Древесины

Композиционные материалы на основе измельченной

Композиционные материалы этой подгруппы изготовляют в основ­ном из низкокачественной древесины и отходов производства.

Ниже будут кратко рассмотрены материалы, на которые имеются го­сударственные стандарты, а также некоторые другие материалы, выпус­каемые промышленностью в крупных масштабах.

Древесностружечные плиты (ДСтП). Этот композиционный мате­риал получается путем горячего прессования древесных частиц, смешан­ных со связующим. Древесностружечные плиты широко используются в производстве мебели; применяются также в строительстве и в других об­ластях.

Древесные частицы получают, главным образом, путем переработки технологического сырья (низкокачественной древесины), технологической щепы, а также отходов деревообрабатывающих и фанерных производств, частично опилок. В качестве связующего для производства древесностру­жечных плит применяют чаще всего карбамидоформальдегидные и фенолформальдегидные смолы.

Согласно ГОСТ 10632-89 плиты изготавливают путем плоского прессования толщиной (после шлифования) от 8 до 28 мм с градацией 1 мм. Длина плит находится в диапазоне 1830-5680 мм (18 размеров), а ширина - 1220-2500 мм (9 размеров). Для нешлифованных плит преду­сматривается припуск по толщине не более 1,5 мм. Плотность плит должна находится в пределах 550-820 кг/м³, а влажность - 5-12 %. Установлены две марки плит П-А и П-Б, у которых нормы требований к другим физико-механическим показателям различны. Так, например, предел прочности при изгибе плит марки П-А толщиной 8-12; 13-19; 20-30 мм соответст­венно равен: 18, 16,14 МПа, а у марки П-Б - 16; 14; 12 МПа. Предел проч­ности при растяжении перпендикулярно пласти плиты толщиной 8-12 мм марки П-А равен 0,35 МПа, а у плиты П-Б - 0,3 МПа; при толщинах 13-19 и 20-30 мм этот показатель соответственно равен 0,30 и 0,25 МПа для обе­их марок. Как видим, прочность у более тонких плит выше. Покороблен-ность у плит марки П-А - 1,2 мм, а у марки П-Б - 1,6 мм, шероховатость поверхности сухой шлифованной плиты R_m для марки П-А - 50 мкм; для марки П-Б - 63 мкм. Дифференцированы нормы требований и в отноше­нии разбухания плит по толщине, удельного сопротивления выдергиванию шурупов, нормальному отрыву наружного слоя и некоторые другие.

Для плит обеих марок модуль упругости при изгибе равен 1,4-4,0 ГПа; ударная вязкость - 0,4-0,8 Дж/см², твердость - 20-40 Н/мм².

Различают плиты I и II сорта по наличию и размерам дефектов на их поверхности. Изготовляют плиты с обычной или мелкоструктурной (М) поверхностью, шлифованные (Ш) или нешлифованные, обычной или по­вышенной (В) водостойкости. По содержанию формальдегида плиты могут быть двух классов эмиссии: El, E2. Наименьшее содержание этого токсич­ного вещества у плит класса Е1. Все указанные характеристики, а также размеры плит и номер стандарта находят отражение в условном обозначе­нии. Например, "П-А, I, М, В, Ш, Е1, 3500x1750x15, ГОСТ 10632-89". Плиты учитывают в м² или м³.

Для придания древесностружечным плитам биостойкости, водостой­кости и огнестойкости в них вводят химические добавки [7]. В мировой практике для строительства широко применяются плиты с ориентирован­ными частицами ОСБ (Oriented Strand Boards).

Древесноволокнистые плиты (ДВП). Это листовой материал, изго­товленный в процессе горячего прессования и сушки сформированной в виде ковра массы из древесных волокон. Древесными волокнами условно названы клетки, их обрывки и группы, получающиеся при размоле древе­сины (щепы). Различают мокрый и сухой способ производства ДВП в за­висимости от того в водной или воздушной среде находится масса при формировании ковра и прессовании. Наиболее распространен мокрый спо­соб, который близок к производству картона, однако в последнее время получает развитие сухой способ производства ДВП. Если при мокром спо­собе прочность плиты обеспечивается межволоконными связями, и вводи­мые добавки предназначены для улучшения других свойств, например, во­достойкости, то при сухом способе вводят упрочняющее плиту связую­щее- синтетическую смолу. Таким образом ДВП сухого способа произ­водства с еще большим основанием можно отнести к композиционным древесным материалам.

Древесноволокнистые плиты применяют в строительстве, при изго­товлении деревянных домов, в производстве мебели, автомобилей, вагоне-судостроении и других отраслях промышленности в качестве конструкци­онного, изоляционного отделочного материала.

По мокрому способу изготовляют согласно ГОСТ4598-86 плиты: сверхтвердые СТ (плотностью ρ = 950-1100 кг/м³), твердые Т (ρ= 800-1100 кг/м³), полутвердые НТ (ρ - не менее 600 кг/м³), мягкие: Ml (ρ= 200-400кг/м³), М2 (ρ= 200-350кг/м³), М3 (ρ= 100-200кг/м³). Если твердые плиты имеют лицевой слой из тонкодисперсной древесной массы в обозначение марки добавляется буква С, если лицевой слой под­крашен - буква П; на повышенную водостойкость указывает буква В. Твердые плиты марок Т, Т-С, Т-П, Т-СП в зависимости от уровня физико-механических показателей подразделяют на группы А и Б, а по числу и размерам дефектов на поверхности - на I и II сорт. Сверхтвердые, твердые и полутвердые плиты выпускают толщиной от 2,5 до 6,0 мм (5 размеров), длиной от 1220 до 3660 (10 основных размеров), шириной от 610 до 2140 (6 размеров), а мягкие - толщиной 8; 12; 16 мм; длиной от 1220 до 3000 мм и шириной 1220 мм. Пример условного обозначения плиты "Т-СП, гр.Б, II с, 3050x2340x3,2, ГОСТ 4598-86".

Предел прочности при изгибе сверхтвердых плит равен (нижняя гра­ница) - 47 МПа, твердых водостойких - 40 МПа; твердых: группы А - 38 МПа и группы Б - 33 МПа; полутвердых - 15 МПа.

Мягкие плиты, предназначенные для теплоизоляции, имеют малую прочность, для марок Ml; M2; МЗ соответственно равную 1,8; 1,1 и 0,4 МПа и низкий коэффициент теплопроводности - 0,05; 0,07; 0,09 Вт/м · °С.

Для разных марок ДВП установлены дифференцированные нормы разбухания; влажности, которая может быть в пределах 3-12 %, водопо-глощения и прочности при растяжении перпендикулярно волокнам (для твердых и сверхтвердых плит).

ДВП сухого способа производства изготовляют согласно ТУ 13-444-83. Выпускают плиты следующих марок: полутвердые - ПТс-220; твердые - Тс-300, Тс-350, Тс-400, Тс-450; сверхтвердые - СТс-500.

Плиты выпускают шлифованными (с одной или двух сторон) и не­шлифованные. В зависимости от наличия и размеров дефектов на поверх­ности нешлифованные плиты подразделяют на группы А и Б. Длина плит от 1200 до 5500 мм; ширина от 1000 до 1830 мм; толщина от 5 до 12 мм. Влажность плит составляет 5 ± 3%. Параметр шероховатости #m_max у шли­фованных плит не более 100 мкм. Установлены дифференцированные по маркам нормы в отношении показателей плотности, прочности, водопо-глощения и разбухания, а также другие требования.

Древесноволокнистые плиты обоих способов производства учитывают в м² с указанием толщины плиты. Твердые плиты износостойки, легко склеи­ваются и отделываются [42]. Согласно ГОСТ 8904-81 выпускают плиты с ла­кокрасочным покрытием на лицевой поверхности. Предложены технологии изготовления специальных видов плит: биостойких, огнестойких, битумиро-ванных, профилированных и т.д. В МГУЛ разработаны технологии произ­водства малотоксичных плит. Выпускаются плиты, облицованные шпоном, пластиком, пленками. В последнее время, особенно за рубежом, быстро раз­вивается производство плит с равномерной по толщине плотностью. Эти плиты известны под обозначением МДФ (Medium Density Fiberboards).

Массы древесные прессовочные (МДП). Это смеси, точнее, гото­вые композиции, полученные в результате совместной обработки частиц древесины и синтетических смол. МДП предназначаются для изготовления методом горячего прессования деталей машин, строительных деталей и то­варов народного потребления. Таким образом изготавливают втулки, бло­ки, шкивы, подоконные доски и т. п.

Согласно ГОСТ 11368-89 массы древесные прессовочные подразде­ляются на три типа: МДПК - из части шпона (крошки), МДПС - из струж­ки, МДПО - из опилок. В стандарте приведены основные компоненты сме­си каждой марки, технические требования и методы испытаний. Для кон­трольной проверки качества массы, из нее по указанным в стандарте ре­жимам изготовляют прессованием образцы. По этим образцам определяют ряд физико-механических свойств: плотность, прочность, твердость, вла-гопоглощение, масло-, бензино- и кислотопоглощение и др. Масса транс­портируется в ящиках или мешках, учитывается в кг.

Композиции древесно-клеевые. Эти смеси состоят из измельченной древесины и связующего; предназначены для изготовления формован­ной тары. Для приготовления смеси используют стружку длиной от 10 до 20 мм, шириной от 1,0 до 3,5 мм и толщиной от 0,1 до 0,4 мм из древесины хвойных и мягких лиственных пород, а также связующее на основе моче-виноформальдегидных смол. В качестве гидрофобной добавки применяют парафин. По формованным образцам определяют плотность, твердость, ударную вязкость и разбухание. Транспортируют смесь в мешках, учиты­вают в кг.

Арболит. Это строительный материал, относящийся к категории легких бетонов.

В состав арболитовой смеси входит органический заполнитель, цементное вяжущее, химические добавки и вода. В качестве органического заполнителя используют дробленые отходы лесозаготовительной, лесо­пильной и деревообрабатывающей промышленности. Ветви, сучья, вер­шинки, горбыли, рейки, срезки из сосны, ели, пихты, березы, бука, осины, тополя сначала перерабатывают в щепу, которую, в свою очередь, на мо­лотковых мельницах превращают в дробленку. Длина частвд не должна быть более 40 мм, толщина 5 мм, ширина 10 мм. Сырье не должно содер­жать примеси коры, хвои, листьев более 5 %. Вместо древесного заполни­теля можно использовать измельченные стебли хлопчатника, рисовую со­ломку, костру льна и конопли.

В качестве вяжущего используют портландцемент. Для нейтрализа­ции действия водорастворимых веществ, замедляющих процессы схваты­вания и твердения цемента, а также снижающих прочность материала, в арболитовую массу вводят минерализаторы. Минерализаторами служат: хлористый кальций, жидкое стекло и сернистый глинозем совместно с из­вестью. Вводятся и другие химические добавки. Из арболита получают стеновые панели, несущие блоки и другие элементы строительных конст­рукций. Арболитовые изделия разделяются на теплоизоляционные и кон­струкционно-теплоизоляционные, они могут изготовляться с металличе­ской арматурой. Согласно ГОСТ 19222-84 теплоизоляционный арболит имеет плотность 400-500 кг/м³, а конструкционный - 500-850 кг/м³. По прочности теплоизоляционный арболит делится на классы: В 0,35; В 0,75; В 1,0 (предел прочности на сжатие 0,5-1,5 МПа), а конструкционный- на классы: В 1,5; В 2,0; В 2,5; В 3,5 (предел прочности 2,5-5,0 МПа). Коэффи­циент теплопроводности у теплоизоляционного арболита составляет 0,08-0,095 Вт/м·°С, а у конструкционного - 0,105-0,17 Вт/м·°С.

Арболит био- и огнестоек, обладает хорошими звуко- и теплоизоля­ционными свойствами, удерживает гвозди, морозостоек. Этот материал используется для строительства малоэтажных зданий в сельской местно­сти [77]

Фибролит. Это также строительный материал, изготовленный из смеси древесной стружки, портландцемента и химических добавок. Для фибролита из древесины преимущественно хвойных пород изготавливает­ся стружка толщиной от 0,25 до 0,5 мм, шириной 2-6 мм. Стружку смеши­вают с вяжущим и добавками (хлористый кальций, жидкое стекло и др.), затем смесь формируют и прессуют. Согласно ранее действовавшего ГОСТ 8928-81 выпускали фибролитовые плиты трех марок: Ф-300 - теп­лоизоляционные; Ф-400 - теплоизоляционно-конструкционные и звуко­изоляционные; Ф-500 - конструкционно-теплоизоляционные и звукоизо­ляционные. Плиты изготовляли длиной 2400 и 3000 мм, шириной 600 мм и 1200 мм и толщиной от 30 до 150 мм. Цифры в марке указывают плотность плит (в кг/м³). Предел прочности при изгибе - от 0,35 до 1,3 МПа. В стан­дарте указаны нормы для модуля упругости, теплопроводности, водопо-глощения, звукопоглощения. Фибролитовые плиты легко обрабатываются, био- и огнестойки, удерживают гвозди и имеют ряд других достоинств. Применяются для строительства каркасных домов.

Плиты цементностружечные (ЦСП). Это сравнительно новый строительный материал, который изготавливают прессованием древесных частиц (таких же как для ДСтП) с портландцементом и химическими до­бавками. Плиты предназначаются для ограждающих конструкций дере­вянных домов, элементов полов и других строительных деталей. Согласно ГОСТ 26816-86 плиты выпускаются двух марок ЦСП-1 и ЦСП-2 в зависи­мости от уровня физико-механических показателей. Они изготавливаются толщиной от 8 до 40 мм, длиной 3200 и 3600 мм, шириной 1200 и 1250 мм. Плотность плит от 1100 до 1400 кг/м³. Предел прочности при изгибе для ЦСП-1 составляет 9-12 МПа, а для плит ЦСП-2 - 7-9 МПа. С увеличением толщины плит прочность снижается. Регламентированы показатели и других физико-механических свойств. Учитывают плиты в м². Цементностружечные плиты водостойкие, морозостойкие, биостойкие, огнестойкие, нетоксичные, хорошо обрабатываются.

Ксилолит. Это строительный материал, состоящий из смеси опилок или древесной муки с магнезиальным вяжущим. Используется в виде плиток для покрытия полов, отделки стен и других целей. Ксилолит - износостойкий, негорючий, водоупорный материал высокой прочности.

Другие виды композиционных материалов из измельченной древесины и технология их изготовления описаны в учебнике [41].

Дата добавления: 2015-04-30