Файл: Композиционные строительные материалы различного назначения, сырье и технология их производства.docx
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 70
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Древесно-цементные композиционные материалы: арболит, королит, фибролит, ксилолит, цементно-стружечные плиты.
Арболит (деревобетон) – разновидность бетона, состоящая из смеси органических целлюлозосодержащих заполнителей растительного происхождения (дроблёных отходов деревообработки, костры конопли, льна, сечки стеблей хлопчатника, камыша и т.д.) – 80-90% объема, минерального вяжущего (обычно портландцемента), химических добавок и воды. Технологический процесс производства арболитовых изделий и конструкций: дробление и подготовка заполнителя по гранулометрическому составу, его обработка, приготовление химической добавки, дозировка компонентов арболита, приготовление арболитовой смеси, укладка её в формы и уплотнения, термообработка сформованных изделий, вызревание при положительных температурах и транспортирование изделий на склад.Изделия из арболита поддаются сверлению, обработке режущим инструментом и оштукатуриванию. В них можно забивать гвозди и ввинчивать шурупы. Они трудносгораемы, не разрушаются в воде, морозо- и биостойки, негигроскопичны и малотеплозвукопроводны. Долговечность (срок эксплуатации 20-40 лет). Из недостатков – пониженная влагостойкость (влажность воздуха в помещении не более 60%). Арболит применяется в виде готовых строительных блоков или плит для возведения самонесущих стен или внутренних перегородок зданий, а также в качестве теплоизоляционного и звукоизоляционного материала (стеновые панели, блоки, плиты, покрытия для совмещенных кровель).
Королит – разновидность арболита, полученная из смеси окорки, обработанной химическими веществами, цемента и воды. Технология производства аналогична арболиту.
Фибролит (фибролитовые плиты) изготовляют из смеси специально нарезанной древесной стружки, портландцемента, химических добавок и воды. Технологический процесс производства цементного фибролита: поступающую на производство древесину окоривают, после чего направляют на склад для выдержки (на несколько месяцев). На складе её разрезают на чураки длиной
500 мм, из которых затем на древошёрстных станках изготовляют древесную шерсть – узкие и тонкие полоски древесины. Древесную шерсть пропитывают раствором минерализатора и смешивают в определённом соотношении с цементом, получая шихту, которую затем укладывают в формы, прессуют и выдерживают в течение определённого периода времени. Цемент схватывается и достигает прочности, при которой извлекаемые из формы плиты не разрушаются. У извлечённых плит обрезают неровности боковых и торцевых кромок. После этого плиты отправляют для дальнейшего вызревания и сушки (летом плиты складируют в цехе, зимой и осенью – в сушилке). По окончании сушки их рассортировывают и отправляют потребителям. Фибролит применяют их в качестве теплоизоляцонного, конструкционно-теплоизоляционного и акустического материала в строительных конструкциях зданий и сооружений с относительной влажностью воздуха в помещении не выше 75 %. Фибролитовые плиты относятся к трудносгораемым и биостойким материалам.
Ксилолит – разновидность лёгкого бетона, состоит из мелких древесных и иных целлюлозосодержащих отходов - опилок, древесной муки, шлифовальной пыли, отходов зернопроизводства на магнезиальном вяжущем (тонкоизмельченный каустический магнезит). Технология производства: в растворомешалку загружают и в ней перемешивают магнезиально-каустический цемент, в полученную массу добавляют и замешивают опилки. Общая продолжительность цикла равняется 3,5 мин. Готовая масса выгружается в объёмный дозатор, откуда выдаётся в формы. Прессуются на гидравлических прессах. Для ускорения процесса твердения подвергаются двум циклам термообработки продолжительностью 24 ч. Выщелачивают избыточную соль магния, сушат (температура 60-70 градусов). Подвергают механической обработке: фрезеруют, шлифуют для придания изделиям точных размеров, правильной формы и хорошего внешнего вида. Ксилолитовые плиты благодаря высокой прочности и совершенно незначительному истиранию применяются на текстильных и прядильных фабриках, на пищевых, винодельческих и консервных производствах; в помещениях с интенсивным движением – в вестибюлях клубов, кинотеатров, столовых, в коридорах школ, детских садов, больниц, во взрывоопасных помещениях там, где необходимо иметь неискрящие полы.
Цементно-стружечные плиты – листовой материал, обладающий высокой прочностью, влагостойкостью, трудной сгораемостью, биостойкостью, отсутствием токсичности, лёгкостью обработки. Эти свойства позволяют использовать ЦСП в качестве обшивки ограждающих конструкций (плит покрытий и перекрытий, панелей стен и перегородок). Применяются в качестве материала для огнестойких дверей, потолочной облицовки и подвесных потолков, для элементов фронтонов, крыш, полов и вентиляционных каналов.
Процесс производства ЦСП включает следующие технологические стадии: хранение древесного сырья на лесобирже; нарезание стружки; гомогенизацию стружки в дробилках; приготовление цементно-стружечной смеси; фракционирование стружки, формование пакетов плит; прессование, отверждение плит, созревание, кондиционирование, конечную отделку (шлифование, отделка поверхностей лакокрасочными материалами).
2.2 Древесно-полимерные композиционные материалы: древесно-стружечные плиты (ДСП), древесноволокнистые плиты (MDF-панели), древесно-слоистые панели (ОSВ – ориентированно-стружечные плиты), LVL (ЛВЛ)-брус
Древесно-полимерные композиционные материалы (ДПК) – искусственные многокомпонентные материалы, состоят из древесных структурных элементов, соединённых друг с другом полимерной матрицей. Подразделяются на древесно-стружечные плиты (ДСП), древесноволокнистые плиты (MDF-панели), древесно-слоистые панели (ОSВ – ориентированно-стружечные плиты), LVL (ЛВЛ)-брус. Для изготовления ДСП используют специально изготовленную стружку, которую получают на стружечных станках, стружку-отходы и опилки. Для изготовления плит используют связующие на основе органических смол. Технологический процесс производства ДСП включает следующие основные операции: складирование древесины и сортировку древесного сырья по видам и породам; гидротермическую обработку и окорку древесины; разделку древесного сырья по длине и диаметру; измельчение древесины; измельчение стружки, сушку измельчённой древесины; сортировку измельчённой древесины; приготовление рабочего раствора смолы, отвердителя и добавок; дозирование и смешивание компонентов связующего, гидрофобных и антисептических добавок и измельчённой древесины; формирование стружечного ковра или пакетов; подпрессовку (предварительное уплотнение) стружечного ковра или пакетов; прессование плит; обрезку по формату, выдержку; калибрование и шлифование плит; сортировку и складирование плит. Древесностружечные плиты применяют в строительстве для отделки помещений, устройства ограждений, оснований под полы и для звукоизоляции. Из-за низкой влагостойкости применять плиты в помещениях с повышенной влажностью не рекомендуется. Древесностружечные плиты, полученные на малотоксичных смолах разных типов, используют для устройства встроенных шкафов, антресолей, перегородок.
Древесноволокнистые плиты (ДВП) – листовой материал, изготовленный в процессе горячего прессования или сушки массы из древесного волокна, сформированного в виде ковра. Древесные волокна – это мелкие древесные частицы, представляющие собой отдельные клетки, их обрывки или группы клеток древесины. ДВП изготовляют из неделовой, в основном низкокачественной древесины и древесных отходов. Наиболее распространенным видом ДВП является MDF-плита - это древесноволокнистая плита средней плотности, изготовленная из высушенных древесных волокон, обработанных синтетическими связующими веществами и сформированных в виде ковра, с последующим горячим прессованием и шлифовкой. Лицевая поверхность панелей отделывается либо лакированным шпоном из ценных пород дерева, либо соответственным образом окрашенной и покрытой меламином бумагой, а также бумагосмоляной плёнкой, плёнкой ПВХ (поливинилхлорид). Технологический процесс производства MDF включает:
1. Переработка сырья (используется круглая древесина) – получение стружки. Используются комплексные линии подачи сырья и оборудование для его переработки, включая: окорочные станки, рубительные машины, системы транспорта и сортировки щепы и коры.
2. Подготовка древесного волокна:
– промыв стружки. Для максимального освобождения от примесей;
– пропаривание стружки. Для разделения на волокна.
3. Сушка.
4. Система подготовки смол.
5. Просеивание и кондиционирование волокна. Предназначено для удаления из потока волокна посторонних включений.
6. Формирование ковра.
7. Подпрессовка и сбор отходов.
8. Прессование.
Используются одноэтажные линии прессования малой и средней мощности для MDF (с электронным контролем толщины и встроенной системой общего контроля) или многоэтажные линии для MDF (средней и большой мощности, с механическим или электронным контролем толщины и встроенной системой общего контроля); системы загрузки с транспортёром, предварительными загрузчиками.
9. Транспортировка, промежуточный склад и финишная обработка плит MDF:
– транспортировка. Транспортировка плит является одним из ключевых процессов в производстве плит MDF;
– разгрузка пресса. Разгрузка пресса начинается с обрезки кромок, которая отслеживает траекторию перемещения плит и обеспечивает минимизацию отходов, образующихся при обрезке. Происходит непрерывное обрезание кромок с помощью пилы для поперечной резки.
10. Шлифование, нанесение покрытий и другие формы конечной обработки значительно повышают конечную стоимость плит.
11. Раскрой по размерам и штабелирование. Используются системы для конечного раскроя плит в размер как в продольном, так и в поперечном
направлении. После поперечной распиловки производится штабелирование плит.
12. Упаковка штабелей в плёнку и обвязка лентами.
Область применения MDF-плит: в основном для фасадных элементов и для корпусов мебели.
П о л о ж и т е л ь н ы е с в о й с т в а MDF-панелей::
– влагостойкость, допускающую, к примеру, периодическую влажную уборку. Тем не менее панели MDF не рекомендуется устанавливать в помещениях с постоянно высоким уровнем влажности воздуха, за исключением их водостойких модификаций;
– прочность. Панели MDF обладают прочностью, практически равной прочности древесины и значительно более высокой, чем прочность ДСП,
поэтому применяются в создании конструкций функционального и декоративного назначения;
– низкая цена. Стоимость ламинированной панели MDF толщиной 16 мм
дешевле натурального дерева;
– долгий срок службы. Поверхности панелей сохраняют свою форму при перепадах температур, особые пропитки защищают их от грибка, насекомых и плесени. Прочное покрытие не требует периодической окраски или лакировки и, при условии соблюдения инструкции по эксплуатации, прослужит несколько десятилетий;
– декоративная отделка (создают большие возможности в построении интерьеров);
– простой монтаж. Панели MDF легко устанавливать – для этого не требуется какая-то специальная подготовка и инструмент. В случае повреждения фрагмента отделки MDF-панелями, его просто заменить новым, т.к. заводские размеры стандартны;
– лёгкая обработка. Высокая плотность плит MDF допускает фрезерную обработку, с созданием разнообразного рельефа.
О т р и ц а т е л ь н ы е с в о й с т в а :
– большой вес. В отличие от древесины аналогичной ширины плиты
MDF более увесисты;
– необходимость сверления отверстий. Вбить гвоздь или вкрутить шуруп в MDF будет практически невозможно, требуется предварительное высверливание отверстия под крепление;
– недостаточная несущая прочность. Если для вертикальных стоек плиты MDF вполне подходят, то для горизонтальных не особо – длинные книжные полки, к примеру, из таких плит лучше не устраивать;
– содержание формальдегидных смол. Несмотря на заявляемую некоторыми производителями экологичность, это не совсем так. Да, класс эмиссии MDF низок и практически равен природной древесине, но выделение формальдегида всё же присутствует.
ОSВ (ориентированно-стружечная плита) – это плотная спрессованная трёхслойная древесная плита из крупной ориентированной щепы хвойных пород среднего и низкого качеств. Плита состоит из трёх слоёв: в наружных (верхнем и нижнем) слоях щепа расположена продольно, а во внутреннем слое – поперечно. Каждый слой проклеен водостойкими смолами и спрессован под воздействием высокого давления и температур. В результате этой технологической особенности плиты ОSВ приобретают водостойкость, упругость и устойчивость к растяжению и строительным нагрузкам. ОSВ изготавливаются методом горячего прессования древесной щепы, смешанной со связующим материалом. Брёвна сначала сортируют, затем проводят специальную обработку и окаривают. Затем брёвна строгают вдоль волокон в целях максимального сохранения прочности структуры древесины для получения щепы. Плиты ОSВ изготовляют только из частиц размером 75-150 мм в длину, 10-25 мм в ширину и 0,5-0,75 мм в толщину. Более мелкие фракции (20-30 % общего выхода) либо сжигают, либо используют в производстве ДСП и MDF. Далее полученную щепу сушат и пропитывают водостойкими смолами с добавлением синтетического воска. Применение воска обеспечивает высокое качество продукции. Затем щепу укладывают конвейерным способом в двух направлениях, создавая так называемый ковёр. В наружных слоях плиты стружка будет ориентирована по длине, а во внутреннем – поперёк. После этого ковёр прессуют на многоярусном прессе при воздействии высоких температур и давления. В заключение полотно плиты ОSВ разрезают на стандартные форматы и шлифуют.
Характеристики современных OSB-плит имеют довольно высокие показатели:
- высокая прочность; однородность структуры; гибкость и лёгкость; влагостойкость; простота в обработке; очень высокая звукоизоляция и теплоизоляция; способность прочно удерживать гвозди и шурупы (физико-механические показатели у OSB в 2,5 раза выше, чем у ДСП); стойкость к механическим повреждениям и химическому воздействию; антисептичность – специальные добавки при изготовлении препятствуют размножению грибка и плесени; соответствие экологическим и гигиеническим; неизменность заданных форм в процессе эксплуатации на протяжении длительного срока эксплуатации. OSB-плита имеет все положительные качества натуральной древесины, но в отличие от неё ориентированно-стружечная плита лишена таких недостатков, как нестабильность формы в зависимости от влажности, гигроскопичности и возникновения всевозможных дефектов в процессе эксплуатации. Области применения OSB-плит: обшивка стен, крыш и потолков; черновые и мозаичные полы; мебельные каркасы и рекламные щиты; заменитель пиломатериалов и фанеры; заборы и временные ограждения; плиты, облицованные шпоном; использование для декоративных целей и отделки интерьеров благодаря оригинальной текстуре поверхности; изготовление конструктивных элементов мебели (где необходима механическая прочность выше, чем у обычного ДСП), стеллажей, полок, многоразовой и долговечной упаковки (ящики, обкладки, поддоны).