CC BY
544. Ефромеева Е.В., Юбко А.А. Оценивание закона распределения баллов за тестирование // VIII International Correspondence Scientific Specialized Conference "International Scientific Review Of The Technical Sciences, Mathematics And Computer Science", 2018. С. 23-27.
5. Юбко А.А., Ефромеева Е.В., Жаров В.К. Анализ статистики прохождения теста в электронной образовательной среде Moodle // Уральский научный вестник, 2019. Т. 3. № 2. С. 045-053.
6. Import questions // [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://docs.moodle.org/31/en/Import_questions/ (дата обращения: 26.03.2019).
ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КЛЕЕНОГО БРУСА ИЗ СРАЩЕННЫХ ЗАГОТОВОК И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ПРОИЗВОДСТВА Чумак К.Г.1, Чернышев О.Н.2
1 Чумак Ксения Георгиевна — магистр, направление: технологии лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств; 2Чернышев Олег Николаевич — кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой, кафедра механической обработки древесины и производственной безопасности, Уральский государственный лесотехнический университет, г. Екатеринбург
Аннотация: клееный брус - уникальный конструктивный материал, сочетающий в себе такие характеристики, как прочность, экологичность, легкость и эстетика. Данные характеристики достигаются путем особенного технологического процесса, представленного в данной статье. Ключевые слова: клееный брус, особенности, характеристики, технология производства.
Появившийся в начале XX века клееный брус положил начало настоящей технической революции и, благодаря своим отменным характеристикам, отодвинул на задний план существующие традиционные практики и подходы в строительстве. В 1906 году, в трех европейских странах, а именно, в Германии, Франции и Швейцарии, были получены патенты на этот новый революционный материал. Широкое применение клееных деревянных конструкций в строительстве в Европе началось в 1960 году, благодаря интенсивному развитию химической промышленности. Развитие технологий производства клееных деревянных конструкций в России пришлось на 70-е годы ввиду появления новых составов искусственных клеев.
Обладающий исключительными свойствами, клееный брус сочетает в себе прочность, вариативность размеров, разнообразие и оригинальность форм. Будучи простым и эффективным в использовании, он вдохновляет архитекторов и позволяет реализовать самые смелые конструктивные идеи, создавать креативные и высокотехнологичные структуры.
Возможности форм клееных деревянных конструкций безграничны. Сечения балок могут быть прямоугольными, круглыми и даже, в промежуточном варианте, меняться от одного конца к другому (например, переходить от квадратной формы к круглой). Следует отметить, однако, что простые формы клееного бруса являются наиболее экономичными.
В дополнение к разнообразным формам современные технологии производства древесных клееных конструкций позволяют выпускать продукцию значительных размеров. Размеры балок могут достигать 40 м в длину, но известны практики производства балок более длинных размеров (130 м, Франция; 180 м, Северная Америка).
На сегодняшний день клееный брус является не только более технологичным материалом, чем массивная древесина, но и более современным, эстетичным за счет своей структуры. Чаще всего для его производства используются ламели одной породы, что позволяет получать «гомогенную» или «однородную» структуру. Однако, в современной практике встречаются технологии производства клееного бруса из ламелей разных пород. Такой клееной брус состоит из трех частей: однородной центральной части, усиленной с двух сторон ламелями другой породы, имеющими более высокий класс прочности. Такая технология позволяет получить более надежную «смешанную» структуру.
Для производства клееного бруса чаще всего используются такие древесные породы как ель, пихта, сосна, пихта Дугласа и лиственница. В России наиболее используемыми породами являются сосна, лиственница. Реже в российском производстве встречается клееной брус из ели, а клееной брус из дуба или ясеня выполняется только под заказ в связи с высокой стоимостью сырья. В мировой практике, в частности, в Канаде и Америке, для производства применяются кедр и пихта.
В дополнение к своим механическим характеристикам, эти виды предлагают интересную гамму цветов, позволяющую производить клееный брус, отвечающий эстетическим требованиям потребителя.
Своими техническими особенностями данный конструктивный материал превосходит природные возможности массивной древесины. Такое превосходство материала обеспечивается за счет уникальной технологии производства.
В основе технологии лежит процесс склеивания различных по длине и сечению ламелей (специально подготовленных, высушенных, отсортированных и простроганных заготовок).
Рис. 1. Основные этапы производственного процесса клееного бруса
Технологический процесс изготовления клееного бруса включает в себя следующие этапы:
1. продольная распиловка бревен
2. отбор ламелей по длине
3. сушка ламелей
4. строгание ламелей и их сортировка
5. торцовка ламелей по длине с вырезкой
дефектов
6. фрезерование зубчатых шипов
7. нанесение клея на зубчатые шипы
8. прессование (выдержка под давлением)
9. выдержка после прессования
10. строгание и фрезерование склеенных ламелей
11. нанесение клея на пласть ламели
12. сборка ламелей в пакет
13. прессование бруса
14. выдержка после прессования
15. фрезерование готового бруса, профилирование
16. защитная обработка.
В сравнении с массивной древесиной клееной брус является наиболее прочным и в меньшей мере подвержен растрескиванию, естественное напряжение в данном конструктивном материале минимально. Прочность клееного бруса обеспечивается благодаря правильному расположению волокон на этапе склеивания ламелей. Для получения стабильной в геометрическом плане клееной конструкции ламели располагаются по следующему принципу: направление волокон каждой последующей ламели должно быть перпендикулярным волокнам предыдущей ламели. Ламели, имеющие механические повреждения, разную плотность, содержащие большое количество смолы, включающие пороки и другие дефекты, выбраковываются на этапе «торцовка ламелей по длине с вырезкой дефектов». Избавление от таких дефектов позволяет улучшить эксплуатационные характеристики клееного бруса [2].
По своей экологичности клееный брус, также не уступает натуральной, необработанной древесине. Современное развитие химической промышленности позволило деревообрабатывающей отрасли выйти на качественно новый уровень и предложить своему потребителю продукт, отвечающий всем нормам качества и безопасности. Для производства клееного бруса европейские производители используют полиуретановые и меламиновые клеящие составы, а также самые экологичные изоацитатные клеящие составы. До недавнего времени российские производители клееного бруса использовали составы на основе формальдегидов, отличительной чертой которых
были высокие показатели токсичности. В 2007 году ситуация изменилась ввиду появления на российском рынке клеевых составов, отвечающих всем параметрам экологичности. Сегодня российские производители отдают предпочтение ЭПИ-системами. [2]
Как и массивная древесина, клееной брус может подвергаться сезонным изменениям влажности, но в меньшей мере, что делает его более практичным. Будучи гигроскопичным материалом, как и любое другое изделие из древесины, клееный брус в процессе эксплуатации будет изменять свои размеры. Полная усушка древесины в радиальном направлении составляет от 3 до 5%, а в тангенциальном направлении - от 6 до 12% [1].
Для получения клееного бруса, имеющего перечисленные ранее параметры и характеристики, а именно, механические, эксплуатационные и эстетические, необходимо соблюдать ряд правил и требований ГОСТ 20850-2014.
Для получения бруса, неподверженного растрескиванию, необходимо соблюдать условия, исключающие деформацию отдельных частей в склеенном готовом изделии:
1. выполнять заготовку досок для ламелей из ядровой древесины;
2. соблюдать режим сушки материала;
3. тщательно контролировать процесс сборки ламелей в пакет.
Для производства качественного клееного бруса, следует придерживаться ряда рекомендаций, представленных ниже:
При нанесении клеевых составов необходимо предпочесть равномерное нанесение клея на каждую из склеиваемых поверхностей. Такое нанесение обеспечит лучшее соединение склеиваемых частей, нежели одностороннее нанесение, а также позволит избежать появления неравномерных напряжений, которые снижают прочностные качества продукта;
В случае получения жидкого клеевого раствора, с запрессовкой стоит повременить, чтобы избежать излишнего выдавливания клея. В помещениях с низкими температурами, клеевые составы более густые, поэтому запрессовку рекомендуется осуществлять немедленно;
После распрессовки выдерживать детали в течение двух суток до полного затвердения клея, испарения остаточной влаги, получения определенной формы;
Оптимальными температурными условиями для операции склеивания принято считать температуру в интервале от 20 °С до 30 °С;
Лучшего пропитывания ламелей клеевым составом добиваться за счет снижения запыленности рабочей зоны, поддержания ее в чистоте;
На всех этапах технологического процесса заготовки и полученные детали хранить в специально предназначенных местах [1].
Список литературы
1. Кошелева Н.А., Яцун И.В., Чернышев О.Н. Технологические процессы мебельного и деревообрабатывающего производств [Текст]: Учебное пособие. УГЛТУ, Екатеринбург, 2017.
2. Рогачев Р.Г., Чернышев О.Н. Особенности производства клееного бруса для столярно-строительных изделий [Текст]: Всероссийской научно-технической конференции студентов и аспирантов и конкурса по программе «Умник». Екатеринбург, 2017.
