Строительная фанера с элементами модификации шпона и армирования пакетов

 910
Строительная фанера может быть значительно улучшена в результате дополнительной обработки шпона и применения специальных продуктов. Для этого использованы уплотнение шпона обжимной прокаткой, модификация поверхности эластомерами и армирование многослойных пакетов стекловолокном. По данным экспериментальных исследований установлено следующее: прочность увеличивается на 25–40%, расход клея снижается в 1,5 раза, расширяется область назначений фанеры в строительстве.

В строительстве в настоящее время используется значительное количество пиломатериалов. При их раскрое на заготовки образуется до 50% отходов в виде коротких отрезков досок, реек и опилок.

Во многих случаях более выгодным оказывается применение строительной фанеры (СФ). Она является эффективным универсальным конструкционным материалом и широко используется в панельно-каркасных конструкциях домов, в авто-, судо-, вагоностроении и т.п. Большие механические нагрузки, климатические воздействия и прочие «строительные» факторы приводят к утрате начальных значений показателей СФ в короткие сроки.

Следовательно, в процессе производства необходимо обеспечить высокую прочность клеевых соединений, прочность при разных видах конструкционных нагружений, гидро- и атмосферостойкость, огне- и биозащищенность и т.п. Повышения качества фанеры можно добиться за счет модификации шпона и клеев, а также в результате оптимизации состава пакетов по породам древесины и применения специальных материалов.

В табл. 1 приведены характеристики различных видов фанерной продукции и базовые физико-механические показатели, на которые следует ориентироваться при поиске эффективных методов и средств улучшения СФ.

Таблица 1. Характеристика некоторых видов специальной фанеры

В последнее время увеличился спрос на древесину хвойных пород для производства фанеры. Чтобы исключить значительное удорожание СФ вследствие большого расхода высококачественного сырья и дефицитных клеевых материалов, предложено использовать во внутренних слоях модифицированный осиновый шпон.

Кроме этого, улучшить качественные и эксплуатационные показатели фанеры можно путем армирования пакетов. Использование стеклотканей в качестве арматуры позволяет повысить некоторые механические показатели изделий.

Как известно, прочность хвойной фанеры по показателю скалывания несколько ниже, чем березовой. Это обусловлено большой шероховатостью поверхности (до 320 мкм) и структурной неоднородностью материала. Последнее обстоятельство ведет к появлению относительно глубоких и многочисленных микротрещин при лущении древесины.

Исключить отрицательное влияние этих факторов традиционными технологическими методами практически не удается, но данную проблему можно решить за счет заполнения поверхностных микротрещин специальными модифицирующими продуктами. Для этого необходимо обработать шпон эластомерами, полимерными клеями, а также уплотнить его прессованием и прокаткой.

Как показали экспериментальные исследования, обеспечивается значительное повышение основных прочностных показателей и определенным образом изменяются упруго-пластические свойства клеевых соединений. Ожидается, что такой клееный материал будет оптимально совмещать в себе важные эксплуатационные свойства (шумо‑, вибропоглощение, биозащищенность, водостойкость и др.) и найдет более широкое применение в строительстве.

На основе проведенного анализа и экспериментов, выполненных в УГЛТУ и ЗАО «Фанком», установлены некоторые возможности повышения качества СФ (табл. 2, 3, 4).

Таблица 2. Составы исследуемых пакетов КСФ со стеклотканью

Таблица 3. Параметры комбинированной строительной фанеры со стеклотканью

Таблица 4. Составы исследуемых пакетов КСФр и характеристики использования компонентов

Комбинированная фанера с армирующими слоями из стеклотканевых материалов будет иметь меньшую толщину при прочих равных показателях. Однако в дальнейшем необходимо провести испытания такого продукта на прочность при изгибе, сжатии и растяжении.

Предел прочности образцов КСФр при статическом изгибе вдоль волокон составил для листов №8 и 9 соответственно 67,9/25 и 82,4/45 МПа.

В исследованиях ставилась задача не только оценки влияния способа обработки шпона на прочность склеивания, но также и задача уменьшения потребления клеевых материалов.

В пакетах, где использовали резиновую смесь, упрессовка почти на 25% меньше. Это объясняется тем, что резина, являясь упругим материалом, обеспечивает полный контакт поверхностей при меньшем давлении на пакет.

Расход клея при нанесении его на предварительно уплотненный шпон уменьшается, так как повышается качество поверхности листов и возрастает плотность древесины.

Таблица 5. Результаты лабораторных испытаний КСФр

Выводы

Замена в многослойных пакетах СФ определенной части шпона из древесины хвойных пород осиновым или березовым обеспечивает:

  • уменьшение расхода клея при использовании предварительного покрытия поверхности соснового шпона специальным резиносодержащим составом — от 25% до 40%, а при включении в пакеты уплотненного осинового — до 57%;
  • общую упрессовку древесины в многослойном пакете при соотношении хвойного или осинового шпона 75:20 в пределах 12±5% при использовании уплотненного осинового шпона на 20–25%;
  • упрочнение СФ за счет армирования стеклотканевыми материалами — от 25% до 40%;
  • возможность более рационального использования ресурсов в фанерном производстве за счет рационального перераспределения шпона по качеству и физико-механическим показателям древесины.

Включение в состав склеиваемых пакетов стеклотканевой арматуры обеспечивает повышение прочности, жесткости, твердости фанеры.

Нанесение на шпон, полученный из древесины сосны, модификатора, содержащего в своем составе эластомер, снижает жесткость и хрупкость клеевых соединений, повышает стабильность прочностных показателей клееного материала, а также уменьшает воздухо- и влагопроницаемость СФ.

Библиографический список

  1. ГОСТ 9624-93. Древесина слоистая клееная. Метод определения предела прочности при скалывании. Введ. 01.01.1995. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1994. 13 с.
  2. ГОСТ 9620-94. Древесина слоистая клееная. Отбор образцов. Требования при испытании. Введ. 01.01.96. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1995. 7 с.
  3. ГОСТ 99-96. Шпон лущеный. Технические условия. Введ. 01.01.98. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 2003. 23 с.
  4. ГОСТ 9625-87. Древесина слоистая клееная. Методы определения предела прочности и модуля упругости при статическом изгибе. Введ. 01.01.88. М.: Госстандарт России: Изд-во стандартов, 1993. 9 с.
  5. Ветошкин Ю.И. Конструкции и эксплуатационно-техно­ло­ги­чес­кие особенности композиционных рентгенозащитных материалов на основе древесины. Монография / Ю.И. Ветошкин, И.В. Яцун, О.Н. Чернышев; Урал. гос. лесотехн. ун-т. Екатеринбург: УГЛТУ, 2009. 148 с.

Левинский Ю.Б., Царева Т.С. (УГЛТУ), Екатеринбург, РФ
По материалам доклада на VI Международном Евразийском симпозиуме «Деревообработка: технологии, оборудование, менеджмент XXI века», Екатеринбург, РФ, 2011 г.

Найдите все свои архитектурные решения через OKNA.ua: Нажмите здесь чтобы зарегистрироваться. Вы производитель и хотите наладить контакт с клиентами? Кликните сюда.

Новое и лучшее