Сортамент древесных материалов и изделий
Для получения высококачественных деревянных изделий заготовка древесины как строительного материала должна
вестись преимущественно зимой или вначале весны, когда дерево «спит» и имеет наименьшую влажность. Кроме того, заготавливать надо только спелую, здоровую древесину, без гнили и червоточин, примерно одинаковой толщины и с ровной поверхностью.
Материалы и изделия из древесины подразделяют на круглые лесоматериалы, пиломатериалы, фрезерованные изделия и полуфабрикаты, термообработанную и модифицированную древесину, древесные пластики и изделия на базе отходов древесины.
Круглые лесоматериалы (СТБ 1711, СТБ 1712) представляют собой отрезки древесных стволов, очищенные от коры и сучьев. В зависимости от толщины, или диаметра верхнего торца (отруба), их подразделяют:
на бревна (не менее 14 см);
подтоварник (8... 13 см);
жерди (3...7 см).
В настоящее время получают распространение оцилиндрованные бревна, изготовленные из обычных бревен обработкой на токарном станке, в результате чего они приобретают цилиндрическую форму одинакового размера по всей длине бревна (рис. 3.7).
Пиломатериалы (СТБ 1713, СТБ 1714) получают продольной распиловкой бревен (рис. 3.8). Длина их, как правило, от 1 до 6,5 м с градацией 0,25 и 0,5 м. В зависимости от направления распила различают пиломатериалы радиальной, тангенциальной и смешанной распиловок. Более качественными оказываются пиломатериалы радиального распила, при котором плоскость разреза проходит через сердцевину ствола. Помимо целого ряда положительных свойств, таких как устойчивость к внешним воздействиям, незначительная деформация, высокая износостойкость, у пиломатериалов радиального распила усушка и набухание вдвое меньше, чем у тангенциального. Однако если учесть незначительный выход таких пиломатериалов (всего 10... 15% общего объема), то стоимость их может оказаться очень высокой.
Рис. 3.8. Виды пиломатериалов: а - пластины; б— четвертины; в - обапол горбьшьный;
г — обапол дощатый; д - элементы пиломатериалов (1 — пласть; 2 — торец; 3 - кромки; 4 - ребро); е, ж- необрезные доски; з - обрезная доска; и - центральные доски; к - сердцевинная доска; л - брусок; м — двухкантный брус; н - трехкантный брус; о, п - четырехбитные брусья
Брусья — бревна, опиленные с двух, трех или четырех сторон (двух-, трех- и четырехкантные), и имеющие ширину и толщину более 100 мм.
Бруски — пиломатериалы толщиной до 100 мм и имеющие ширину менее тройной толщины.
Доски — пиломатериалы, имеющие ширину более двойной толщины. По характеру обработки их делят на обрезные и необрезные (с непропиленными кромками). По степени обработки различают доски нефрезерованные и фрезерованные (строганные).
Блок-хаус конструктивно представляет собой полукруглую вагонку или набранные из нее стеновые панели, с высокой точностью имитирующие оцилиндрованные бревна (рис. 3.9), длина изделий составляет от 3 до 6 м.
Дрань представляет собой тонкие (толщиной 3...5 мм) планки или дощечки. По способу производства различают:
пиленую;
строганную;
колотую и щипаную дрань.
По назначению:
штукатурную;
кровельную.
К изделиям и полуфабрикатам из древесины относят строганные погонажные и паркетные изделия, шпон, композиционные материалы, клееную модифицированную и термооб- работанную древесину и др.
Строганные погонажные изделия — доски для полов, шпунтованные доски, у которых имеется с одной стороны паз, а с другой — гребень для плотного соединения. К этой группе изделий относят также фальцевые доски для обшивки стен и потолков, плинтусы и галтели для заделки углов между полом и стенами, поручни для перил, наличники для оконных и дверных коробок, подоконные доски и другие изделия.
Для изготовления клееного бруса доски калибруются и раскраиваются на ширину предполагаемой заготовки. В процессе изготовления убираются естественные для древесины дефекты: сучки, гниль и др. Полученные заготовки сращиваются на минишип по длине доски — ламели. После предварительного отбора и обработки антипиренами и антисептиками ламели склеивают на специальных гидравлических прессах. При этом направление годовых колец в расположенных рядом ламелях должно быть противоположным. Внутренние ламели бруса могут быть сращенными, а лицевые только цельными. Толщина клееного бруса составляет от 180 до 240 мм.
После склеивания ламелей брус профилируется для изготовления пазо-гребневого соединения. Последними операциями но изготовлению клееного бруса являются торцевание по размерам проекта, запиливание в чашку (лапу) и сверление отверстий под нагели.
К паркетным изделиям (СТБ 1454) относят штучный, наборный и щитовой паркет, паркетные доски, ламинированный паркет, паркелит и др. Само слово «паркет» французского происхождения — parquet, а следовательно, и мода на паркет пришла из Франции.
Штучный паркет представляет собой отдельные планки, на кромках которых имеются пазы и гребни, предназначенные для соединения между собой. Они имеют длину от 150 до 500 мм, ширину 30...90 мм и толщину 15... 18 мм. Наиболее практичной породой дерева для паркета является дуб. Срок службы дубового паркета при толщине 15 мм составляет более 50 лет. Другими породами древесины, используемыми для изготовления паркета, являются бук, ясень, клен, вишня, береза, породы черного и красного дерева, американский орех, тис, махагони и др.
Из одной породы древесины производят два вида паркета, которые различаются типом распила: радиальный и тангенциальный (рис. 3.10). При радиальном распиле дерево режут по радиусу, поэтому паркет получается более прочным, влагостойким и все волокна имеют продольное направление. Тангенциальный распил более экономичный с ярко выраженным древесным рисунком.
Штучный паркет разделяют также на сорта, которые носят названия «се- лект», «натур» и «рустик».
Мозаичный (наборный) паркет состоит из планок одинаковых размеров с прямыми фрезерованными кромками и наклеенных лицевой стороной на бумагу, которая снимается после устройства пола вместе с клеем. Планки мозаичного паркета подобраны по текстуре и цвету древесины и создают четкий геометрический рисунок. Толщина планок до 10 мм.
Паркетные доски состоят из трех слоев (рис. 3.11), общая толщина которых от 7 до 25 мм. Верхний слой выполнен из планок ценных пород древесины. Самая тонкая паркетная доска толщиной 7 мм имеет верхний рабочий слой из шпона.
Ламинированный паркет (ламинированное напольное покрытие, ламинат) представляет собой панель, состоящую из нескольких слоев, спрессованных при высоком давлении и высокой температуре. Верхний слой у такого паркета—ламинированная пленка из меламиновой или акриловой смолы, которая и дала название всей конструкции. Она защищает панель от истирания, влаги, загрязнений, ультрафиолетовых лучей и других воздействий. Второй, декоративный слой, состоит из пропитанной бумаги или мебельной фольги, имитирующих породы дерева или фактуры других материалов. Далее следует основа — несущий слой, состоящий из твердой и жесткой древесноволокнистой или древесностружечной плиты, которая обеспечивает механическую прочность всей структуры. Между декоративным слоем и слоем-основой могут вводиться дополнительные прослойки из бумаги, пропитанной синтетическими смолами. Снизу панель защищена водонепроницаемым слоем меламина, который придает панелям жесткость, стабилизирует геометрические размеры и защищает от всевозможных деформаций. Толщина ламината составляет 6... 13 мм.
Художественный паркет изготовляют в основном в заводских условиях по специальным чертежам в виде щитов квадратной или другой формы. Размеры щитов зависят от размеров помещения и принимаются кратными размерам пола. Наиболее распространенными являются квадратные щиты размерами 1420×1420; 1200×1200 и 800×800 мм. Рисунок паркета может быть самым разнообразным: сочетание различных геометрических элементов, розетки, растительный орнамент (рис. 3.12).
Для изготовления художественного паркета используют древесину груши, яблони, вишни, черешни, ореха, можжевельника, мореного дуба, кипариса, тиса, самшита, чинары. Чтобы получить красивый, яркий рисунок, используют древесину красного (махагони), черного эбенового, лимонного дерева, розового амаранта и др. Верхний лицевой слой выполняют, как правило, из древесины ценных пород, преимущественно лиственных
Шпон (от нем. Span — щепка, подкладка) представляет собой тонкие слои (срезы) натуральной древесины, получаемые строганием брусьев (строганный шпон), лущением коротких пропаренных колод (лущеный) или пилением заготовок (пиленый). Толщина шпона в зависимости от способа получения составляет 0,1... 10 мм.
По направлению разреза бревен и в зависимости от получаемой текстуры различают четыре вида шпона: радиальный, полурадиальный, тангенциальный и тангенциально-торцевой (рис. 3.13). Каждый из них имеет свой рисунок — в виде прямых параллельных полос, конусов или замкнутых кривых линий.
Файн-лайн (англ. fine-line) получают из множества тонких слоев лущеного шпона, в том числе и различных пород, прокрашенных по отдельности и сложенных в стопку по особой технологии так, что получается массив. В качестве сырья используется древесина в основном быстрорастущих видов деревьев — тополя, тропических пород и др. Такая технология позволяет использовать несколько видов сырья, устраняя в них все дефекты и недостатки, и создавать необыкновенные по сложности и красоте текстуры расцветки шпона. Достоинством реконструированного шпона файн-лайн является также то, что он не повторяет ни одну из существующих пород древесины и имеет изображение с четко выраженной текстурой, рисунком и цветом. Толщина файн-лайна составляет 0,3...2,5 мм.
Мулътишпон представляет собой реконструированный шпон натурального дерева с различными геометрическими рисунками натуральных древесных оттенков.
Фанера является слоистым листовым материалом, склеенным из трех и более слоев лущеного шпона (ГОСТ 3916). Направление волокон в смежных слоях шпона, как правило, взаимноперпендикулярно. Такое строение фанеры повышает ее однородность, исключает усадочные деформации и коробление. Выпускают фанеру различной толщины (от 1,5 до 18 мм) и формата (длиной до 3 м и шириной до 2 м). В зависимости от вида обработки наружной стороны фанеры (рубашки) она может быть ламинированной, облицованной строганным шпоном ценных пород древесины с красивой текстурой, бесцветной или окрашенной пленкой, декоративной бумагой, тканью или с рельефной поверхностью.
У ламинированной фанеры склеенные листы высококачественного древесного шпона покрываются специальной пленкой (ламинатом). При этом используется специальная технология нанесения пленки, которая получила название «ламинирование». Такая фанера имеет повышенную плотность, прочность, водо- и износостойкость.
Брус JIBJI (англ. Laminated Veneer Lumber — LVL) получают путем склеивания нескольких слоев шпона (толщиной 3,2 мм) с параллельным расположением волокон (рис. 3.14). В результате получается однородный бездефектный материал. Слоистая структура таких балок делает их прочными и долговечными. Благодаря предварительной пропитке и термообработке листов шпона брус ЛВЛ не впитывает влагу, не усыхает, не трескается и не гниет, имеет повышенную огнестойкость. Длина бруса JIBJI составляет 2,5... 18 м, ширина — 200... 1830 мм и толщина — 21...75 мм. Применяется для изготовления перекрытий, большепролетных рам, ферм и других конструкций.
Древесно-стружечные плиты (ДСП) получают экструзией или методом плоского прессования отходов древесины (стружек, опилок), смешанных с горячими синтетическими полимерами (рис. 3.15). По структуре они могут быть одно-, трех- и многослойные. По виду обработки поверхности различают шлифованные и нешлифованные, облицованные (пластмассами, бумагой, пленками, шпоном и другими материалами) и необлицованные плиты. Применяют их для отделки помещений, устройства ограждений, оснований под полы и для звукоизоляции.
Более качественной разновидностью ДСП являются водостойкие плиты OSB-3 из ориентированной длиноразмерной стружки (страндов), спрессованной при высоком давлении и температуре с использованием водостойких смол. Странды имеют длину до 140 мм, толщину до 0,6 мм и укладываются в ковре тремя слоями. При этом внешние слои образуются страндами, ориентированными параллельно длины плиты, а внутренние — перпендикулярно. Благодаря такой ориентации составляющих получается материал с анизотропными свойствами, повышенных прочности и упругости.
Постформинг тоже представляет собой древесностружечную плиту толщиной 26...38 мм, покрытую слоем пластика. В процессе обработки пластик загибают на кромку (постформируют) и плита принимает вид однородного материала. Выпускается с односторонним и двусторонним закруглением кромок. Ширина плит 575 и 600 мм при длине от 1205 до 3050 мм. Цвет может быть самый разнообразный — от имитирующих редкие массивы натурального дерева до ценных пород природного камня.
Скинали — разновидность древесностружечных плит толщиной 10 мм, обработанных декоративным пластиком по методу постформинга.
Древесноволокнистые плиты получают путем горячего прессования волокнистой массы, состоящей из целлюлозных волокон, воды, наполнителей, синтетических полимеров и специальных добавок. В зависимости от давления при прессовании и обработки поверхности они могут быть мягкими, полутвердыми, твердыми и сверхтвердыми. Древесноволокнистые плиты применяют при устройстве перегородок, облицовки стен, обшивки потолков, настилки полов, при изготовлении дверных полотен, а также как теплоизоляционный материал.
МДФ (MDF - термин интернациональный) - русскому названию соответствует словосочетание «мелкодисперсные фракции». Представляет собой плиту из запрессованной вакуумным способом древесной пыли, обработанной синтетическими связующими веществами. При этом основным связующим элементом является лигнин, который выделяется при нагревании древесины. Плиты МДФ плотнее, прочнее и эстетичнее древесностружечных (рис. 3.16).
Плиты ХДФ (англ. High Density Fiberboard (HDF) — древесноволокнистая плита высокой плотности) — тонкий листовой материал высокой плотности, полученный методом горячего прессования измельченных древесных волокон. В отличие от МДФ прессование плит ХДФ происходит при более высоком давлении, что обеспечивает еще более повышенную прочность при относительно небольшой толщине плиты. Часто выпускаются перфорированными (с круглыми или квадратными отверстиями) толщиной 3,2 и 5,0 мм.
Термообработанная древесина — подвергнутая высокотемпературной сушке (150...230 °С). В результате из древесины удаляется не только большое количество влаги, но испаряются летучие соединения, т. е. дерево становится легче. В зависимости от условий термообработки и породы дерева остаточная влажность древесины на 40...60% становится меньше, чем у высушенной обычным способом, меняется клеточная структура. Как следствие поверхность термообработанной древесины становится плотнее, на 30...90% снижается гигроскопичность, возрастает прочность. Термообработанная древесина способна отталкивать воду без дополнительной обработки, противостоять гниению, приближаясь по этому показателю к лиственнице, меняет цвет, приобретая красивый коричневый оттенок. Благодаря красивому внешнему виду термообработанной древесины и уникальным свойствам ее можно использовать как для внутренней, так и наружной отделки зданий, устройства полов, мебели и т. п.
Модифицированная древесина — цельная древесина с направленно измененными свойствами. По способу обработки может быть прессованная, пластифицированная и модифицированная. При прессовании древесины, когда величина внешнего давления превышает предел прочности при сжатии, уменьшается объем пор и увеличивается плотность древесины. Показатель плотности у абсолютно плотной древесины составляет 1,4 г/см3, в то время как истинная плотность вещества древесины (целлюлозы) равна 1,54 г/см3. В результате такой обработки повышается качество древесины: возрастает изотропность, прочность, долговечность, улучшаются другие свойства.