1. Свойства, классификация и области применения основных видов клееных материалов

LVL (брус из клеёного шпо́на) состоит из листов лущеного шпона древесины хвойных пород с параллельным расположением волокон в смежных слоях. LVL – развивающийся, перспективный материал, обладающий превосходными свойствами и значительными преимуществами, по сравнению с традиционными материалами, применяемыми в качестве строительных конструкций.

Наиболее типичные области применения LVL: кровельные конструкции; несущие конструкции (стены, перекрытия для крыш и полов, и пр.); несущие балки мостов, шпалы, брус для профилирования и т.д.;  в домостроении для отделки внутреннего интерьера (лестницы, арки, любые декоративные элементы); изготовление мебели; балки, перемычки оконных и дверных проемов и элементы конструкций; пояса двутавровых балок; комбинированные балки; конструкции пола;

свойства: стабильность линейных размеров, отсутствие деформаций и коробления при действии влаги; высокие физико-механические показатели, невысокая плотность возможность изготавливать конструкции длиной до 18 м; LVL по значения теплоизоляционных и акустических показателей не хуже чем у массивной древесины; высокая огнестойкость; легкость обработки в условиях производства и на строительных площадках; возможность изготовления из LVL различных криволинейных изделий и элементов отделки любых радиусов изгибов; простота и надежность соединений элементов LVL, осуществляемых обычными способами.

PSL (клеённый брус из параллельных волокон древесины) - сравнительно новый клееный древесный материал. Доски и бруски изготавливают посредством склеивания параллельно расположенных полос шпона, толщина которых 2…4 мм, ширина 10…20 мм, длина от 1000 мм и более, определяется и зависит от длины чурака.

Фанера как конструкционный материал хорошо известна и нашла широкое применение в различных отраслях промышленного производства. В строительной индустрии фанера применяется в монолитном и  малоэтажном домостроении: опалубка; настил под полы; кровельные материалы; стеновые панели; перегородки и многое другое, где появляется необходимость в материале, обеспечивающем исключительную прочность и возможность изготовления крупногабаритных изделий. 

OSB – (Oriented Strand Board, ориентированно-древесно-стружечная плита) - представляет собой древесностружечную плиту из крупноразмерной стружки с ориентированными слоями, проклеенной синтетическими смолами.

Область применения OSB мебельная промышленность, строительство, изготовление упаковочной продукции. Плиты OSB, выступая в роли заменителя фанеры, применяются для каркасно-панельного строительства, наружной и внутренней обшивки стен, перегородок, полов, отделки интерьеров.

достоинствами OSB: высокая прочность и однородность структуры по всем направлениям; влагостойкость; легкость обработки; способность прочно удерживать гвозди и шурупы (физико-механические показатели у OSB в 2,5 раза выше, чем у древесностружечных плит, плотность OSB ниже, чем у древесностружечных плит и фанеры); экологическая и гигиеническая безвредность.

---

Древесностружечная плита -  материал, изготавливаемый путем горячего прессования древесной стружки, смешанной со связующим веществом. Качество древесностружечных плит оценивают следующими показателями: предел прочности при статическом изгибе, предел прочности при растяжении перпендикулярно поверхности плиты, разбухание по толщине, влажность, плотность, шероховатость поверхности плит, содержание формальдегида, удельное сопротивление выдергивания шурупа, наличие дефектов.

При применении древесностружечных плит в строительстве большое значение имеют такие показатели их свойств, как плотность, водопоглощение, гигроскопичность, огне- и биостойкость. Применяются в  строительстве древесностружечные плиты в основном для внутренней отделки помещений, изготовления дверей, подоконников, выставочных конструкций, стеллажей, для использования как основы под потолки или настила под полы.

МDF (Medium Density Fiberboard) - древесно-волокнистая плита средней плотности. Этот плитный материал представляет собой спрессованную мелкодисперсную древесную фракцию, изготовленную из высушенных древесных волокон, обработанную синтетическими связующими веществами и сформированную в виде ковра с последующим горячим прессованием. В строительстве МDF используют для изготовления погонажных изделий, черновых полов, стеновых панелей, потолков, дверей, ламинированных напольных покрытий, тавровых балок для монолитного строительства, гнутых строительных элементов, обрешетки крыш, изготовления подоконников.  

МDF обладает рядом преимуществ по сравнению с другими клееными древесными материалами: легко обрабатывается; без проблем  окрашивается и ламинируется, с помощью полиуретановых красок можно получить широкую гамму цветов;  применение в качестве связующего карбамидных смол, модифицированных меламином, обеспечивает очень низкую эмиссию формальдегида; возможность изготавливать элементы различной формы, высокий уровень шумопоглощения и звукоизоляции, обладают отличными теплоизоляционными свойствами, хорошо переносят воздействие влажного воздуха - не разбухают и не коробятся, сохранять форму при температурных колебаниях.

ОSL (Oriented Strand Lumber) и ОМDF (Oriented Medium Density Fiberboard) – это новые, разрабатываемые в настоящее время древесные клееные материалы, по сравнению со своими прототипами (PSL и МDF) они имеют послойную ориентацию составных элементов материала. Формирование внутренней структуры древесного клееного материала со слоями либо из полос шпона, либо из древесных волокон, ориентированных в соответствии с предполагаемыми нагрузками, позволит получить новые конструкционные материалы.

2. Классификация клеев. Основные требования к клеям.

Все многообразие клеев, используемых в деревообрабатывающей промышленности, можно классифицировать по таким признакам:

---

1) По происхождению:

• животного происхождения (мездровый, казеиновый, костный, альбуминовый, рыбный);

• растительного происхождения (крахмальный, или декстриновый, нитроцеллюлозный);

• минеральные клеи (силикатный, битумный, цементный);

• синтетические клеи.

2) По составу: одно- и многокомпонентные клеи.

3) По способу получения (для синтетических клеев):

• поликонденсационные, когда в результате реакции двух или более компонентов получают новое высокомолекулярное вещество и низкомолекулярные продукты, которые затем удаляются и делают реакцию необратимой; Реакцию поликонденсации можно упрощенно изобразить в таком виде: А + Б = АБ + н.м.п. Здесь А и Б исходные низкомолекулярные продукты, способные реагировать друг с другом и давать высокомолекулярный продукт АБ; н.м.п. – низкомолекулярные продукты, обычно вода и некоторые газы.

• полимеризационные клеи, получаемые в результате реакции полимеризации, когда мономер последовательно превращается в высоковязкий олигомер (вещество средней молекулярной массы), а затем в твердый полимер за счет удлинения молекул и сложнения их структуры (например, получение полиэтилена из этилена, поливинилацетата из винилацетата и т.п.)

4) По отношению к теплу:

• термореактивные, которые при повышении температуры сначала плавятся, а затем необратимо отверждаются;

• термопластичные, которые при нагревании плавятся и остаются жидкими, а при остывании снова переходят в твердое состояние.

Обычно поликонденсационные клеи являются термореактивными, а поликонденсационные – термопластичными.

5) По водостойкости: низкой, средней и высокой водостойкости, эксплуатируемые соответственно в комнатных, наружных защищенных или атмосферных
условиях.

6) По виду растворителя: водо- и спирторастворимые, с органическими растворителями.

7) По внешнему виду: жидкие, пастообразные, пленочные, порошкообразные, в виде гранул.

Синтетические клеи в значительной степени вытеснили из промышленности клеи природного происхождения в силу следующих преимуществ: дешевизна исходных продуктов, использование непищевого сырья, практическая неисчерпаемость сырья, возможность широкого регулирования свойств клеев, высокая скорость отверждения и малый расход клея. Вместе с тем есть области при менения, где клеи природного происхождения остаются вне конкуренции,обычно по экологическим соображениям.

К клеям для древесины предъявляют целый ряд требований, подчас противоречащих друг другу. Эти требования можно разделить на такие группы:

• Эксплуатационные - способность склеивать и прочно удерживать склеенные материалы. Первое свойство оценивается понятием адгезии, то есть способности прилипать, а второе - понятием когезии, то есть собственной прочности клеевого шва. Клеи должны обладать этими двумя свойствами для того, чтобы удерживать материалы за счет сил адгезии и обладать достаточной прочностью за счет высокой когезии клеевого шва. К эксплуатационным требованиям относятся также водостойкость и атмосферостойкость клеевых соединений, долговечность клеевых швов.

• Технологические - удобство приготовления и нанесения клея. Сюда следует отнести оптимальную вязкость свежеприготовленного клея, достаточный срок жизнеспособности клея после введения отвердителя, высокую скорость отверждения, возможность очистки оборудования (низкая адгезия к металлу), длительный срок хранения клеев.

• Экономические - малый расход клея, низкая стоимость сырья, простота приготовления клея.

• Экологические - нетоксичность синтетических смол и других компонентов клеев, малая коррозионная опасность клеев.

• Специальные - диэлектрическая проницаемость (при склеивании в поле высокой частоты), прозрачность клеевого шва, бензо- и маслостойкость и некоторые другие.

---

3. Общая характеристика технологических процессов в производстве клееных материалов.

Склад сырья. Затопление в воде применяется при больших запасах сырья. Используются естественные и искусственные водоемы. Наиболее дешевым способом является сохранение сырья дождеванием с помощью разбрызгивания воды в штабеле, над штабелем и в межштабельном пространстве. В сутки проводят 6-10 поливов по 15 минут. Срок хранения сырья - до 2,5 месяцев. Мокрое хранение сырья основано на создании повышенной влажности у тор- цов чураков. Для этого промежутки между штабелями заполняют опилками, которые увлажняют 1-2 раза в день из лотков или трубопроводов. Хранение сырья замораживанием применяется для высококачественного сы- рья, которое поступает в зимнее время, а используется летом. Сырье укладыва- ют рядами на снеговую подушку, снег засыпают в зазоры и поверх штабеля, уп- лотняют и поливают водой. В таком ледяном штабеле сырье может храниться до осени. Объем сырья должен быть не менее 100 м 3 . Замазка торцов влагозащитными и антисептическими препаратами может быть горячей с помощью битума или каменноугольной смолы или холодной с использованием смеси из битума, глины и воды. Действие замазок колеблется в пределах от 2 до 6 месяцев. Во всех случаях хранение в кряжах более эффектив- но, чем в чураках.

Подготовка сырья к лущению включает в себя три операции: гидротермообработку (ГТО), окорку и разделку кряжей на чураки. Последовательность их может быть различной в зависимости от конкретных, в основном климатических, условий данного предприятия.

Тепловая обработка сырья Гидротермообработка древесины необходима для повышения пластичности материала с целью повышения качества окорки и снижения глубины трещин на внутренней стороне шпона при его лущении.

Окорка сырья выполняется на окорочных станках роторного типа с тупыми короснимателями а при отсутствии их - непосредственно на лущильных станках.

Разделка сырья на чураки включает в себя предварительную разметку и собственно разделку сырья на круглопильных станках различного типа, в основном балансирных или маятниковых

Сушка Особенности технологии сушки шпона Сырой шпон, полученный на лущильном станке должен быть сразу высушен во избежание биологического заражения древесины и снижения качества шпона. Влажность шпона определяется наличием связанной (до 30%) и свобод- ной влаги.

Сортирование сухого шпона В общем случае шпон может быть рассортирован по следующим признакам: а) по породам древесины. Этот признак определяется уже на стадии гидро- термообработки сырья; б) по толщине шпона. Толщина шпона задается в лущильном станке и в дальнейшем в одной стопе сохраняется шпон только одной породы и одной толщины; в) по назначению - для фанеры, для отдельного использования, для починки, для ребросклеивания;

---

Нормализация размеров и качества шпона Значительная часть шпона проходит дополнительную обработку, а именно, починку форматных листов, ребросклеивание кускового шпона и стягивание трещин клеевой лентой.

Приготовление и нанесение клея на шпон Многокомпонентные клеи приготовляют в стационарных или передвижных клеемешалках вместимостью 300-500 л, располагаемых на полу цеха или вместимостью 150-200 л, размещаемых над клеевыми вальцами

Сборка пакетов фанеры При сборке особое внимание обращают на симметричность листа фанеры и соблюдение заданной конструкции. Лучшие поверхности крайних листов должны быть обращены наружу.

Холодная подпрессовка пакетов Холодная подпрессовка пакетов собранного шпона проводится непосредственно перед горячим прессованием с целью получения цельных пакетов, удобных для транспортирования и загрузки в горячий пресс.

Склеивания фанеры

Составляющие цикла склеивания и диаграмма изменения давления при склеивании фанеры: 1 - время загрузки пакетов, 2 - время смыкания плит, 3 - время прессования, 4 - время снятия давления в первом периоде, 5 - время снятия давления во втором периоде, 6 - время размыкания плит и выгрузки пакетов

Послепрессовая обработка фанеры Охлаждение фанеры выполняют для снижения температуры, влажности листов, выгруженных из горячего пресса.

4. Общие требования к клеям.

К клеям для древесины предъявляют целый ряд требований, подчас противоречащих друг другу. Эти требования можно разделить на такие группы:

• Эксплуатационные - способность склеивать и прочно удерживать склеенные материалы. Первое свойство оценивается понятием адгезии, то есть способности прилипать, а второе - понятием когезии, то есть собственной прочности клеевого шва. Клеи должны обладать этими двумя свойствами для того, чтобы удерживать материалы за счет сил адгезии и обладать достаточной прочностью за счет высокой когезии клеевого шва. К эксплуатационным требованиям относятся также водостойкость и атмосферостойкость клеевых соединений, долговечность клеевых швов.

• Технологические - удобство приготовления и нанесения клея. Сюда следует отнести оптимальную вязкость свежеприготовленного клея, достаточный срок жизнеспособности клея после введения отвердителя, высокую скорость отверждения, возможность очистки оборудования (низкая адгезия к металлу), длительный срок хранения клеев.

• Экономические - малый расход клея, низкая стоимость сырья, простота приготовления клея.

• Экологические - нетоксичность синтетических смол и других компонентов клеев, малая коррозионная опасность клеев.

• Специальные - диэлектрическая проницаемость (при склеивании в поле высокой частоты), прозрачность клеевого шва, бензо- и маслостойкость и некоторые другие.

5. Исходные материалы для синтеза смол и приготовления клеев

---

Смотрите также файлы

• 1978_Г.И.Андреенко_Расчет летных характеристик самолетов.pdf

• диплом маг.doc

• Записка.docx

• Matan.pdf

• вопросы к экзамену.doc