 |
19 |
17 |
Набухание по толщине за 24 часа, % |
2 |
0 12 8 |
||||
Допуск по толщине, мм, не шлифованная/ шлифованная |
0,5/0,3 |
|||||
Допуск по длине/ ширине, мм |
2,0 |
|||||
Класс горючести |
|
|||||
Теплопроводность, Вт/м*°С |
0,130 |
Ориентированно-стружечная древесная плита (ОСП) «Еггер» (EGGER). Плоскопрессованная трехслойная плита из плоской ориентированной щепы хвойных пород. Наружный слой характеризует параллельное направление волокон, а внутренний образован путем крестообразного наложения стружки. Плиты подразделяют на ОСП 2 общего назначения, ОСП 3 и ОСП 4 для отделки и использования в качестве несущих конструкций и элементов жесткости во влажных условиях.
ОСП применяют при укладке плавающих и черновых полов (вместо фанеры) ; при декоративной отделке интерьеров, витрин и павильонов; в «сэндвич»-па-нелях, ограждающих конструкциях.
Цементно-стружечные плиты - плиты на основе спрессованной деревянной стружки, обработанной вяжущим материалом (цементом); мелкие фракции стружки нанесены на средний, более грубый слой, поэтому поверхность плит гладкая, серого цвета. В зависимости от изменения влажности среды изменяют свои линейные размеры. Перед приклеиванием паркетных досок предварительно проводится обработка поверхности сухим грунтом. Если доска укладывается по плавающей технологии, то пропитка не обязательна, но рекомендуется укладка прокладки из нетканого материала или пенополиэтилена во избежание скрипа пола. Применяются также в качестве ограждающих конструкций и в качестве оставляемой опалубки.
ЦСП Зидарит - плита на основе древесной щепы 89%), цемента (10%) и жидкого стекла (1%). Биостойкая. Легко сверлится, режется, фрезеруется. Размеры - 2000х500х35 мм.
Таблица 1.30
Свойства ЦСП
Плотность, кг/м3 |
850 |
Масса плиты, кг |
29 |
Теплопроводность, Вт/м- °С |
0,145-0,165 |
Прочность при изгибе, Н/мм2 |
2, 3 |
Огнестойкость, ч |
0,75-1,50 |
Морозостойкость |
F 75 |
Плиты применяют при монолитном строительстве в качестве оставляемой или съемной опалубки) , утеплении существующих конструкций и в качестве шумо-защитных ограждений.
Арболит - строительный материал, состоящий из дробленой древесины на цементном связующем, соответствующий ГОСТ 19221. Может быть использован в строительстве как конструкционный (стены и перегородки) и теплоизоляционный (утепление полов и перекрытий) материал при строительстве жилых домов, ферм, гаражей, хозяйственных построек.
В качестве заполнителя для арболита «Элстар» можно использовать отходы деревообработки и сель-Таблица 1.31
Свойства арболита
Плотность, кг/м3 |
800 |
Теплопроводность, Вт/м* ° С |
0,17-0,18 |
Морозостойкость |
F 25 |
Размеры, мм |
500х250х200 |
скохозяйственного производства, к а мыш, солому и др. Древесина лиственных пород пригодна без дополнительной обработки. В качестве вяжущего может быть использован портландцемент в количестве на 25-30% меньшем, чем при производстве обычного арболита. Исключается применение хлористого кальция и предварительная минерализация заполнителя. Так как материал обладает высоким водопоглощением, наружные конструкции из него требуют оштукатуривания. Плотность теплоизоляционного «Элстара» составляет 400-500 кг/м3. Может применяться в ограждающих конструкциях промышленных зданий как утеплитель или теплоизоляционно-конструкционный материал в малоэтажном строительстве.
Фибролит - плитный материал, изготавливаемый из специальных древесных стружек «древесной шерсти» и неорганического вяжущего вещества. В соответствии с плотностью цементный фибролит подразделяют на марки: Ф-300, Ф-350 (теплоизоляционный фибролит) и Ф-400, Ф-500 (теплоизоляционно-конструкционный фибролит). Фибролит выпускают в виде плит длиной - 2400-3000 мм; шириной - 600-1200 мм; толщиной - 30-150 мм.
Применяют теплоизоляционный трудногорючий фибролит для тепловой изоляции зданий II, III, IV классов в кровле, перекрытиях, стенах. В зданиях с влажным режимом эксплуатации не используется. Стена из фибролитовых плит толщиной в 15 см по термическому сопротивлению эквивалентна кирпичной стене в два кирпича.
Магнезиальный фибролит имеет несколько более высокую прочность по сравнению с цементным фибролитом, но одновременно обладает меньшей водостойкостью и большей гигроскопичностью.
Таблица 1.3
Свойства фибролита
Показател |
Ф-300 |
Ф-350 |
Ф-400 |
Ф-450 |
Средняя лотность, кг/м3 |
300 |
350 |
400 |
450 |
Теплопроводность, Вт/м- °С |
0,10 |
0,11 |
0,12 |
0,15 |
Прочности при изгибе, МПа |
0,4 |
0,5 |
0,7 |
0,12 |