Энциклопедия древесных материалов — обширное руководство по деревянным компонентам

Древе́сные материа́лы,

Материалы, созданные на основе натуральной древесины, могут быть конструкционными, теплоизоляционными или использоваться для поделок. Процесс изготовления таких древесных материалов включает механические методы (резание, пиление, строгание и др.) и физико-химическую обработку (нагревание, прессование, склеивание, комбинирование с использованием связующих веществ, с последующей пьезотермообработкой).

Древесина прессованная изготавливается прессованием (давление до 30 МПа) натуральной древесины при нагревании. В зависимости от способа прессования получают прессованную древесину односторонним, двусторонним и контурным уплотнением. Одностороннее уплотнение производится прессованием брусков древесины поперёк волокон в одном направлении, двустороннее – в двух направлениях (достигается более высокая плотность); контурное уплотнение осуществляется вдавливанием цилиндрической заготовки древесины в металлический цилиндр меньшего диаметра. Древесина прессованная обладает повышенной влагостойкостью, стабильностью формы, высокими прочностными физико-механическими показателями, позволяющими применять её в деталях машин при ударных нагрузках. Предел прочности прессованной древесины при статическом изгибе, сжатии вдоль волокон, а также твёрдость торцовой поверхности выше, чем у натуральной древесины, в 2–3 раза. Из прессованной древесины изготовляют погонялки ткацких станков, подшипники скольжения, работающие в абразивной среде, и др.

Древесина модифицированная получается пропиткой натуральной древесины химическим веществом (синтетическим олигомером, аммиаком и др.) с целью повышения её механических свойств и влагостойкости. В большинстве случаев пропитка осуществляется под давлением, полимеризация или поликонденсация вводимых в древесину мономеров и олигомеров достигается термической обработкой. Древесные материалы, по сравнению с натуральной, обладают увеличенной прочностью на статический изгиб (на 75 %), пониженными водопоглощением (в 3–5 раз) и абразивным износом (в 1,5–2 раза). Из древесных материалов изготовляют рудничные стойки, антифрикционные детали, работающие при ударных нагрузках, и др.

Фанера cостоит из склеенных между собой трёх или более листов лущёного шпона при взаимно перпендикулярном расположении волокон древесины в смежных листах. Склеивание осуществляют синтетический термореактивными клеями (феноло-формальдегидными, карбамидными и др.) или природными клеями (альбуминовыми, казеиновыми и др.). Толщина листов фанеры 1–19 мм (листы толще 12 мм называются фанерными плитами). К специальным видам фанеры относятся бакелизированная (повышенной водостойкости), декоративная (облицованная, с покрытием), профилированная (получаемая прессованием в пресс-форме) и др. Фанера характеризуется достаточно высокой механической прочностью в продольном и поперечном направлениях, малой плотностью, значительно меньшей, чем у природной древесины, анизотропностью. Фанеру широко применяют в автомобиле-, вагоно-, судо- и самолётостроении, мебельном и тарном производстве и др.

Древесно-слоистые пластики изготавливаются из листов лущёного шпона, пропитанных спирторастворимыми феноло-формальдегидными смолами резольного типа (бакелитовые лаки) и спрессованных между собой при температуре, обеспечивающей переход смолы в твёрдое состояние. В пластиках волокна древесины шпона укладывают в смежных слоях в одном направлении (параллельно), взаимно перпендикулярно или с последовательным смещением на угол 45°, или каждые 5 слоёв шпона с параллельным направлением волокон чередуют с одним слоем шпона под углом 20–25° к смежным слоям, или каждые 8–12 слоёв шпона с параллельным направлением волокон древесины чередуют с одним слоем, имеющим перпендикулярное направление. Плотность древесно-слоистых пластиков 1200–1300 кг/м3; предел прочности при растяжении вдоль волокон 108–265 МПа, поперёк волокон 108–135 МПа; прочность при статическом изгибе 84–280 МПа, влажность 3–10 %, водопоглощение за 24 ч 1–15 %. Выпускаются в виде листов (толщиной от 1 до 12 мм) и плит (от 15 до 60 мм). Помимо пластиков общего назначения выпускаются их специальные виды – для авиации, машиностроения, электротехнической промышленности и др.

Пластики из измельчённой древесины (массы древесно-прессовочные, МДП) представляют собой готовые смеси частиц древесины, пропитанные термореактивным связующим (феноло-формальдегидной или карбамидной смолой); в состав МДП также вводят химические добавки для придания им определённых свойств. Используется измельчённая древесина в виде крошки (частицы шпона разной длины), стружки и опилок. Пропитанные частицы высушивают при температуре, не допускающей поликонденсации связующего, затем при высоких температуре и давлении (160 °C, 40–80 МПа) в пресс-формах изготовляют различные детали и изделия (втулки, блоки, подоконные доски и др.).

Древесно-стружечные плиты (ДСП) получают методом горячего прессования из смеси древесных стружек со связующим. В качестве связующего применяют карбамидные смолы (для плит специального назначения – феноло-формальдегидные). Древесно-стружечные плиты классифицируют по способу прессования, конструкции, виду измельчённой древесины, облицовочному материалу, по степени выделения формальдегида. Различают плиты плоского прессования, когда усилие прессования направлено перпендикулярно плоскости плиты, и экструзионные – усилие прессования направлено вдоль плоскости плиты. Плиты плоского прессования выпускаются одно-, трёх-, пяти- и многослойными; экструзионные – однослойными, сплошными и с внутренними каналами. В однослойных плитах размеры древесных частиц и содержание связующего одинаково по всей толщине плиты; в трёх-, пяти- и многослойных плитах наружные слои изготовляют из более тонких частиц с повышенным содержанием связующего. Такие плиты имеют более высокие физико-механические показатели. Древесно-стружечные плиты выпускают необлицованными и облицованными лущёным и строганым шпоном или бумагой, пропитанной синтетическими смолами. Плиты изготовляют с обычной и мелкоструктурной поверхностью, шлифованные и нешлифованные. Физико-механические показатели плит в основном зависят от плотности, толщины плиты, формы, размеров и породы древесных частиц, количества и качества связующего и др. Толщина ДСП от 4 до 40 мм, прочность при изгибе 7–22 МПа, разбухание по толщине за 24 ч 7–33 %, водопоглощение за 24 ч 12–88 %, коэффициент теплопроводности 0,07–0,25 Вт/(м·°C), удельная теплоёмкость 1,7–1,9 кДж/(кг·°C). Для придания плитам био-, водо- и огнестойкости в них вводят химические добавки.

Широкое распространение получили плиты, в структуре которых создана направленная ориентация древесных частиц (ОСБ; зарубежный аналог OSB, Oriented Strand Board). В процессе производства путём формования и горячего прессования крупноразмерной древесной стружки с добавлением синтетических смол получают материал, обладающий однородной структурой и повышенными прочностью и влагостойкостью. Такие плиты выпускают толщиной 6–25 мм, они имеют прочность при изгибе 18–30 МПа, прочность на отрыв поперёк пласти 0,25–0,5 МПа, разбухание по толщине за 24 ч 12–25 %. Плиты на основе древесной стружки применяются в строительстве, производстве мебели и др.

Древесно-волокнистые плиты (ДВП) изготовляют в процессе горячего прессования и сушки из древесной массы с добавлением упрочняющих веществ (например, синтетического олигомера), гидрофобизаторов (парафина), антисептиков и др. Перед прессованием плиты формуются; различают два способа формования древесно-волокнистого ковра – в водной и воздушной средах. Изготавливают плиты мягкие (с плотностью 100–400 кг/м3), полутвёрдые (400–800 кг/м3), твёрдые (850 кг/м3), сверхтвёрдые (более 950 кг/м3). Твёрдые древесноволокнистые плиты выпускают с подкрашенным лицевым слоем или с лицевым слоем из тонкодисперсной массы. Сверхтвёрдые плиты имеют предел прочности на изгиб не менее 50 МПа, влажность 13 %, водопоглощение за 24 ч не более 6 %, разбухание за 24 ч не более 13 %; плиты с плотностью 800–850 кг/м3 – предел прочности при изгибе 40–35 МПа, водопоглощение за 24 ч 20–23 %, разбухание за 24 ч 9–11 %; мягкие плиты – предел прочности при изгибе 0,5–2 МПа. Древесноволокнистые плиты применяют в жилищном и промышленном строительстве как конструкционный материал (панели, стены, перекрытия), а также для теплозвукоизоляции в стандартном домостроении, производстве мебели и тары.

Развивается производство волокнистых плит со средней равномерной плотностью по толщине – МДФ (MDF, Medium Density Fiberboards). Плиты изготавливают толщиной 1,8–45 мм, их прочность при изгибе 17–34 МПа, разбухание за 24 ч 7–15 %. МДФ в основном используют в мебельном производстве.

К древесным материалам также относятся древесно-минеральные материалы, применяемые в строительстве, например арболит, гипсостружечные, гипсоволокнистые, цементно-стружечные плиты. Их изготовляют из древесных частиц (отходов древесины) и минерального вяжущего (цемента, гипса и др.).

Дата публикации:  30 декабря 2022 г. в 13:28 (GMT+3)

Что является строительным материалом?

Строительные материалы — это материалы, используемые в строительстве для создания различных конструкций и сооружений. Они могут быть различной формы, размера, состояния и применения, и включают в себя:

1. Кирпич, бетонные блоки, камень и другие строительные блоки, используемые для возведения стен и других конструкций.

2. Бетон, цемент, асфальт и другие материалы для создания фундаментов, дорожных покрытий, стяжек и других конструкций.

3. Дерево, лесоматериалы, ДВП, OSB и другие материалы для создания каркасов, кровель, перегородок и других конструкций.

4. Металлические профили, трубы, листы и другие материалы для создания металлических конструкций, таких как каркасы зданий, мосты и т.д.

5. Стекло, пластик, керамика и другие материалы для создания остекления, керамических покрытий и других элементов интерьера и экстерьера.

6. Изоляционные материалы, такие как минеральная вата, пенополистирол и другие, для создания тепло- и звукоизоляционных систем.

7. Различные строительные смеси, клеи, герметики и другие материалы для соединения и защиты различных строительных материалов.

Это лишь некоторые из наиболее распространенных строительных материалов, их существует множество других. Выбор конкретного материала зависит от требуемых свойств, характеристик и условий эксплуатации.