Технология производства клееных деревянных конструкций

Технология производства клееных деревянных конструкций

Изготовление деревянных клееных конструкций включает следующие основные производственные процессы: подготовку пиломатериалов; приготовление и нанесение клеев; запрессовку и склеивание; механическую обработку и защиту.

Подготовка материалов

Основными материалами несущих деревянных клееных конструкций являются пиломатериалы хвойных пород согласно ГОСТ 8486—66, поставляемые преимущественно в рассортированном виде. Размеры пиломатериалов выбираются исходя из необходимых проектных размеров конструкций с учетом запасов на механическую обработку и сушку.

Сушка пиломатериалов является одной из основных операций технологического процесса изготовления клееных конструкций, и в значительной мере определяет их эксплуатационную прочность. Сушка должна довести пиломатериалы до заданной влажности.

Пиломатериалы, предназначенные для изготовления несущих конструкций, рекомендуется сушить комбинированным способом, включающим предварительную атмосферную сушку до влажности около 20% и камерную сушку до влажности 8. 12%. Особое внимание следует уделять правильному формированию штабелей перед сушкой. Укладка в штабель должна соответствовать типу камеры и обеспечивать равномерное омывание агентом сушки всего материала, сохранение пиломатериалом первоначальной формы и предохранять его от коробления. Внутренние напряжения и уменьшение прочности древесины после сушки не допускаются.

Сортировка пиломатериалов производится для отбора древесины требуемого качества в соответствии с категориями элементов деревянных конструкций. Ранее при поставке пиломатериалов в нерассортированном виде применялась визуальная и машинная сортировка по качеству древесины. Сейчас все больше начинают использовать силовую сортировку пиломатериалов. При этом выход высших сортов пиломатериалов увеличивается, за счет чего достигается экономия древесины до 20%.

Механическая обработка включает поперечно-продольный раскрой досок и фрезерование поверхностей перед склеиванием. На современных заводах эти операции проводятся на автоматических и полуавтоматических линиях, состоящих из специализированных станков. Механическая обработка заготовок производится в пределах припусков на обработку, значение которых регламентируется ГОСТами. После механической обработки подлежащие склеиванию поверхности должны предохраняться от загрязнения, увлажнения или пересушивания.

Приготовление и нанесение клеев

Для приготовления клеев должны применяться дозированные взвешиванием компоненты, удовлетворяющие требованиям соответствующих ГОСТов. Состав клеев приведен в [3]. Перед приготовлением компоненты клеев тщательно перемешиваются.

Нанесение клея — важная операция в технологии изготовления конструкций. Она определяет расход клея и качество склеивания. Наиболее высокое качество достигается при двустороннем нанесении клея. Максимальная прочность обеспечивается определенной толщиной клеевой прослойки (0,1. 0,2 мм), что контролируется расходом клея (0,25. 0,35 кг/м 2 ).

Клей наносят вальцовыми клеенаносителями, способами контактного (для высоковязких клеев) и бесконтактного (при изготовлении крупногабаритных элементов) налива, воздушным распылением (для маловязких клеев).

Запрессовка и склеивание

После нанесения на заготовки клея производится сборка элементов (или конструкций) из заготовок, транспортирование их к запрессовочным устройствам, запрессовка и выдержка под давлением до необходимой прочности клеевых соединений.

Учитывая ограниченную жизнеспособность клея, продолжительность сборочных операций должна быть минимальной и составлять по времени 40. 50% жизнеспособности клея. Продолжительность сборочных операций состоит из открытой выдержки (время с момента нанесения клея до контакта поверхностей) и закрытой выдержки (время с момента контактирования поверхностей до запрессовки). Наиболее оптимален процесс, при котором заготовки сразу же после нанесения клея контактируют и запрессовывают.

В процессе запрессовки конструкции склеиваются под давлением, обеспечивающим полный равномерный контакт поверхностей по всей площади склеивания.

При массовом изготовлении однотипных конструкций с небольшой шириной клеевых прослоек (до 120 мм) запрессовку осуществляют в прессовых установках непрерывного действия с применением высокочастотного нагрева.

При изготовлении большепролетных конструкций криволинейного очертания сборку целесообразно производить непосредственно в ваймовых запрессовочных устройствах или применять гвоздевую послойную запрессовку.

Действующими нормативными документами предусматривается запрессовка при давлении от 0,03 до 0,1 МПа в зависимости от вида клея, его вязкости и других свойств.

Режим склеивания подразумевает необходимые температуру и время выдержки до достижения клеевым соединением требуемой прочности. Для ускорения технологического процесса изготовления установлена разборная прочность, равная не менее 50% расчетной для прямолинейных и не менее 70% — для криволинейных элементов (конструкций).

При склеивании в нормальных условиях (t=16. 20° С) время отверждения определяется свойствами клеев, но всегда довольно продолжительно (до 10 ч для прямолинейных элементов и до 20 ч для криволинейных элементов). Ускоряется склеивание применением контактного и высокочастотного нагрева.

Механическая обработка и защита ДКК

Механическая обработка необходима для доведения элементов и конструкций до проектных размеров и придания им соответствующего внешнего вида. Обработка включает фрезерование пластей элементов, боковых граней, торцовку и сверление отверстий под болты, продольную прямолинейную и криволинейную распиловку для получения из одного заготовочного блока двух одинаковых или разных элементов.

Защита деревянных клееных конструкций от увлажнения, биоповреждений и возгорания необходима для несущих конструкций. Наиболее эффективны покрытия, обеспечивающие комплексную защиту древесины. Однако арсенал таких составов пока невелик, поэтому используют систему защитных составов Сначала древесину пропитывают водорастворимыми составами, защищающими ее от гниения (паста на латексе ПАЛМ-Ф, водный раствор фтористого натрия, кремнефтористый аммоний) и возгорания (состав ППЛ, перхлорвиниловая эмаль ПХВО). После подсушки поверхности обрабатывают защищающими средствами от увлажнения (пентафталевая эмаль ПФ-115, алкидно-карбамидная эмаль МЧ-181, лаки и др.). Вид и технология обработки приводятся на рабочих чертежах со ссылкой на нормативные документы и технические условия.

Читайте также:  Ксамиол бич албания цены

Производства и поставщики

В нашей стране в 70-80 – х годах действовало свыше двадцати деревообрабатывающих комбинатов, выпускающих клееные деревянные конструкции – в Вельске, Волоколамске, Соликамске, Вологде и других городах. На сегодняшний день реальным выпуском широкого ассортимента клееных деревянных конструкций, в том числе и гнутоклееных балок, могут похвастаться от силы пять заводов – в Ленинградской области, Московской и Нижегородской областях, а также в Сибири и на Урале. Решительную конкуренцию нашим составляют коллеги из-за рубежа, поставляющие высококачественные конструкции из клееной древесины, а также LVL.

Мы поставляем клееные деревянные конструкции высокого качества, а также оказываем услуги по проектированию и монтажу:

Технология изготовления

Изготовление большепролетных деревянных конструкций связано с жесткими параметрами построения технологической цепочки, обеспечения температурно-влажностных параметров в цеховых помещениях, неукоснительного соблюдение режимов сушки пиломатериалов, склеивания конструкций. Контроль качества должен быть предусмотрен на всех этапах. Только применение высококлассного оборудования и соответствующих технологий дает возможность получать максимально прочный строительный материал. В иных случаях, при попытках организации выпуска БДК на кустарных производствах, уже через год у этой продукции наблюдаются растрескивания и потеря эксплуатационных характеристик.

Производство клееного бруса – основной и самый ответственный этап изготовления деревянных конструкций. Он состоит из нескольких стадий, цель и особенности которых рассмотрим подробнее:

1. Сушка пиломатериалов

Цель – удаление влаги из древесины для достижения требуемого уровня влажности. Свежесрубленное дерево изначально содержит в себе много влаги, которая ухудшает ее свойства. Сухой пиломатериал податлив в обработке, более прочен, весит меньше чем влажный и обладает высокой износостойкостью.

Метод: различают два вида сушки пиломатериалов – естественная (атмосферная) и искусственная. На современных производствах используют сушильные камеры с автоматизированным управлением, позволяющие отслеживать все необходимые параметры: температурный и влажностный режимы, время на сушку и т.п.

2. Фрезерование и продольное сращивание

Цель: произвести заготовку необходимой длины

Метод: технология предусматривает сращивание в длину короткомерных деталей (с удаленными дефектами после тщательной сортировки) что позволяет получать ламели необходимой длины.

3. Строгание

Цель: подготовка ламелей к склеиванию, путем создания однородной плоской поверхности.

Поверхность древесины имеет свойство «стареть», со временем на необработанной поверхности поднимается ворс, что сопровождается снижением адгезионных свойств (способности к склеиванию) древесины, увеличению расхода клея и повышению толщины клеевого слоя. Поэтому строгание ламелей должно производиться максимум за 24 часа до их склеивания.

4. Склеивание

Цель: формирование клееного бруса путем склеивания ламелей

Сортированные по качеству и месту выпиловки из бревна ламели обеспечивают максимальную геометрическую устойчивость бруса за счет различного направления волокон в смежных слоях. При формировании бруса ламели укладывают так, чтобы в качестве лицевых не использовались сердцевинные доски, ориентированные сердцевиной наружу.

5. Прессование и сушка

Цель: технологическая выдержка склеенных деталей под давлением, для завершения процесса формирования клеевого слоя.

6. Строгание, обработка в размер и отделка

Цель: получение готового изделия — клееной деревянной балки или клееного бруса и последующий монтаж конструкций на основе клееной древесины

Клееные деревянные конструкции представляют собой продукт глубокой обработки древесины для получения конструкционных материалов с заданными характеристиками. Несмотря на то, что технология не нова, в современных производственных условиях она стала популярной благодаря ряду достоинств и уникальных качеств.

Мы хотим рассмотреть особенности и разновидности клееных конструкций.

Деревянные клееные конструкции активно используются в современном строительстве.

Материалы из клееной древесины

Особенности и разновидности

Строительство деревянных домов из клееного бруса и панелей вышло на новый уровень.

Технология производства материалов из клееной древесины появилась давно. Её появление было обусловлено тем, что потребность в качественном массиве нужных размеров и свойств стремительно росла, тогда как возможности природных ресурсов оставались ограниченными. Особенно остро встала проблема получения габаритных элементов для строительства несущих и ограждающих конструкций.

Гнутоклееные деревянные конструкции широко применяются в стропильных системах.

Читайте также:  Ручка кисть для акварели

Наиболее простым и очевидным решением вопроса оказалась технология склеивания пиломатериалов в монолитный массив.

Путем различных схем соединения разнообразных деталей появилась возможность производства таких изделий:

  • Клееный брус . Один из наиболее популярных сегодня материалов, который способен заменить массивный брус при строительстве деревянных домов, бань, каркасных сооружений и т.д. Отличается более высокими техническими характеристиками при сохранении экологических и эстетических качеств;
  • Деревянные клееные балки . Отличаются от бруса размерами и несущей способностью, используются для строительства опор, перекрытий, сложных стропильных систем фигурных крыш и навесов, складских и производственных помещений. По своим характеристикам не уступают, а в некоторых показателях – превосходят бетонные и стальные аналоги;
  • Деревянные клееные панели . Представляют собой ограждающие и несущие стеновые конструкции, а также плиты перекрытий, получаемые путем перекрестного склеивания деревянных ламелей. Отличаются повышенной энергоэффективностью, экологичностью, сейсмоустойчивостью и многократно превосходят по качеству железобетонные плиты;
  • Изделия для столярного и мебельного производства, в том числе деревянные клееные щиты, плиты ДСП, МДФ, OSB, ДВП, фанера и т.д.

Строительство дома из клееных панелей.

Производство плит из отходов деревообработки – более поздняя технология, которая стала возможной с появлением эффективных способов лущения, измельчения, шпонирования и прессования древесины, а также с развитием химической промышленности для получения новых клеевых составов.

Основной особенностью клееных конструкций является предсказуемость их свойств. Дело в том, что массивная древесина не вполне монолитна по своим техническим характеристикам и имеет неоднородную структуру, более того, в ней попадаются сучки, трещины и прочие дефекты. Также следует помнить о значительных внутренних напряжениях, которые приводят к сквозным трещинам, кручению и прочим деформациям.

Составленный из ламелей деревянный брус-клееный брус не подвержен растрескиванию и деформациям.

В случае клееных материалов большинство из этих недостатков минимизировано или вовсе исключено. Они не дают значительной усадки, не трескаются и не деформируются, хуже проводят тепло, не боятся сырости, огня и гниения. При этом их конструкционные характеристики значительно превосходят массивные изделия, в том числе клееные изделия имеют повышенную прочность на сжатие и изгиб, несущую способность, упругость и долговечность.

Составленные из бруска деревянные щиты.

Важно! Материалы из склеенной древесины сохраняют присущие дереву эстетические и экологические качества, при этом имеют улучшенные технические и эксплуатационные характеристики.

Технология производства

Процесс производства большепролетных конструкций.

Производство клееных материалов может отличаться в зависимости от типа и назначения изделий, однако общая технология примерно однотипна.

Рассмотрим её на примере клееного бруса:

  1. Бревна освобождают от коры и распиливают на доски или ламели, которые сортируют по размерам и качеству;
  2. Отсортированные ламели отправляют в специальные камеры для сушки, в результате которой влажность доски может составлять от 8 до 18 % в зависимости от породы древесины и типа применяемого клея. Сушка исключает дальнейшую усадку изделий;
  3. Высушенная доска строгается, а затем сортируется по прочности согласно DIN 4074-S Далее маркируются участки с дефектами – трещинами, сучками, скошенными или неровными кромками, которые выторцовываются. Применяется визуальный и машинный контроль качества;
  4. Торцы ламелей различной длины фрезеруют под зубчатый профиль и соединяют «на ус» с помощью клея и прессования, добиваясь необходимой длины;
  5. С помощью клеенаносящей машины на плоскости досок наносят специально подобранный клей. Чаще всего используют меламиновый, резорциновый, полиуретановый и EPI-клей;
  6. Проклеенные ламели собирают в пакеты по форме будущего бруса и прессуют;
  7. После застывания клея полученный брус профилируют с помощью строгания и фрезеровки;
  8. В конце нарезают детали необходимой длины, в которых делают всевозможные узлы соединения и монтажные отверстия, врубки и чаши.

На фото – процесс нанесения клея с помощью специальной машины.

Особое внимание уделяется клеевым составам. Они не должны представлять токсикологической опасности, иметь в составе канцерогенные вещества и прочие ядохимикаты. Допускается содержание формальдегидных смол, при этом эмиссия формальдегида контролируется согласно ГОСТ 30255-95 и ЕN 717-1.

Используемые клеи имеют такие особенности:

Наименование клея Особенности
Меламиновый Применяется для производства большепролетных конструкций в России и Европе. Клеевой шов прозрачный
Резорциновый Применяется в Японии и США для производства всевозможных конструкций, чаще всего – наружных и предназначенных для условий повышенной влажности. Клеевой шов темный
EPI-система Применяется в России и Японии для производства элементов малоэтажного строительства
Полиуретановый Современный быстроотверждаемый клей, который дает прозрачный шов и позволяет склеивать древесину при влажности 18%. Повышает производительность и эффективность производственных линий

Фрезеровка бруса на станке.

Важно! В результате использования натурального сырья и современных клеевых составов удается создавать не только прочные и качественные, но и абсолютно безопасные для человека изделия.

Большепролетные конструкции

Инструкция позволяет использовать БКДК для строительства спорткомплексов.

Читайте также:  Выкройки сумок своими руками бесплатно

Большепролетные клееные деревянные конструкции (БКДК) – это один из наиболее популярных видов изделий. БКДК представляют собой несущие балки, арки, фермы и рамы, которые могут иметь постоянное или переменное сечение, могут быть гнутоклееными или прямолинейными.

Длина одной балки может составлять до 60 метров, а максимум, возможный на самых современных производствах, составляет 80 метров. При этом высота бруса может достигать 2.2 метров, а толщина – 1 м.

Высокая цена несущих балок компенсируется малым собственным весом и большой длиной пролетов.

Изделия данной группы успешно заменяют железобетонные и стальные аналоги и используются при строительстве спорткомплексов, аквапарков, бассейнов, теннисных кортов, выставочных центров, торгово-развлекательных комплексов, складских и производственных помещений, ангаров и т.д. В отличие от стали и железобетона БКДК не боятся коррозии, имеют незначительный собственный вес, обладают высокой огнестойкостью и длительным сроком эксплуатации.

Важно! Во время пожара клееная древесина обугливается снаружи, но при этом сохраняет несущую способность и противостоит обрушению конструкции. В тех же условиях стальные балки гнутся и плавятся, а железобетон осыпается.

Также среди преимуществ БКДК отмечают повышенную стойкость к агрессивным средам, вследствие чего они активно применяются при строительстве хранилищ различных химикатов и удобрений, химических производственных цехов и складских помещений.

Строительство навесной конструкции из БКДК.

Важно! Производство БКДК своими руками невозможно, здесь требуется высокотехнологичное современное оборудование.

Клееные панели

Строительство дома из панелей занимает минимум времени.

Клееные панели из дерева – еще один пример перспективного направления в производстве и строительстве. Технология заключается в склейке ламелей крест-на-крест до получения массивных панелей. Размеры панели могут составлять до 300 мм в толщину, 3000 мм в высоту и 12 000 мм в длину.

Далее из такой заготовки вырезают готовые элементы будущего панельного дома – стены с оконными и дверными проемами, штробами для прокладки коммуникаций, монтажными узлами. Затем детали доставляют на стройплощадку и немедленно монтируют без применения мокрых процессов. В результате значительно сокращаются затраты и сроки возведения сооружений.

Проекты деревянных домов из клееного бруса позволяют использовать панельные перекрытия.

Панели обладают повышенной теплоизоляцией, прочностью, сейсмоустойчивостью. Они могут выполнять как несущие, так и ограждающие функции, заменять перекрытия этажей и кровель. За счет натурального состава эти изделия создают максимально благоприятный микроклимат и влажностный режим в помещении.

Важно! Для производства клееных панелей используют древесину 4-5 сортов качества, которая обычно идет в отходы. Это удешевляет их изготовление и позволяет рационально использовать остатки деревообрабатывающей промышленности.

Внешняя отделка панельного дома.

Строительство деревянных панельных домов является отличным решением для среднего класса потребителей. При сравнительно невысокой стоимости получается экологически чистое, красивое и весьма комфортное жилье, отвечающее всем современным стандартам, принятым в странах Западной Европы.

Возможность прокладки всех коммуникаций внутри стен облегчает внутреннюю отделку. Изделия класса «люкс» имеют поверхность мебельного качества, которая по желанию заказчика может быть фрезерована под брус или вагонку. Обычные панели можно отделать гипсокартоном, деревом или покрыть декоративной штукатуркой.

Элементы кровли также выполнены из панелей.

Наружная фасадная отделка предполагает использование штукатурок по сетке или навесных конструкций, таких как блокхауз, вагонка, сайдинг или фасад из искусственного камня. После возведения коробки и подводки коммуникаций можно сразу приступать к внутренней и внешней отделке, так как материал не дает усадки и не подвержен деформациям.

Строительство дома площадью 250 м² занимает в среднем около 3-х суток, при этом отсутствие мокрых процессов исключает остаточную строительную влажность и позволяет сразу приступать к отделочным и прочим внутренним работам. Таким образом, в течение стандартного отпуска можно полностью построить дом своей мечты и даже успеть в него переехать.

Высокая упругость и гибкость конструкций позволяет реализовать нестандартные решения.

Важно! Стоимость строительства одного квадратного метра современного дома из деревянных панелей составляет примерно 1000 долларов США.

Вывод

Деревянные клееные конструкции – это технология будущего, которая позволит строить экологически безопасные, прочные, долговечные и комфортные дома. Во многих развитых странах строительство жилья и общественных зданий уже сегодня практически не обходится без применения этой технологии.

Смотрите видео в этой статье для наиболее полного впечатления.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector