CC BY
108
Н.В. Войнова
студент,
кафедра «Строительные производства», Волгодонский инженерно-технический институт - филиал ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
Л.В. Постой
канд. техн. наук, доцент, кафедра «Строительные производства», Волгодонский инженерно-технический институт - филиал ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ»
ВЛИЯНИЕ СОСТАВА ПЛИТ OSB НА ИХ ЭКОЛОГИЧНОСТЬ И БЕЗОПАСНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ
Аннотация. В данной статье рассмотрены достоинства и недостатки древесно-стружечной плиты OSB. Выявлено и обосновано, что исследуемый строительный материал не является экологически чистым, т.к. имеет в своем составе вредные для организма человека вещества.
Ключевые слова: ориентировано-стружечная плита, физико-механические свойства, меламино-формальдегидная смола, карбамидно-формальдегидная смола, карбамидные смола, формальдегид, токсичность, горючесть, пенополистирол, строительство домов, OSB-панели.
N.V. Voynova, Volgodonsk Engineering Technical Institute (branch) National research nuclear University
MEPHI
L.V. Postoy, Volgodonsk Engineering Technical Institute (branch) National research nuclear University
MEPHI
THE INFLUENCE OF THE COMPOSITION OF OSB BOARDS ON THEIR ENVIRONMENTAL
FRIENDLINESS AND SAFETY IN CONSTRUCTION
Abstract. This article discusses the advantages and disadvantages of orient strand board. Identified and justified that the investigated building material is environmentally friendly, because incorporates a harmful substance for the human organism.
Keywords: orient strand board, physical-mechanical properties, melamine, urea-formaldegidnaya, urea resins, formaldehyde, toxicity, flammability, polystyrene, building houses, OSB-panel.
В настоящее время строительство с применением древесных и древесно-композиционных материалов в мире - наиболее быстро растущий сегмент строительной отрасли. Технология возведения одно-, двухэтажных зданий из панелей OSB (ориентировано-стружечных плит) имеет значительное количество положительных отзывов в Америке. В пятидесятые годы прошлого века строительство панельных домов из плит OSB позволило в сжатые сроки обеспечить жильем несколько миллионов переселенцев из разрушенной мировой войной европейских стран. В Северной Америке, Канаде и других странах OSB является достаточно распространенной технологией для индивидуального жилого строительства. Принятые в России в 2003 году новые строительные нормы и правила резко повысили требования по энергоснабжению, предъявляемые к вновь возводимым зданиям, что стимулировало строительство жилья с низким уровнем энергопотребления и высоким сопротивлением теплопередаче ограждающих конструкций.
На территории России технология строительства домов из OSB-панелей пока недостаточна распространена. Дома, построенные из цельных бревен или кирпича, традиционны для жителей России. Между тем, дома, возведенные по технологии монтажа готовых конструкций, успешно эксплуатируются даже в условиях российской Арктики. Успешное распространение технологии на рынке малоэтажного строительства в России дает надежду на скорое повсеместное распространение быстровозводимых домов.
При строительстве домов из OSB-панелей в качестве несущего элемента используются
трехслойные сэндвич-панели, в составе которых два слоя ОББ и слой пенополистирола между плитами, используемого в качестве утеплителя. Панели изготавливаются промышленным способом на высокотехнологичном оборудовании, предусмотрена конструкция крепления «шип -паз». Для строительства дома из ОББ-панелей не требуется высокой квалификации рабочих.
Ориентированно-стружечная плита ОББ представляет собой многослойный лист (3-5 слоев), плотностью 610-670 кг/м3. Производится плита методом горячего прессования древесно-полимерной смеси, сформированной на поддонах в виде ковра и спрессованной в кассетах при температуре 170-200°С. Для выпуска плит ОББ применяют одно- и многоэтажные прессы. В качестве заполнителя используется специальным образом изготовленная древесная стружка лиственных (осина) или хвойных пород (преимущественно древесина сосны) размерами частиц длиной от 30 до 80 мм, толщиной до 3 мм. Для получения стружки преимущественно используют роторные или дисковые стружечные станки.
Для наружного слоя плиты применяется связующее на основе меламино-формальдегидной или карбамидно-формальдегидной смолы в жидком или порошкообразном состоянии, для внутреннего слоя - фенол-формальдегидное или изоцианатное связующее. Расход смолы для стружки внутреннего слоя (изоцианатной смолы) всегда больше, т.к. процесс отвердевания происходит быстрее и при более низкой температуре, чем смолы внутреннего слоя (фенол-формальдегидной). Для придания водостойкости материалу в смесь вводят эмульгированный или сырой парафин, его подают в производство при изготовлении полимерной смеси перед подачей смолы в смеситель. После прессования плиты выдерживают в крытом складе в течение 12-48 часов до полной полимеризации смолы.
В готовой плите стружка в слоях имеет определенную ориентацию в плоскости, перпендикулярной прессованию. В наружных слоях - продольную, во внутренних - поперечную, этим достигается значительно более высокая прочность материала.
Производители плит ОББ (ОСП) ООО ДОК «Калевала», республика Карелия, классифицируют плиты на типы в соответствии с нормативными физическими и механическими характеристиками [2].
ОСП-1 - плиты низкой плотности общего назначения, допускается использовать в сухих условиях, не способны нести нагрузку;
ОСП-2 - конструкционные плиты, допускается применение в конструкциях под нагрузкой, эксплуатация возможна только в сухих условиях;
ОСП-3 - конструкционные плиты, допускается применение в конструкциях под нагрузкой, эксплуатация возможна в любых (в том числе влажных) условиях;
ОСП-4 - конструкционные плиты, допускается применение в наружных конструкциях под воздействием повышенной нагрузки, эксплуатация возможна в условиях повышенной влажности.
Нормативные физико-механические характеристики плит ОББ (ОСП) ООО ДОК «Калевала» проходят испытания в соответствии с европейским стандартом БЫ 300 и приведены в таблице 1.
В зависимости от степени эмиссии формальдегида, продукции присваивается класс эмиссии формальдегида - содержание формальдегида, установленное по ГОСТ 27678-88 перфораторным методом, мг/100г абсолютно сухой плиты [4] (табл. 2).
Таким образом, проанализировав результаты испытаний, представленные в таблице 1, можно сделать вывод о том, что нормативные физико-механические характеристики плит ОББ, в соответствии с европейским стандартом БЫ 300, совпадают с нормативными значениями производителей плит ОББ ООО ДОК «Калевала».
Но плита ОББ имеет и недостатки, которые небезопасны для здоровья человека, основным из которых является высокий состав формальдегида в смолах, что делает материал экологически неоднозначным. Формальдегид (метаналь, муравьиный альдегид) представляет
собой бесцветный сильно пахнущий газ, обладающий токсичностью. Чистый газообразный формальдегид относительно стабилен при температуре 80-100°С, при снижении температуры до и ниже 80°С формальдегид начинает медленно полимеризоваться; процесс ускоряется в присутствии полярных растворителей (в т.ч. воды), кислот и щелочей.
Таблица 1 - Основные характеристики плит ОББ
Нормы ООО ДОК «Калевала»/
нормы по стандарту БЫ 300
Наименование Марка плит Толщина плит, мм
показателя 6-10 11-17 18-25 26-31 32-40
Предел прочно- ОББ-1 20/- 18/- 16/- -/- -/-
сти при изгибе*, ОББ-2,ОББ-3 22/22 20/20 18/18 16/- 14/-
МПа, не менее ОББ-4 30/- 28/- 26/- 24/- 22/-
Предел прочно- ОББ-1 10/- 9/- 8/- -/- -/-
сти при изгибе**, ОББ-2,ОББ-3 11/11 10/10 9/9 8/- 7/-
МПа, не менее ОББ-4 16/- 15/- 14/- 13/- 12/-
Модуль упруго- ОББ-1 2500/- -/-
сти при изгибе*, ОББ-2,ОББ-3 3500/3500
МПа, не менее ОББ-4 4500/-
Модуль ОББ-1 1200/- -/-
упругости**, ОББ-2,ОББ-3 1400/1400
МПа, не менее ОББ-4 1900/-
Предел прочно- ОББ-1 0,30/- 0,28/- 0,26/- -/-
сти при растя- ОББ-2,ОББ-3 0,34/0,34 0,32/0,32 0,30/0,32 0,29/0,29 0,26/0,29
жении перпенди-
кулярно пласти, ОББ-4 0,50/- 0,45/- 0,40/- 0,35/- 0,30/-
МПа, не менее
Разбухание по ОББ-1 25/-
толщине при ОББ-2 20/-
замачивании в ОББ-3 15/-
течение 24 часов, %, не более ОББ-4 12/-
*По оси формирования плиты; **Поперек оси формирования плиты.
Таблица 2 - Классификация эмиссии формальдегида
Класс эмиссии формальдегида
Е0,5 Е1 Е2
Содержание формальдегида по ГОСТ 27678-88, мг/100г абсолютно сухой плиты < 4,0 от 4,0 до 8,0 от 8,0 до 30,0
Формальдегид и его водный раствор формалин, используются в различных областях промышленности (для производства сельскохозяйственных пестицидов, антисептиков для древесины, растворителей в лакокрасочной промышленности).
При воздействии формальдегида на организм человека возможно развитие рака дыхательных путей и лейкемии. При длительном его воздействии на организм у человека, подвергшегося отравлению, возникает подавленное психическое состояние, мигрень, затрудненное дыхание. В больших концентрациях формальдегид способен вызвать смерть от остановки дыхания. В случае отравления через вдыхание газа проявляются симптомы воспаления легких, вплоть до их отека. При попадании формальдегида в организм человека через дыхательные пути возможно возникновение серьезных химических ожогов всего пищеварительного тракта, отеков и остановки дыхания.
Формальдегид является токсичным веществом. При приеме внутрь от 60 до 90 мл возможен смертельный исход. Постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 17.06.2014 г. формальдегид имеет второй класс опасности. Согласно «ГОСТ 12.1.007-76 Системы стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности», данные вещества относят к высокоопасным. Предельно допустимая концентрация (ПДК) вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должна превышать 1,0 мг/м3. Контроль за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны должен проводиться в соответствии с требованиями «ГОСТ 12.1.005-88 Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны; ГОСТ 12.1.007-76 Система стандартов безопасности труда. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности». Средняя смертельная концентрация в воздухе составляет 500-5000 мг/м3, средняя смертельная доза при нанесении на кожу - 100-500 мг/кг, средняя смертельная доза при введении в желудок - 15-150 мг/кг.
В состав плиты ОББ входят химически вредные вещества, опасные для организма человека. Соответственно, строительство быстровозводимых домов с применением данных плит в качестве строительного материала, из которого изготавливают внутренние и наружные элементы конструкций, с точки зрения безопасности для человека недопустимо.
Согласно Сертификата Соответствия № С - КЫ. ПБ57. В.02051 ТР 0660476 ООО ДОК «Калевала» (Федеральный закон от 22.07.2008 123 - Ф3 с изм. № 117-Ф3 от 10.07.2012), класс пожарной опасности данного строительного материала соответствует КМ5. Согласно данного сертификата, подтверждаемые требования национального стандарта или свода правил плиты ОББ относят к сильно горючим (Г4), легковоспламеняемым (В3), с высокой дымообразующей способностью (Д3) и чрезвычайно опасным - группа токсичности (Т4).
Для того чтобы снизить воздействие вредных веществ, в том числе под воздействием высоких температур, содержащихся в плитах ОББ на организм человека, ООО «НПО ЭкРусХим» предлагает использовать детоксирующую грунтовку «Василол» [1]. Эта грунтовка запатентована патентом Российской Федерации. В качестве основного действующего элемента в ней находится наноизмельченный «Алгид» - это смесь оксидов и гидроксидов металлов 2 и 3 групп. Концентрация его в сухом слое нанесенной грунтовки составляет не 2-3%, а 95%, поэтому «Алгид» образует защитный слой, который препятствует свободному выходу молекул формальдегида, не вступив во взаимодействие с элементами защитного покрытия. При нанесении данной грунтовки на ОББ происходит снижение уровня выделения формальдегида примерно в 100 раз и поглощение фенола. Обработка конструкций составами типа «Василол» препятствует их горению, разрушению при действии пламени. Грунтовочный состав взрыво-, пожаробезопасен, не оказывает воздействия на кожу [1, 3]. Но данные результаты требуют дополнительных исследований.
Появление в последнее десятилетие новых эффективных теплоизоляционных и конструкционных материалов стимулировало строительство зданий с низким уровнем энергопотребления. Вместе с тем, в строительной отрасли все чаще применяются материалы, вызывающие сомнения в их безопасности.
На основании проведенных исследований выявлены некоторые недостатки данного строительного материала, негативно влияющие на здоровье людей при эксплуатации. Плиты ОББ лишь условно можно отнести к экологически чистым строительным материалам, т.к. данный композит в своем составе содержит вредные для организма человека вещества, допустимое содержание которых регламентировано нормативными документами.
Негативное воздействие на здоровье человека связано с использованием фенола в составе синтетических смол, которые применяются в качестве связующего для скрепления древесных частиц и эмитируют канцерогенные вещества в окружающую среду. В настоящее время некоторые европейские производители применяют в производстве полимерные смолы с мини-
мальным содержанием формальдегида, которые менее безопасны. Такие плиты обычно маркируются как ЭКО-, Green- и т.п.
Согласно сертификата соответствия, класс пожарной опасности плит характеризуется как КМ5, что значительно ограничивает область применения OSB в качестве строительного материала. Таким образом, перед приобретением OSB для строительства дома следует ознакомиться с сертификатами на этот материал и удостовериться, что он соответствует всем требованиям безопасности.
Список литературы:
1. Применение нанотехнологий в строительстве грунтовка «Василол» [Электронный ресурс]. URL: http://www.pandia.ru/text/77/193/30937.php (дата обращения: 15.02.2015)
2. Официальный сайт ООО ДОК «Калевала». Сертификаты соответствия [Электронный ресурс]. URL: http://osb-kalevala.ru/index.php?show_aux_page=28 (дата обращения: 15.02.2015)
3. ООО «НПО ЭкРусХим» Грунтовка «Василол» [Электронный ресурс]. URL: http://www.splyse.ru/offer/offer_59821.html (дата обращения: 15.02.2015)
4. ГОСТ 27678-88 Плиты древесностружечные и фанера. Перфораторный метод определения содержания формальдегида.
