2московский ордена
жүктеу/скачать 3,84 Mb. Pdf көрінісі
|
Композиционные материалы в строительстве уч.пособ
| а
б Рис. 6.1. Сборка фанеры по принципу симметрии: а — трехслойной (нечетнослойной); б — четырехслойной (четнослойной); 1 —плоскость симметрии листа фанеры; 2 — плоскость симметрии центрального слоя; 3 —плоскость симметрии наружных слоев; 4 — плоскость симметрии четырехслойного листа фанеры Второе правило симметрии требует, чтобы слои шпона, находящиеся на равном расстоянии от плоскости симметрии, были одинаковой толщины. При нарушении этого правила в листах шпона различной толщины могут появляться неодинаковые напряжения при усушке и набуха- нии, что ведет к их короблению. То же самое наблюдается при несоблюдении симметричности в направлении волокон древесины (шпона). Если в трехслойной фанере один из наружных сло- ев положить не перпендикулярно среднему слою, а параллельно или под углом, лист фанеры может покоробиться. В первом случае он свернется в трубку, во втором будет покороблен по диагонали. Не менее важно, чтобы симметричные слои шпона в фанере были из древесины одной и той же породы. Если лист трехслойной фанеры составить из трех пород шпона одинаковой толщины (дуба, березы, сосны), фанера покоробится в сторону более слабой древесины (со- сны). Это объясняется разной степенью усушки и разбухания древесины отдельных пород. Усушка и разбухание поперек волокон березового шпона несколько больше, чем усушка со- снового, при одной и той же его толщине. При склеивании фанеры из разных пород древесины необходимо учитывать, что усушка шпона по толщине возрастает с увеличением толщины и падает по ширине листа с увеличе- нием его толщины. Соблюдение принципов симметрии при сборке листа фанеры в значительной степени устраняет ее деформацию. Однако если разница во влажности листов шпона при соблюдении всех правил сборки листа фанеры будет очень значительна, коробление фанеры неизбежно. Правильным подбором листов шпона по влажности считается такой подбор, при котором разность во влажности между наружными и внутренними слоями не будет превышать 3 %. Повышенная влажность в наружных слоях фанеры вызывает появление трещин при высыха- нии, так как клеевой слой препятствует равномерной усушке шпона по ширине. Деформация листа фанеры может произойти, если наружные слои изготовлены различны- ми способами, например один лущением, а другой строганием. Для выравнивания напряжений в разнородных по способу изготовления листах шпона подбирают средние слои шпона раз- 66 личной толщины и влажности. Толщина наружных слоев фанеры должна быть меньше, чем внутренних. Уменьшение толщины наружных слоев позволяет получать из чураков высокого сорта большее число листов высокосортного шпона. Рассмотренные принципы композиции фанеры в основном применимы и к конструкции других видов клееных материалов. По отношению к центральной оси симметрии, или к плоскости, проходящей посредине толщины листа фанеры, слои шпона должны располагаться в строго определенном порядке: с каждой стороны от центральной оси симметрии должно быть одинаковое число слоев шпона; симметрично расположенные слои шпона должны быть одинаковой толщины и оди- наковой влажности; симметрично расположенные слои шпона должны быть изготовлены из одинаковой породы древесины одним и тем же методом; симметрично расположенные слои шпона должны иметь одно и то же направление волокон. В последние десятилетия за рубежом приобрели большую популярность несколько ви- дов фанерных балок строительного назначения — многослойный брус из шпона, разрабо- танный в США (рис. 6.2) (от англ. LVL — Laminated Veneer Lumber). Подобно листовой фанере балки склеиваются из полос лущеного шпона и имеют ста- бильные прочностные и эксплуатационные показатели, превосходящие значения показателей пиломатериалов. Технология производства многослойного бруса из шпона в какой-то степени схожа с тех- нологией производства фанеры. Существует два типа производственных линий: с прессами пе- риодического и непрерывного действия, которые значительно отличаются друг от друга. Технология линия производства многослойного бруса из шпона с прессом периодического действия включает в себя следующие технологические операции: предварительную обработку древесины, лущение, сушку, склеивание шпона, нарезание шпона на полосы, формирование пакета шпона, горячее прессование, распиловку бруса, упаковку готовой продукции. Чаще всего на таких производствах используется пресс длиной 18,3 м. Длина готового бруса составляет от 2,5 до 18 м. Рис. 6.2. Многослойный брус из шпона 67 Гидротермическую обработку кряжи проходят в специальных бассейнах до снятия коры и раскроя на чураки. Обогрев бассейнов для гидротермической обработки происходит за счет тепла, подаю- щегося из сушилки. Выгрузка кряжей на транспортер осуществляется мостовым краном. После гидротермической обработки и окорки кряжи подвергают разделке на чураки тре- буемых размеров. Кора с помощью конвейера убирается с линии. Обрезки бревен дробятся и отсылаются в котельную. Лущение проводится на высокопроизводительной линии. Заболонный и ядровый шпон скла- дываются в отдельные карманы. Отходы и обрезки подаются прямо в барабанную дробилку. Для сушки шпона используются многоэтажные проходные сушилки. На этапе сушки осуществляется сортировка шпона и контроль его влажности. Сухие кусковые отходы, не- форматный шпон подаются на линию склеивания шпона. Высушенный шпон поступает на линию усования, где нарезается ус на кромках шпона с двух сторон и производится сорти- ровка по плотности. Усованный и отсортированный шпон подается на линию набора и под- прессовки пакетов. Подпрессованные заготовки поступают на линию горячего прессования, после чего го- товые плиты многослойного бруса из шпона раскраивают на линии обрезки и сортировки бруса в заданный размер и формируют в пачки. Пачки поступают на упаковочный станок, а затем на склад готовой продукции. Для производства многослойного бруса из шпона используют водостойкие композиции на основе фенолформальдегидных и метилендифенилдиизоцианатовых смол. Для линий, оснащенных прессами, важным отличием является то, что бесконечный пакет набирается непосредственно на рабочем конвейере линии. При этом для различных марок многослойного бруса из шпона компоновка листов по направлению волокон может быть различной, т.е. для наиболее распространенного случая листы шпона укладывают в пакет с одинаковым (параллельным) направлением волокон. Для некоторых марок часть листов располагается так, что их волокна перпендикулярны волокнам смежных слоев, как и в случае обычной клееной фанеры. Установленная непосредственно перед прессом непрерывного действия система предва- рительного подогрева с помощью микроволнового излучения служит для быстрого нагрева пресс-пакета, состоящего из многочисленных слоев шпона. Такой предварительный подогрев увеличивает производительность оборудования и особенно целесообразен в тех случаях, ко- гда необходимо изготовить толстые плиты за короткое время. Применяемые прессы анало- гичны прессам для производства ДСП. Многослойный брус из шпона имеет толщину 21–106 мм. Минимальная ширина бруса со- ставляет 40 мм, максимальная ширина при изготовлении с помощью непрерывного пресса — 1250 мм и 1800 мм для прессов периодического действия. Длина многослойного бруса из шпо- на составляет от 2,5 до 18 м, но для технологии с применением непрерывных прессов она может быть теоретически бесконечной. Широкий диапазон размеров позволяет создавать самые разнообразные легкие и проч- ные перекрытия и кровельные конструкции, включая конструкции больших размеров. Хо- рошие технологические свойства изделий обеспечивают короткие сроки возведения сложных кровельных конструкций, которые обладая небольшой массой, позволяют частично или пол- ностью исключить применение грузоподъемных механизмов. Многослойный брус из шпона широко применяется в стеновых каркасных конструкциях. Для этой цели используются дву- тавровые балки, получившие название I-beams и I-joists. Полка такой балки выполняется либо из древесины хвойных пород, но чаще из многослойного бруса из шпона, а стойку из ориенти- рованно-стружечной плиты (ОСП, OSB) или фанеры. В результате при одинаковой несущей способности I-beams существенно легче балок из обычной древесины, пиломатериалов или клееного бруса. I-beams выпускают длиной до 18 м. 68 |