Древесные материалы - конструкционные, изоляционные и поделочные материалы, получаемые путём обработки натуральной древесины давлением при повышенных температурах, пропиткой связующими веществами (например, синтетической смолой), склеиванием и т.д.
По сравнению с натуральной древесиной древесные материалы обладают улучшенными эксплуатационными свойствами, менее анизотропны. В древесину прессованную, пропитанную, клеёную слоистую, древесные пластики и плиты.
К древесным материалам иногда относят лесоматериалы и пиломатериалы.
Древесноволокнистые плиты
Древесноволокнистые плиты (ДВП) - конструктивный древесный материал, изготовляемый измельчением и расщеплением древесины (или др. растительного сырья) в волокнистую массу, отливкой из нее плит, их прессованием и сушкой.
Различают древесноволокнистые плиты: сверхтвердые, твердые, полутвердые, изоляционно-отделочные и изоляционные. Производство древесноволокнистых плит быстро развивается благодаря обилию и дешевизне основного сырья: неделовой древесины (дровяной), отходов деревообработки, бумажной макулатуры, стеблей тростника и сельскохозяйственных отходов (соломы, костры и др.). Для улучшения эксплуатационных свойств строительного материала вводят добавки: гидрофобизующие вещества (парафин, канифоль), вещества, повышающие прочность (синтетические смолы), антисептики.
Существуют 2 способа производства древесноволокнистых плит: мокрый — без добавки связующего вещества, и сухой, требующий введения в измельченную древесину 4—8% синтетической смолы. При сухом способе волокнистая масса перед формованием подсушивается.
Применяют 3 способа получения волокнистой массы: термо-механический — с использованием дефибраторов и рафинеров, механический — с размолом на дефибрерах, и химико-механический, при котором размолу предшествует варка сырья в щелочных растворах. В волокнистую массу для придания водостойкости вводят различные эмульсии (парафиновые, смоляные, масляные) и осадители (сернокислый алюминий). Плиты формуются на отливочных машинах.
Влажность плит после отливок достигает 70%. Поэтому изоляционные плиты поступают на сушку, а твердые и полутвердые прессуют в горячих многоэтажных прессах (t 135—180°С). Твердые и сверхтвердые плиты затем проходят «закалку» при t 150—170°С с последующим увлажнением до 5—7% (по массе).
Сверхтвердые имеют объемную массу не менее 950 кг/м3; твердые — не менее 850 кг/м3; полутвердые — не менее 400 кг/м3; изоляционно-отделочные — 250—350 кг/м3; изоляционные — до 250 кг/м3. Размеры плит (в мм): длина от 1200 до 3600, ширина от 1000 до 1800, толщина от 3 до 8мм.
В развитых зарубежных странах изготовляют комбинированные плиты, представляющие собой сочетание нескольких видов плит (например, ультрапористые древесноволокнистые плиты с объемной массой 65—80 кг/м3, облицованные твердыми плитами и др.). Поверхность древесноволокнистой плиты с лицевой стороны может быть отделана древесной массой тонкого помола с наполнителем и красителем, бумажными пластиками, полимерными пленками.
Древесноволокнистые плиты применяют в жилищном и промышленном строительстве для теплозвукоизоляции кровли, междуэтажных перекрытий, стен, для отделки помещений и др.
Особенно широко используют их в малоэтажном, поселковом и сельском строительстве, в стандартном домостроении, а также в производстве мебели и тары. Изготовление древесноволокнистых плит — один из перспективных способов использования древесных отходов и неделовой древесины.
Древесностружечные плиты
Древесностружечные плиты (ДСП) изготавливаются горячим прессованием древесных частиц (древесной стружки) со связующим веществом. В качестве связующего применяют мочевино-формальдегидные, фенол-формальдегидные и др. смолы. Использование древесностружечных плит в различных отраслях промышленности определяет разнообразие в требованиях к плитам, что обусловливает большое количество их разновидностей.
Древесностружечные плиты классифицируют по способу прессования, конструкции, виду измельчённой древесины, применяемому связующему, облицовочному материалу и др.
По способу прессования различают плиты плоского прессования и экструзионные, то есть полученные выдавливанием. Первые изготовляют с приложением прессующего усилия перпендикулярно плоскости плиты, а вторые — параллельно ей.
По конструкции плиты плоского прессования выпускаются одно-, трёх-, пяти- и многослойными; экструзионные — однослойными сплошными и с внутренними каналами. В однослойных плитах размеры древесных частиц и содержание связующего одинаковы по всей толщине плиты. В трёх- и пятислойных плитах один или оба наружные слоя (с каждой стороны) изготовляют из более тонких частиц и с повышенным содержанием связующего по сравнению с внутренними слоями. Такие плиты имеют гладкую поверхность и обладают высокой прочностью.
Древесностружечные плиты выпускают необлицованные и облицованные (одним или двумя слоями лущеного или строганого шпона, бумагой, пропитанной синтетическими смолами, синтетической пленкой и др.).
Древесностружечные плиты изготовляют шлифованные и нешлифованные.
Основные размеры плит (мм): плоского прессования — длина 2500—3500; ширина 1220—1750; толщина 10—25; экструзионные — длина 2500; ширина 1250; толщина 15—52.
Физико-механические свойства древесностружечных плит в основном зависят от объемной массы, формы и размеров древесных частиц, количества и качества связующего, конструкции и др.
Такие плиты более биостойки, чем натуральная древесина, что объясняется наличием в составе связующих веществ Формалина.
Древесностружечные плиты широко применяют в мебельной промышленности, в строительстве и др. областях народного хозяйства.
Паркет
Паркет (франц. parquet) материал в виде небольших древесных строганых планок (клепки) для покрытия пола: паркетом называется также само покрытие (лицевой слой) такого пола. Паркет настилают обычно в жилых и общественных зданиях с небольшой интенсивностью движения; он отличается красивым внешним видом, долговечностью, малой тепло- и звукопроводностью.
Для изготовления паркета используются преимущественно твёрдые породы дерева (дуб, бук, ясень, клён, береза, вяз, ильм, граб и др.), для художественного паркета — древесина ценных пород (орех, красное дерево и др.). Различают несколько видов паркета: штучный, наборный (мозаичный), паркетные доски, щитовой (паркетные щиты).
Штучный паркет представляет собой отдельные планки длиной 150—450 мм, шириной 30—60 мм и толщиной 16 мм (для хвойных пород — 19 мм), имеющие для плотного соединения друг с другом пазы и гребни на кромках. Большой расход высококачественной древесины, высокая стоимость и значительная трудоемкость укладки ограничивают его применение в современном строительстве.
Наборный (мозаичный) паркет состоит из щитков (размером в плане 400 Х 400 или 600 Х 600 мм), собранных из мелких паркетных планок (толщиной 8—12 мм). Планки лицевой стороной наклеены на специальную бумагу, которая снимается вместе с клеем после его настилки. С нижней стороны для снижения звукопроводности пола на щитки может быть наклеен слой звукопоглощающего материала (например, резины или пенопласта).
Паркетные доски — двухслойное изделие, нижний слой (основание) которого состоит из реек или досок, изготовленных из низших сортов пиломатериалов, а верхний набирается из мелких планок высококачественной древесины. Слои соединены между собой водостойкими клеями. Кромки паркетных досок имеют пазы и гребни для соединения досок между собой при настилке пола. Размеры паркетных досок: длина 1200—3000 мм, ширина 145 и 160 мм, толщина 25—27 мм (в том числе лицевого слоя 6—8 мм).
Щитовой паркет состоит из основания в виде квадратных щитов, изготовленных из досок или древесноволокнистых плит, и наклеенного на них лицевого слоя из мелких планок твёрдых пород древесины. Размер щитов 800 Х 800 или 400 Х 400 мм при толщине 15—30 мм (толщина лицевого слоя — 8 мм).
Щитовой паркет и паркетные доски выпускаются заводами в готовом виде с лицевой поверхностью, покрытой паркетным лаком, что существенно снижает трудоёмкость настилки и стоимость пола. Срок службы паркета в значительной степени зависит от его правильной эксплуатации; для предохранения от загрязнения и износа паркет натирают специальными мастиками или покрывают паркетным лаком.
Шпон
Шпон (нем. Span, Spon — щепка, подкладка) древесный материал в виде тонких листов древесины, получаемый лущением коротких брёвен (чураков) на лущильных станках (лущеный шпон), строганием брусков на шпонострогальных станках (строганый шпон), пилением на фанеропильных станках или горизонтальных лесопильных рамах (пилёный шпон).
Пилёный шпон (толщина 1—10 мм), вырабатываемый из древесины ели, кавказской пихты и сибирского кедра, отличается наиболее высоким качеством и используется для изготовления дек струнных музыкальных инструментов. Производство пилёного шпона связано с большими потерями древесины на опилки (полезный выход из сырья не превышает 40%).
Лущёный шпон (0,1— 10 мм) вырабатывают из древесины березы, бука, дуба, ели, ольхи, осины, сосны и др. пород; это наиболее массовая разновидность шпона, широко используемая для изготовления фанеры, фанерных плит, древеснослоистых пластиков и др. видов слоистой клеёной древесины, для фанерования деталей и узлов столярных изделий, в спичечном производстве (спички, спичечные коробки), для изготовления сепараторов свинцовых электрических аккумуляторов и пр.
Строганый шпон (0,2—5 мм) вырабатывают из древесины акации, бука, дуба, ильма, каштана, ореха, тисса, ясеня, карельской берёзы, красного дерева и др. ценных пород, обладающих красивой текстурой древесины. Декоративный эффект текстуры, получаемый на разных разрезах древесины, определяет выбор направления строгания при изготовлении шпона; различают радиальный, радиально-тангентальный, тангентальный и тангентально-торцовый строганый шпон.
Для обеспечения подбора по цвету и текстуре последовательно состроганные с одного бруса листы укладывают и упаковывают в пачки (кноли) в порядке строгания. Строганый шпон применяют для фанерования столярных изделий.
Возрастающая дефицитность ценных пород древесины и трудность искусственного воспроизведения их текстуры, равноценной по декоративному эффекту натуральной древесине, делают особенно перспективными развитие производства тонкого и ультратонкого (0,08—0,15 мм) шпона ценных пород и облагораживание природной текстуры древесины рядовых пород спец. видами обработки (наклонное к продольной оси ствола строгание, волнистое строгание и лущение, коническое лущение и др.).
Фанера
Фанера (нем. Furnier, от франц. fournir – снабжать, накладывать) древесный материал, состоящий из склеенных между собой двух или более листов лущеного Шпона. Для производства фанеры используют главным образом березовый шпон, в меньшей степени ольховый, буковый, сосновый и др. пород.
Фанера – представляет собой конструкционно-отделочный листовой материал, состоящий из трех и более слоев лущеного шпона, склеенных между собой с взаимноперпендикулярным расположением волокон в смежных листах. По числу слоев шпона различают трехслойную, пятислойную и многослойную фанеру (число слоев всегда нечетное). Наружные слои шпона называют «рубашками», а внутренние – «серединками». Под лицевую «рубашку» выбирают шпон с меньшими древесными пороками, чем для внутренних слоев. Шпон получают на специальных лущильных станках путем срезания слоя древесины в виде непрерывной широкой ленты с вращающегося, предварительно распаренного кряжа и последующего раскраивания на форматные листы. Для склеивания шпона применяют водостойкие клеи (фенолоформальдегидные, карбамидные или белковые). Для получения клееной фанеры наиболее широко используют древесину березы, бука и сосны. Фанеру выпускают различной толщины и формата, плоскую и профилированную. Если толщина слоев превышает 12 мм, то такие изделия называют фанерными плитами.
Фанера является одним из распространенных отделочных материалов. Из всех известных плитных материалов на основе древесины наиболее качественным и универсальным для строительства является строительная фанера. Она издавна применялась в архитектуре интерьера и производстве мебели, а в настоящее время, благодаря специальной обработке, используется и для внешней отделки зданий. Фанерой отделывают стены и потолки по реечному каркасу, прикрепленному к железобетонным, деревянным или каменным конструкциям, при этом швы между листами обивают деревянными раскладками. Кроме того, фанеру применяют для изготовления дверей, перегородок, панелей, балок и рам.
Фанеру повышенной водостойкости, обладающую высокой прочностью и жесткостью, применяют для изготовления пространственных несущих и ограждающих конструкций, в том числе и для условий повышенной влажности, в частности, в качестве кровельного материала. Березовая фанера повышенной прочности называется бакелизированной. Ее изготовляют из листов шпона, пропитанного и склеенного фенолоформальдегидными смолами. Она имеет предел прочности при растяжении 60–80 МПа и легка как древесина. Кроме высокой прочности она обладает повышенной водо- и атмосферостойкостью. В некоторых случаях, для придания бакелизированной фанере большей прочности, между отдельными ее слоями прокладывают армирующую металлическую сетку или облицовывают лицевую поверхность металлической фольгой. Бакелизированная фанера служит, главным образом, для внутренних облицовок в общественных зданиях, в качестве наружного слоя щитовых дверей, а также для изготовления легких конструктивных элементов, эксплуатируемых в условиях повышенной влажности.
Фанера декоративная применяется как отделочный материал в архитектуре. Она облицовывается пленочными покрытиями, иногда в сочетании с декоративной бумагой, имитирующей текстуру ценных пород древесины. По характеру покрытия лицевая поверхность бывает глянцевой и полуматовой.
Древесно-слоистые пластики. Это листовые, плитные и профильные древесные материалы с улучшенными свойствами, изготавливаемые механической, термической, химической и комбинированной обработкой сырья. Древесно-слоистые пластики представляют собой листы или плиты, изготовленные из лущеного шпона, пропитанные и склеенные фенолоформальдегидным полимером под давлением в процессе термообработки. По сути это древесные пластмассы, в которых роль основного армирующего элемента – наполнителя выполняют листы лущеного шпона. Эти материалы имеют гладкую, напоминающую лакированную, поверхность с хорошо просматриваемой текстурой древесного шпона.
Они отличаются от фанеры большей плотностью и более высокими механическими свойствами. Они стойки к действию масел, растворителей, моющих средств. Применяются при отделке мебели, покрытия для полов, для изготовления многих строительных конструкций в качестве вспомогательных, крепежных и монтажных элементов – прокладки, окаймляющие ребра; вкладыши, болты, стержни и т.п. Их используют также для конструкций, к которым предъявляются требования повышенной химической стойкости, высокого сопротивления истиранию, гладкости поверхности. Они успешно заменяют во многих отраслях стройиндустрии черные и цветные металлы, дорогостоящие текстолит и гетинакс.
Фибролит – теплозвукоизоляционный материал с плотностью 300–500 кг/м3. Его изготовляют в виде плит, размером по длине – 240–300 см, ширине – 50–120 см и толщине 3–10 см из смеси специально нарезанной древесной стружки, портландцемента, химических добавок и воды. Используется в качестве теплоизоляционного, конструкционно-теплоизоляционного и акустического материала в строительных конструкциях зданий и сооружений с относительной влажностью воздуха в помещении не выше 75 %. Фибролит имеет коэффициент звукопоглощения 0,5–0,6, а теплозащитные свойства фибролитовых плит толщиной 25–30 мм соответствуют теплозащитным свойствам кирпичной кладки толщиной 355 мм. Он также морозостоек – выдерживает более 50 циклов. Фибролитовые плиты хорошо штукатурятся цементно-песчаными и гипсовыми растворами и обрабатываются режущим инструментом. Водопоглощение фибролита в два с лишним раза ниже, чем древесины. Он относится к трудносгораемым и биостойким материалам. Фибролит применяют в жилищном строительстве в качестве теплоизоляционного слоя в стеновых панелях различных конструкций, для утепления чердачных перекрытий, совмещенных кровель, карнизных панелей, вентиляционных каналов. При использовании в качестве акустического материала фибролитовые плиты лучше устанавливать на некотором расстоянии от стен или потолков, так как в этом случае увеличивается коэффициент звукопоглощения облицовки.
Фибролит является достаточно долговечным материалом, если он конструктивно защищен от непосредственных климатических воздействий слоем штукатурки или бетона. Вместе с тем, отмечается его низкая водостойкость и высокая воздухопроницаемость.
Арболит – легкий деревобетон, получаемый на минеральном вяжущем, органическом целлюлозном заполнителе растительного происхождения, химических добавках и воде. Для изготовления арболита применяют в качестве вяжущего портландцемент и его разновидности, заполнителем служат отходы лесозаготовок и деревообработки (опилки, стружка, сучья, срезки, горбыль). В отечественной практике строительства арболит стал применяться с начала шестидесятых годов ХХ в. Изделия из арболита подразделяют: по назначению – теплоизоляционные и конструкционно-теплоизоляционные; по наличию арматуры – армированные и неармированные; по наружному профилю – на гладкие, ребристые и сложного профиля; по отделке поверхностей – офактуренные цементным раствором или полимерными материалами и неофактуренные.Арболиту присущи высокая прочность, огне- и биостойкость, небольшая плотность и теплопроводность, легкость обработки режущим инструментом и гвоздимость. Плотность теплоизоляционного арболита не превышает 500 кг/м3, а конструкционно-теплоизоляционного составляет 500–850 кг/м3. Благодаря положительным свойствам арболитовые изделия нашли широкое применение в строительстве. Это стеновые панели и блоки, плиты покрытия для совмещенных кровель и плиты перекрытия, перегородочные плиты, тепло- и звукоизоляционные плиты, объемно-пространственные конструкции, монолиты. Арболит хорошо сцепляется со стальной арматурой, поэтому весьма распространены армированные конструкции и изделия из арболита.Арболит зарекомендовал себя отличным стеновым материалом. Благодаря крупнопористой структуре этот легкий бетон обладает ценными, особенно для сельскохозяйственного строительства, качествами: высокой теплоизоляцией и способностью поддерживать осушающий режим в помещениях. Широкое применение арболита в строительстве дает возможность решить один из наиболее важных вопросов экономики строительства – снижение массы зданий, уменьшение трудоемкости и стоимости строительства, улучшение качества возведения объектов и микроклимата помещений.
Задание 2. Выполнить конспект в тетради для практических работ.
Задание 3. Выполнить рисунок укладки паркета. На листе формата А-4 в карандаше выполнить рисунок различных способов укладки паркета.
Задание 4. Ответить на контрольные вопросы.
