Композиции материалов из древесины и связующих

Наша страна занимает первое место по объему промышлен­ного, сельскохозяйственного и железнодорожного строительства. В среднем каждый день строители вводят в эксплуатацию бо­лее 500 благоустроенных квартир и свыше 1000 домов в деревнях, т. е. больше, чем во всех капиталистических странах Европы, вместе взятых. За текущую пятилетку новую жилплощадь по­лучат примерно 65 млн. человек.

Осуществление грандиозного строительства в нашей стране требует колоссального развития промышленности строительных материалов. Большое значение получает применение новых син­тетических материалов и особенно материалов на основе древе­сины. Их с успехом используют как конструкционный, отделоч­ный, облицовочный, термоизоляционный и кровельный материал, а также для производства различных строительных изделий и деталей (рис. 57).

Рис. 57. Использование синтетических материалов в жилом доме:

1 — шкаф, стол, тумбочка из древесностружечных плит, отделанные декоративными пла­стиками; 2 — мягкая мебель из пенонластов; 3 — линолеум из коллоксилина; « — звуко­непроницаемая перегородка из фибролита; 5 — абажур из пленки; 6 — черный пол из древесных плит; 7 — плитки из ксилолита для пола в кухне; 8 — органическое стекло; 9 — электропроводка с изоляцией из высокомолекулярных соединений; 10 — водопровод­ные, канализационные и газовые трубы из пропитанной фанеры или фенопласта; 11 — перегородки из легких плит; 12 — газовая плита из стеклопластика; 13 — столик кухонный из древесностружечных плит с отделкой облицовочным пластиком; 14 — перегородка из древесностружечных нлнт: 15— ванна и умывальник из пластиков: 16 — дверь из дре­весноволокнистых плит, отделанная декоративным пластиком; 17 — кровля из рубероида или стеклопластика.

Применение подобных материалов дает возможность не только ускорить темпы и снизить стоимость строительства, но и сократить транспортные расходы и улучшить отделочные ра­боты. Новые материалы позволяют совершенно по-новому ре­шать вопросы конструирования полов, потолков, перегородок (можно устанавливать внутри квартиры легко передвигаемые перегородки), кровли, уменьшают трудоемкость изготовления деталей и их сборки и способствуют осуществлению дальней­шей индустриализации строительных работ.

С каждым годом все большее применение в машиностроении и других отраслях промышленности находят изделия и детали из прессованной древесины и различных древесных пластиков.

Физические и механические свойства древесины могут быть значительно улучшены соответствующей обработкой цельной или измельченной древесины, или ее отходов (ветвей, опилок, стружки, щепы и пр.). Обработка древесины при механическом, термическом и часто химическом воздействии приводит к изме­нениям ее химического состава и физического состояния. Дре­весные материалы после такой обработки обладают большой стабильностью, высокой удельной прочностью. Их можно обра­батывать резанием, отливать в соответствующих формах и штамповать.

Искусственные материалы из древесины и продуктов ее пе­реработки могут быть получены несколькими методами:

1.   Склеиванием и армированием балок.

2.   Прессованием (пластификацией) древесины.

3.   Прессованием дробленых отходов древесины.

4.   Прессованием отдельных листов (шпона, бумаги, картона).

Еще до Великой Октябрьской социалистической революции был предложен ряд способов утилизации отходов древесины и улучшения производства фанеры. Так, в 184.3 г. был применен новый способ изготовления фанеры - склеивание тонких листов шпона перпендикулярно направлению волокон соседних слоев. Этот способ так и получил название «русский».

Д. Брянский и А. Садовский в 1861 г. разработали способ приготовления искусственной, заменяющей дерево, массы из молотой древесной коры, опилок, столярного клея и муки.

Инженер-технолог А. Лидов запатентовал в 1887 г. способ приготовления нового вещества, которое он назвал «целлогом». Оно получалось при обработке клетчатки соляной кислотой и последующей промывке и прессовании полученной массы.

Строительные конструкции, склеенные из брусьев и до­сок, оказывают сопротивление по всей площади склеивания, н то время как в случае соединения, например, на гвоздях, шпонках, напряжение воспринимается в отдельных точках. Та­ким образом изготовляют клееные балки, отличающиеся своей легкостью, большой жесткостью и значительной несущей спо­собностью. Из клееных арок, например, создан каркас крытого рынка в Бельгии с пролетом 135 метров. Обходятся эти мате­риалы на 30-40 процентов дешевле железобетонных и стальных.

Прочность деревянных балок можно повысить их армирова­нием. С этой целью в балке вырезают пазы, в которые уклады­вают прутки из стали и стекловолокна и заливают эпоксидными смолами. Прочность подобных балок (испытаны на нескольких стройках Чехословакии) более чем в 1,5 раза превышает проч­ность обычных деревянных балок тех же размеров.

Большое количество цветных металлов и антифрикционных чугунов используется для изготовления различных трущихся деталей машин и механизмов. До половины всех подшипников скользящего трения современных машин можно изготовить, при­меняя вместо металла пластмассы и в том числе древеснослоистые пластики (ДСП) и прессованную древесину (ПД), г. е. дре­весину, подвергнутую горячему прессованию в пресс-формах (бруски и другие заготовки). Древесина, предварительно про­питанная химическими соединениями (например, аммиаком), спрессовывается при давлении 100-300 кгс/см² и температуре 130-150° С до половины своего начального объема.

В Советском Союзе пластификация древесины осуществ­ляется в передвижных или в стационарных пресс-формах.

По своим физико-механическим свойствам цельная прессо­ванная древесина превосходит общеизвестные породы дерева и, отличаясь своей износостойкостью, с успехом заменяет и такие твердые виды древесины, как железное дерево и бакаут. Она впитывает смазочные масла и может длительное время работать на самосмазке.

Прессованию подвергают древесину березы, ольхи, осины и других лиственных пород, а для изготовления трущихся дета­лей, работающих в воде или кислотных средах, - древесину лиственницы. Способ прессования выбирают, исходя из назначе­ния, конструкции и условий работы будущей детали. Известно, что прессованная древесина способна гасить вибрации. Тепло­проводность такой древесины меньше, чем бронзы.

По одной из технологических схем заготовки или обрезки пиломатериалов погружают в ванну с маслом и выдерживают в течение 20-30 минут при 120 - 135° С. Затем их укладывают в пресс-формы (крайние заготовки торцовой поверхностью на­ружу, внутренние в шахматном порядке) и прессуют поперек волокон. Прессованная древесина обладает высокими механиче­скими свойствами, из нее изготовляют челноки для ткацких станков, вкладыши для подшипников (для прокатных станов, мостовых кранов, водяных турбин), погонялки, шестерни и дру­гие детали. Втулки из прессованной древесины не уступают втулкам из бронзы, а при смазке водой по продолжительности работы превосходят их в 4-5 раз, опорные шейки валов при этом не изнашиваются. При изготовлении 4 млн. челноков, не­обходимых нашей текстильной промышленности, потребовалось бы 52 000 кубометров высококачественной древесины, 97-98% которой пошло бы в отходы.

Из прессованной древесины могут быть изготовлены ролики, триеры, шатуны комбайнов, колесные втулки плутов и культи­ваторов, ползуны лесопильных рам, бесшумные шестерни, вы­колотки, шары для шаровых мельниц. Она может служить от­личным материалом для подкладок под рельсы, а также для тормозных колодок.

Подшипники из такого материала очень хорошо работают в абразивной среде, так как попавшие в ходе работы пыль, пе­сок, землю, металлические стружки они вбирают в себя и тем самым предохраняют вал от преждевременного износа. Вал в та­ких случаях сохраняется гораздо лучше, чем при баббитовых и бронзовых подшипниках.

По данным одного из заводов кузнечно-прессового оборудо­вания, подшипники из прессованной древесины работают 2 года, в то время как подшипники из бронзы всего 10 месяцев, из чугуна 6 месяцев. (Если принять стоимость подшипника из прессованной древесины за единицу, то подшипник из чугуна стоит в 2 раза дороже, а из бронзы - в 10 раз.) Если заменить прессованной древесиной только тысячу тонн текстолита в под­шипниках прокатных станов, то будет сэкономлено 5 млн. метров ткани и более 400 тонн фенола.

В Институте химии древесины Латвийской академии наук путем пропитки брусков нужных размеров (лучше из березы) в 21-25%-ном растворе аммиака при 15-20°С и прессования под давлением 80 ат получен материал с объемным весом 1,0-1,3 г/см».

Заготовки древесины можно пропитывать мономерами и подвергать воздействию гамма-лучей. Полученный  материал водостоек, не гниет и настолько прочен, что может быть исполь­зован даже в качестве свай. Обрабатывая древесину определен­ными мономерами и затем подвергая ее радиационному облу­чению, в результате которого мономер полимеризуется и отвердевает, можно придать ей химическую стойкость и огне­стойкость. Такая модифицированная древесина может служить конструкционным и строительным материалом.

Завод им. Орджоникидзе в Донбассе выпустил стан для упрочнения древесины мягких пород. Заготовка из ольхи или осины толщиной 100 миллиметров, пройдя через 32 валка и 16 клетей стана, уплотняется (ее толщина уменьшается вдвое) и приобретает высокую прочность.

В настоящее время применяются самые различные сочета­ния дерева с разнообразными связующими материалами, гипсом, цементом, известью, смолами. Для получения древесново­локнистых, древесностружечных и древесноопилочных плит, об­ладающих теплоизоляционной способностью (древесноволокни­стая плита толщиной 1 см заменяет кирпич толщиной 15 см), малой звукопроводностью, хорошим сопротивлением истиранию, используются отходы лесопильной и деревообрабатывающей промышленности, и производство этих материалов может быть легко организовано в любом леспромхозе, лесопильном или деревообрабатывающем комбинате.

Для изготовления древесноволокнистых плит по сухому ме­тоду измельченные в волокно отходы лесозаготовок и волок­нистые отходы целлюлозно-бумажных предприятий перемеши­вают с пропиточными составами, которые придают будущему строительному материалу морозо- и огнестойкость, водонепрони­цаемость, устойчивость против гниения и повышенную проч­ность, со связующей эмульсией и прессуют.

Сырьем для производства древесноволокнистых плит слу­жат низкосортные и маломерные круглые лесоматериалы хвой­ных и лиственных пород, отходы лесопильной и деревообраба­тывающей промышленности (горбыли, рейки, обрезки шпона, щепа и пр.), различные отходы древесномассного, целлюлозного, бумажного, гидролизного и лесохимических производств, а также кора, асбест, тростник, солома, отходы хлопка, льна (костра), стебли кукурузы, подсолнечника и пр.

Для связывания волокнистой массы при сухом методе про­изводства плит используют парафиновую и канифольную эмуль­сии, талловый клей, петролатум, сырое сульфатное мыло, феноло-формальдегидные смолы (1,5-2,5%) и пр.

Такие плиты легко обрабатываются плотничьими инструмен­тами, соединяются гвоздями и хорошо воспринимают масляную и клеевую краски.

Древесноволокнистые плиты находят все большее примене­ние в промышленности н строительстве в качестве звуко- и теплоизоляционного материа­ла, а также для облицовки на­ружных стен зданий и внут­ренней чистовой отделки стен, зля изготовления разнообраз­ной мебели, подоконников, фи­ленок, плинтусов, наличников и других строительных дета­лей, мебели (рис. 58), а так­же для холодильных устано­вок, вагонов-рефрижераторов, в авна- и автомобилестроении. Из подобных плит, с успехом заменяющих древесину и фа­неру, можно быстро изгото­вить прочные и в то же время легкие сборные дома, при этом вес и стоимость дома значительно снижаются. Ис­пользование подобных твер­дых трудносгораемых плит снижает более чем на 50% стоимость отделочных работ в судостроении. Каждая тонна древесноволокнистых плит в мебельном производстве и строительстве заменяет 4-5 кубометров пиломатериалов.

Технологический процесс производства древесноволок­нистых плит мокрым способом состоит из следующих основных операций: измельчения древе­сины в щепу, превращения щепы в волокнистую массу, про­клейки массы, формования плит, прессования (только для твер­дых и полутвердых плит), термической обработки прессованных плит, увлажнения, сушки изоляционных плит в роликовых су­шилках, раскроя.

В зависимости от наличия прессования и его интенсивности плиты подразделяют на три основных вида: изоляционные, по­лутвердые и твердые.

Изоляционные плиты используются для тепло- и звукоизоляции.

Полутвердые плиты изготовляются без декоратив­ной отделки и используются как заменители мокрой штукатурки, для внутренней обшивки потолков, стен, малоэтажных кар­касных зданий, для устройства встроенной мебели. Изделия из таких плит нуждаются затем в окраске или оклейке обоями.

Твердые плиты выпускаются как окрашенные (окра­шивается волокно или применяются узорные матрицы при прес­совании), так и неокрашенные. Последние после установки под­вергаются отделке. Твердые облицовочные плиты покрыты тек­стурной бумагой, белыми, цветными эмалями или пленкой смол. Плиты, покрытые мочевино-меламино-формальдегидными эма­лями, служат для облицовки стен в помещениях с повышенной влажностью: банях, санузлах и др.

Ижорский завод выпустил пресс-гигант, в котором одновре­менно прессуется 25 листов материала. За год пресс будет вы­пускать 5 млн. квадратных метров твердых древесноволокни­стых плит или 8 тыс. кубометров фанеры.

Для улучшения качества и внешнего вида твердых плит их облицовывают бумагой, пропитанной мочевино-меламино-формальдегидной смолой. В результате прочность плит повышается в 1,5 раза.

Для придания твердым и сверхтвердым плитам высокой прочности и износоустойчивости их пропитывают горячим мас­лом и подвергают последующей закалке при температуре до 160° С. Плиты хорошо и легко поддаются ручной и механической обработке, соединяются гвоздями и отлично воспринимают мас­ляную и клеевую краски без какой-либо предварительной под­готовки.

Из древесноволокнистой массы организовано производство ниточных катушек и бочек. При производстве бочек из клепки отходы древесины составляют 52-55%. Только на изго­товление деревянных бочек и ящиков государство затрачивает сотни миллионов рублей. Бочка из древесноволокнистой массы на 50 литров (при толщине стенок 5 мм) весит около 4,5 кило­граммов. Для производства такой бочки необходимо (в кило­граммах):

древесноволокнистой массы................................. 3,75

канифоли ....................... 0,1

глинозема............................................. 0,2

синтетических смол или других пропитывающих веществ .....................0,9

Такая бочка в 2,5-3 раза дешевле деревянной и для нее не требуется ни деловой древесины, ни полосового железа.

Полуавтоматическая линия по производству ниточных кату­шек из древесноволокнистой массы дает возможность сокра­тить расход сырья в 10 раз и сэкономить до 20 тыс. кубометров березовой древесины. При этом производительность труда воз­растает в 1,8 раза, себестоимость катушки снижается более чем на '/з и одновременно повышается их качество по сравнению с обычным.

В связи с большим ростом строительства в пашей стране общая площадь полов, потолков, перегородок и дверей в жилых и общественных зданиях, подлежащих отделке (где могут быть применены плиты), увеличивается с каждым годом. Как из­вестно, только на квадратный метр двери расходуется примерно 0,07-0,08 кубометров высококачественной древесины. В год потребовалось бы ее для этой цели около 3 млн. кубометров (при общей площади дверей 40-45 млн. квадратных метров).

Каждый кубометр древесностружечных плит в про­изводстве мебели, строительстве и машиностроении заменяет около 2,5 кубометра высокосортных пиломатериалов, для по­лучения которых нужно бы заготовить до 4 кубометров древе­сины. Изготовление пола и бортов грузовых автомашин и при­цепов из таких плит позволяет ежегодно снизить расход пило­материалов на сотни тысяч кубометров. Древесностружечные плиты изготовляют способом горячего прессования стружек, опи­лок, обрезков, пропитанных водным (5-10%-ным) раствором синтетических смол. Выпускаемые плиты имеют длину до 35 000 миллиметров, ширину 1250-1500 миллиметров и тол­щину от 6 до 70 миллиметров. Вырабатываются плиты одно­слойные (из одинаковых частиц по всей толщине плиты), трех­слойные (в середине содержат обычную стружку, а на по­верхности, 15-20% от общей толщины плиты,-специальную тонкую стружку), многослойные (толщина частиц постепенно увеличивается от поверхности к середине плиты) и в виде гото­вых щитовых деталей.

Плиты могут применяться как в необлицованном виде, так п облицованные шпоном, клееной фанерой, текстурной бумагой, пропитанной синтетической смолой, полистирольной пленкой или декоративными пластиками. Следовательно, такие плиты, как и волокнистые, могут быть армированы в момент их прессова­ния бумагой любого цвета и рисунка, пропитанной карбамидными смолами. Подобные плиты не требуют отделки, покраски или лакировки. Тонны феноло-формальдегидной смолы хватает для производства 16,7 кубометра древесностружечных плит, заменяющих 41,8 кубометра пиломатериалов.

На производство кубометра плит из стружек и опилок примерно требуется:

Таким образом, для изготовления кубометра плит необхо­димо около 1,5-1,75 кубометра отходов древесины (в плотной массе). Расход связующих (феноло-формальдегидные, мочевино-формальдегидные и мочевино-меламино-формальдегидные смолы) меняется в зависимости от качества выпускаемых плит и обычно колеблется от 6 до 12% от веса исходных отходов древесины.

В настоящее время прессование плит осуществляется тремя способами: периодическим (в многопролетных прессах), пуль­сирующим и непрерывным (в непрерывно действующих прес­сах). Большинство предприятий изготовляет плиты способом периодического прессования.

Прочность плит зависит не только от количества связующих веществ и от качества стружек, но и от объемного веса. С уве­личением объемного веса плит (в зависимости от степени уплот­нения при прессовании) растет и их прочность. Различают лег­кие, полутяжелые, тяжелые и сверхтяжелые плиты.

Легкие плиты используются для тепло- и звукоизоля­ции. В них во время прессования могут быть сделаны трубчатые продольные полости или пустоты, которые не только уменьшают вес плит, но и улучшают их теплоизоляционные свойства. Эти полости можно использовать для электро- и радиопроводки не­большого сечения. Плита толщиной 1 сантиметр по своей теп­лопроводности равна кирпичной кладке толщиной 9 санти­метров.

Полутяжелые плиты применяются для облицовки стен и потолков (рис. 59), изготовления дверных полотен, перего­родок, полов, плинтусов, кухонной и встроенной мебели.

Сотрудники Ленинградской лесотехнической академии И. И. Солечник и А. К. Эльберт разработали способ термической обработки древесностружечных плит для повышения их водо­стойкости. Нагревая плиты воздухом или другим непрерывно циркулирующим теплоносителем при 160-180° С и атмосфер­ном давлении в камерах в течение 3-6 часов, можно получить водостойкие плиты на феноло-формальдегидных смолах без введения специальных гидро­фобных добавок.

В конце 1967 г. в Винниц­кой области вступил в строй крупнейший завод по произ­водству древесностружечных плит, рассчитанный на выпуск 50 тыс. кубометров плит в год.

Плиты, изготовленные на основе карбамидных смол, по­лучили широкое применение в производстве разнообразной мебели (полки, ящики, короб­ки и пр.) и для различных щи­товых узлов и деталей. Стои­мость таких плит почти на 30% ниже стоимости столяр­ных плит, хотя по некоторым качественным показателям стружечные плиты значитель­но превосходят столярные. На основе древесностружечных плит выпускается универсаль­но-разборная мебель, что позволило не только упростить ее производство, но и снизить себестоимость.

Мебель из стружечных плит, выполненных под орех, вызы­вает всеобщее одобрение. С целью упрощения отделки мебели на древесностружечную плиту предварительно с обеих сторон накладывают тонкую полихлорвиниловую пленку. После прессо­вания такая плита имеет нарядный и блестящий вид.

Разработан способ изготовления цельнопрессованных окон­ных блоков и дверных полотен из синтетических смол и дре­весных стружек. Пустотелые щитовые двери удовлетворяют не­обходимым требованиям.

Так как изготовление мебельных щитов (простран­ство между щитами заполняют опилками) несложно, то каждое предприятие, изготовляющее мебель, может быстро освоить их производство и тем самым увеличить выпуск мебели без до­полнительного расхода полноценной древесины. Новые краси­вые и прочные материалы позволяют не только увеличить вы­пуск мебели новых форм и конструкций, но и дают возможность осуществить переход на индустриальные методы ее изготов­ления.

Изготовление санитарно-технических кабин из стружечных плит, окрашенных эмалевой краской и пропитанных для водо­стойкости дешевым парафином, снижает стоимость кабины на 30-40 рублей и при этом вес кабины уменьшается на 400- 600 килограммов. Уместно вспомнить, что только в Москве еже­годно должно изготовляться более 100 тыс. таких кабин, для чего будет необходимо не менее 2 млн. м2 плит.

Огромный размах жилищного строительства и производства мебели требует широкого использования различных синтетиче­ских материалов и особенно материалов, полученных из древес­ных отходов. Благодаря этому можно высвободить миллионы кубометров деловой древесины, автоматизировать производство столярных изделий, а также значительно снизить стоимость строительства и мебели. Возможности для разумного и наиболее полного использования отходов почти безграничны. При этом важно отметить, что капиталовложения на создание требуемых мощностей по выпуску синтетических смол и древесностружеч­ных плит на единицу продукции в 1,5 раза меньше, чем капита­ловложения в лесную и деревообрабатывающую промышлен­ность для изготовления такого же количества материалов.

На заводах и комбинатах скопляются сотни тысяч кубомет­ров коры. Коро-волокнистые пористые и полутвердые плиты, из­готовленные с применением синтетических смол, могут быть ис­пользованы как звуко- и теплоизоляционные материалы.

В Латвийской ССР опилки и стружки используют для изго­товления бетонных плит (деревобетона)-материала, при­меняемого в сельскохозяйственном строительстве. Здания, пост­роенные из такого деревобетона, обходятся колхозам дешевле де­ревянных и в три раза дешевле кирпичных.

На кубометр деревобетона идет 270 килограммов цемента марки «100» или 200-250 килограммов портландцемента марки «300». На 1 часть цемента в первом случае берется (по объему) 1.1 части песка и 3,4 части отходов древесины (опилок, стружки, щепы). Если в качестве вяжущего материала используется портландцемент, то соотношение составных частей соответственно должно быть следующее: 1,0: 1,5:4,5. В некоторых случаях коли­чество древесной мелочи можно доводить до 6 частей. Легкий и прочный деревобетон, обладающий звуко- и теплоизоляцией, стойкий к огню н не боящийся гниения, получен по способу ин­женеров А. Н. Первовского и А. С. Каржнева. Производство этого материала, названного а р б о л и то м, очень выгодно там, где получается много древесных отходов. Арболит поддается любой отделке.

Испытания показали, что блоки из деревобетона, сделанные со стружками, значительно прочнее на сжатие и изгиб блоков, изготовленных с одними опилками. Можно делать подобные блоки и из смешанной древесной мелочи: стружек, щепы, опи­лок, коры и пр. При изготовлении раствора для монолитных стен и блоков влажность древесной мелочи и песка значения не имеет, так как к сухой или полусухой массе добавляется вода в количестве 250-350 литров на кубометр в зависимости от влажности смеси.

Гипсо-волокнистые плиты изготовляют следую­щим образом. Измельченные и обработанные горячим щелоком волокнистые материалы смешивают с гипсом. Затем получен­ную смесь уплотняют и формуют в машине в виде листов, пли­ток, барельефов, розеток, карнизов и других архитектурных де­талей для отделки помещений. Внешне гипсо-волокнистые плиты похожи на натуральную штукатурку, но они лишены хрупкости, их можно пилить, резать, их поверхность хорошо окрашивается.

Механизированная установка по выпуску гипсо-опилочных блочных строительных конструкций (на 4 части опи­лок 1 часть гипса) начала действовать в колхозе «Дундага» Таллсипского района (Латвия). Из полученного материала пост­роены удобные дома и хозяйственные помещения.

Фибролит (цементно-стружечные плиты) - строительный теплоизоляционный материал, изготовленный из смеси портланд­цемента и древесной стружки (древесной шерсти), длиной 30- 50 сантиметров, шириной 3-6 миллиметров и толщиной 0,2- 0,5 миллиметра. Стружку из древесины хвойных и мягколиственных пород обрабатывают раствором хлористого кальция, ко­торый способствует минерализации древесины, предохраняет ее от загнивания и ускоряет схватывание цемента (обычно исполь­зуется портландцемент марки «400» и выше). Кубометр фибро­лита весит 300-350 килограммов. Плита толщиной 15 сантимет­ров по своей теплозащитной способности равноценна стене в 2,5 кирпича.

Кроме цементного фибролита, изготовляют фибролит эмуль­сионный, магнезиальный и фибробитуминозные плиты. Фибро­лит эмульсионный формуют из древесной шерсти, обработан­ной битумными эмульсиями. Его можно применять сразу после охлаждения. Используется он для утепления стен и покрытия промышленных зданий.

Если древесную стружку обработать каустическим магнези­том или доломитом, смешанными с раствором хлористого маг­ния или железного купороса, получается легкий, огнестойкий и нетеплопроводный материал, известный под названием фибро­лит магнезиальный.

Прессованием смеси древесных опилок, стружек и битуми­нозной пасты, состоящей из 1 части битума, 1 части глины и 1 части поды, выпускают теплоизоляционные фибробитумные плиты. Уменьшив размеры древесной шерсти, удалось получить фибролит с большой звукопоглощающей способностью, который применяют при строительстве театров, дворцов культуры, школ и других общественных зданий. Окрашенный фибролит может быть использован как облицовочный материал. Фибролит легко сверлится, распиливается и крепится гвоздями и шурупами.

Для изготовления кубометра фибролитовых плит необхо­димо (в килограммах):

Фибролитовые плиты различной структуры применяются в качестве утеплителя, звукоизолятора, вместо кирпича и шла­коблоков в материалах для степ, накатов и опалубки.

На различных выставках неоднократно экспонировались сте­новые и перегородочные материалы, полученные из древесных отходов с минеральными вяжущими веществами (цементом, не­гашеной известью, глиной и др.), а также древесноволокнистые плиты на жидком стекле и магнезиальных вяжущих.

Известны также такие материалы, как тырсолит, флоемалит и др.

Тырсолит получают горячим прессованием древесных опилок и древесной пыли (предварительно их можно окрасить синтетическими красителями) вместе с мочевино-формальдегид-ной смолой. Применяют тырсолит как декоративный облицовоч­ный материал.

Из смеси отбросов еловой коры или олубины с опилками и другими наполнителями изготовляют флоемалит - тепло­изоляционные плиты (маты), которые после соответствующей пропитки (древесным или каменноугольным пеком, нефтяным гудроном п другими смолистыми веществами) могут быть ис­пользованы для обшивки стен, потолков, перегородок, как тепло­изоляционный материал, а также для покрытия кровель. В слу­чае необходимости флоемалит может быть окрашен или покрыт штукатуркой. Выпускается он в виде картона толщиной 2- 4 миллиметра и матов - толщиной 5-10 миллиметров.

Общеизвестно, что прочность древесины на растяжение по­перек волокна в 15-30 раз меньше ее прочности вдоль во­локна. Этот существенный недостаток давно был замечен конструкторами и строителями. Этого недостатка не имеет фанера.

Фанера состоит из нескольких склеенных между собой про­тивоположно направленных тонких слоев древесины (шпона). Число таких слоев должно быть нечетным, и тогда фанера всегда сохраняет плоскую форму, незначительно поддается воз­действию внешних факторов (температуре, влажности) и, не­смотря на свою малую толщину, обладает повышенной механи­ческой прочностью.

Выпускается несколько видов фанеры: клееная, специальная (сюда же относится и бакелизированная фанера, т. е. пропитан­ная феноло-формальдегидной смолой), облицованная, тепловая, огнестойкая, армированная, металлизированная, гофрированная, цветная, декоративная,  мебельная, электрофанера  и др.

Из лущеного шпона, слои которого склеены между собой синтетическими смолами, выпускаются и фанерные плиты не­скольких марок как шлифованные с одной или двух сторон, так и нешлифованные.

Металлизированную фанеру получают опыляя обычную фанеру порошковидным или расплавленным металлом (медью, свинцом, алюминием, латунью и пр.), который образует на ее поверхности сплошное металлическое покрытие. Фанера, металлизированная свинцом, - хороший изолятор от лучей рентгена.

Огнестойкую фанеру получают из пропитанного антипиренами шпона или при покрытии обычной фанеры асбестом. Такая фанера самостоятельно не горит и не тлеет даже при местном воздействии источника высокой температуры (800- 1000° С) и не распространяет пламени по поверхности.

Если клееную фанеру покрыть с одной или с двух сторон асбестом и цементом (асбоцементом), то получается водо-, кислото- и огнестойкий материал - к с плоте к, который приме­няется в судостроении и вагоностроении.

Из фанеры с лицевым слоем декоративных древесных по­род и синтетических смол изготовляют облицовочные щиты, ко­торые обладают по сравнению с обычной многослойной фане­рой гораздо большей механической прочностью, высокой стой­костью к влаге и загниванию; поверхностный слой ее имеет повышенную твердость.

Из фанеры изготовляют и другие плиты. Так, горячим прес­сованием березового шпона и смолы получают листы толщиной 15 миллиметров и выше и фанерные плиты.

Большое количество различных работ и предложений посвя­щено экономии древесины при изготовлении фанеры. С этой целью используют микрошпон - тонкий лист шпона толщи­ной 0,08-0,1 миллиметра. Он служит для фанерования дета­лей мебели, облицовки разнообразных древесноволокнистых и древесностружечных плит и других отделочных работ.

Если склеить непарное количество листов микрошпона или наклеить его на прочную бумажную основу, то такой материал называется микрофанерой. Горячим прессованием несколь­ких листов бумаги, пропитанных синтетическими смолами (мо-чевино-формальдегидными и феноло-формальдегиднымн), полу­чают декоративный фанеропластик, лицевую сторону которого покрывают микрошпоном.

Горячим прессованием поливинилхлоридной пленки и микрошпона, пропитанного раствором термопластичной смолы, выпускают рулонный облицовочный материал - фанеропленку.

Как фанеропленка, так и декоративный фанеропластик используются для облицовки мебели, помещений, кают парохо­дов, самолетов и т. п. Применение микрошпона для указанных целей дает возможность сократить расход древесины в 8-12 раз по сравнению с ее расходом на обычную фанеру.

Большую известность получила водостойкая фанера, хотя ее выпуск в общем объеме производства фанеры пока еще не­велик.

Фанера нашла широкое применение в самых различных от­раслях промышленности. Из пес изготовляют до 10000 различ­ных изделий. Ведь каждый кубометр фанеры заменяет 3,3- 4,7 кубометров пиломатериалов. В США за последние десять лет фанера по темпам роста занимает первое место. Ее произ­водство увеличилось более чем в 4 раза (производство алю­миния и пластмасс в 3 раза) и превысило 10 млн. кубометров.

Но если листы шпона склеить феноло-формальдегидной смо­лой при температуре 150-160° С на мощных многоэтажных прессах, то получается так называемая бакелизированная фа­нера, обладающая большой прочностью, превосходящей проч­ность низколегированной стали, высокой водостойкостью и меньшей горючестью. Такую фанеру, не подверженную гние­нию, выпускают в виде листов размерами 1200- 1500X4400- 5600 миллиметров и толщиной 5-16 миллиметров. Бакелизиро­ванная водостойкая фанера используется для выпуска ряда из­делий и в том числе легких лодок, а также в качестве облицо­вочного материала для внутренней и наружной отделки зданий. Многие станции метро в Москве и Ленинграде отделаны подоб­ной фанерой. С этой целью на фанеру наносят только смоля­ную пленку или пленку с текстурной бумагой. Имитированная фанера имеет вид лакированной. Бакелизированная фанера с успехом заменяет сталь, применяемую для опалубки при бе­тонировании. Изготовлен пресс для холодной склейки фанеры синтетическими клеями, который позволяет полностью механи­зировать и автоматизировать весь процесс.

Передвижной сборно-разборный домик ПД-Ш-4а объемом 29,8 кубометра, разработанный в Арктическом и антарктиче­ском институте, весит всего 1100 килограммов и собирается бригадой из двух-четырех человек за 2-3 часа. Вес квадрат­ного метра наборной стенки такого домика толщиной 8 санти­метров составляет всего 17,65 килограмма; 11 килограммов па­дает на долю бакелизированной фанеры. По теплоизоляцион­ной способности такая стенка равноценна сплошной деревянной толщиной 24 сантиметра.

Если фанеру склеить феноло-формальдегидной смолой из четного числа слоев шпона, то такая фанера самопроизвольно сворачивается в трубу. Если надетую на стальную оправу длин­ную фанерную трубу подвергнуть воздействию давления и по­вышенной температуры, вследствие дальнейшей полимеризации смолы листы шпона склеиваются, и труба становится монолит­ной и водостойкой. Такие трубы, соединенные между собой с помощью фланцевых соединений или муфт, изготовленных из такой же фанеры, применяются для транспортировки воды, газа, нефти, пульпы, сточных вод, химических растворов. Фа­нерные трубы легкие, что упрощает их перевозку и монтаж.

В то же время они более стойки к химическому воздействию, чем чугунные трубы. Они долго не изнашиваются и выдержи­вают давление до 10 атм.

Целесообразность замены труб из цветного металла и из нержавеющей стали многослойными фанерными трубами с за­щитным покрытием (кузбасским лаком, бакелитовым лаком и др.) подтверждена продолжительным использованием их в про­изводственных условиях.

Из слоев шпона и металлических листов (с одной или с двух сторон) или металлической проволочной сетки, включенной между слоями шпона, изготовляют так называемую армиро­ванную фанеру, отличающуюся высокой механической проч­ностью и устойчивостью против ударных нагрузок. Такую фанеру можно изготовить плоской, в виде труб, изогнутой. При­меняют ее для строительства легких мостов, радиомачт, опор­ных колонн, домов. Армированная фанера хорошо обрабаты­вается, гнется, штампуется и склеивается. Ее можно клепать и паять.

Для получения электрофанеры между слоями шпона запрессовывают электронагревательные элементы. Этот способ лучистого отопления уже применяется на судах. Такая фанера толщиной 4,5 миллиметра нагревается до 50-60° С при рас­ходе электроэнергии 30-50 ватт на кубометр помещения.

Слоистые пластики получают горячим или холодным прессованием листовых волокнистых материалов (бумаги, дре­весного шпона и пр.), пропитанных различными высокомолеку­лярными соединениями (связующими). К ним относятся гети-накс, декоративные слоистые и древеснослоистые пластмассы.

Гетинакс - слоистый прессованный материал, состоящий из двух или более слоев специальной бумаги, пропитанных фе­ноло-формальдегидной или другими резольными смолами. Из гетннакса различных марок изготовляют электротехнические де­тали (рубильники, щиты, переключатели и пр.), а также его используют в производстве печатных элементов (схем) в радио­технической аппаратуре.

Гетинакс устойчив к воздействию жиров и минеральных ма­сел и менее стоек к воздействию кислот. Механическую обра­ботку гетннакса рекомендуется вести очень острыми инструмен­тами при большой скорости резания и малой величине подачи. Слоистые пластики из бумаги, пропитанные синтетическими смолами, с каждым годом все шире применяются в электротех­нике.

Бумажно-слоистые пластики - листовой материал, изготовляемый из специальных сортов прочной бумаги, пропитанный мочевино-формальдегидными, меламино- или феноло-формальдегидными смолами и подвергнутый горячему прессо­ванию. Обычно составляют «пакет» из 20-22 листов пропитан­ной бумаги. Для получения таких пластиков, используют бумаги: изоляционно-пропи­точные на основе сульфатной целлюлозы (для внутренних слоев пластика); из беленой сульфитной целлюлозы повы­шенной прочности (для поверх­ностных слоев пластика). Та­ким образом, внутренние слои пластика набирают из прочной крафт-бумаги весом одного квадратного метра не менее 80 граммов. Кроющая бумага для декоративных слоев одно­тонного пластика и промежу­точного кроющего слоя имита­ционных пластиков должна об­ладать непрозрачностью, т. е. при малой толщине кроющего слоя полностью укрывать внут­ренний темный слой пластика (рис. 60).

При изготовлении имитаци­онных пластиков сверху крою­щей бумаги запрессовывается специальная впитывающая бу­мага с каким-то определенным рисунком (текстурная бумага). Внешняя поверхность пластика может быть блестящей или матовой. Она может обладать лю­бым многокрасочным рисунком, имитирующим цепные породы дерева, камень, ткани и другие материалы. Пластики под свет­лый и темный орех, дуб, карельскую березу, орлец, малахит, мрамор и т. п., а также однотонные (под слоновую кость и дру­гие цвета) используются для отделки мебели, кают судов, ва­гонов, автобусов, самолетов, магазинов, ресторанов, кафе, ку­хонь, дверей и пр. (рис. 61).

Такими материалами, например, отделаны пассажирские са­молеты и атомный ледокол «Ленин». Использованы они и для отделки некоторых станций метро в Москве и Ленинграде, па­норамного кинотеатра «Мир» (Москва), Дворца спорта в Луж­никах, универмага «Детский мир» (Москва), некоторых новых домов и пр. Из пластика изготовляют корпуса радиоприемников, телевизоров, облицовывают рояли, пианино и пр.

Литографии, схемы, чертежи, планы, рисунки, портреты, за­прессованные подобным образом, хорошо предохраняются от воздействия влаги, пыли и повреждений.

Если под поверхностный слой запрессовать материал, обла­дающий высокой теплопроводностью (вроде металлической фольги), то можно получить пластик, хорошо проводящий тепло.

Крепятся слоистые пластики при помощи клеевых мастик, а также шурупами при помощи специальных накладок. Этот материал можно пилить и сверлить. Декоративные материалы выпускаются в виде листов различных размеров.

Часто в строительстве применяют бумажно-смоляные покрытия, представляющие собой только внешний слой бумажнослоистых пластиков, наносимых прессованием на любой листовой материал. Бумажнослоистые пластики можно приклеи­вать или напрессовывать на другие материалы: древесноволок­нистые и древесностружечные плиты, фанеру, дерево, пенопласты, а также непосредственно на стену, штукатурку и к дру­гим материалам.

Древеснослоистые пластики (ДСП) получают в результате горячего прессования топких (от 0,2 до 3 мм) ли­стов лущеной древесины, преимущественно березы, называемых шпоном и пропитанных раствором резольной смолы. В зависи­мости от толщины и назначения ДСП выпускают в виде листов и плит.

Пропитанный шпон высушивают, собирают в пакеты и за­тем прессуют на гидравлических прессах при температуре около 160° С. При этом древесина уплотняется, листы шпона прочно склеиваются между собой.

Древеснослоистые пластики благодаря хорошим физико-ме­ханическим свойствам имеют широкое применение. Вкладыши подшипников из ДСП применяются в прокатных станах, метал­лорежущих станках, бумагоделательных машинах, гидравличе­ских насосах и турбинах, землесосных снарядах, буровых стан­ках, судовых механизмах, дробилках, шахтных машинах и мно­гих других механизмах. Из ДСП также изготовляются ползуны, вкладыши, втулки, шестерни, масленки, выключатели и другие разнообразные детали. Шестерни из ДСП обладают малым ве­сом и хорошей износоустойчивостью, работают бесшумно без смазки даже при высоких скоростях.

Известно большое количество марок ДСП как общего, так и специального назначения: ДСП-Б по своей прочности прибли­жается к высокопрочному алюминиевому сплаву, ДСП-10 изго­товляется из березового шпона, пропитанного спиртовым или водно-спиртовым раствором фенол- или крезолформальдегидной смолы. Из соснового шпона, пропитанного феноло-формаль­дегидной смолой (содержание смолы доходит до 50-60%, т. е. в 2-3 раза выше, чем в ДСП общего назначения), изготовляют древесные пластики, отличающиеся повышенной кислотостойкостью (ДСП-Ф).Из такого материала изготовляют детали рек­тификационных колонн: колпачки, паровые патрубки, тарелки и пр. Специально для электропромышленности выпускают ДСП-Э трех марок. Известен еще ряд древесных пластиков.

Балинит - древесный слоистый пластик, полученный из шпона, предварительно обработанного 3-5%-ным раствором едкого натра и высушенного. Кроме того, изготовляют и термо­гибкие ДСП (ДСТП), которые способны деформироваться при повышенной температуре. Для получения беролита шпон пропитывают дициандиамидом.

Древовинил - слоистый пластик, в котором шпон про­питан полимерами дивинилацетилеиа.

Арктилит - армированный древесный пластик из березо­вого шпона, хлопчатобумажной ткани, пропитанных фенол- или крезолформальдегидной смолой, и проложенной между ли­стами шпона тканой металлической сетки из проволоки диамет­ром 0,2-0,3 миллиметра.

Методом прессования измельченного шпона и древесной крошки можно по шаблону изготовить любую деталь самой сложной конфигурации. Таким образом изготовляют цельно-прессованные изделия (при 140°С и давлении 450 атм), не тре­бующие дальнейшей механической обработки, и в том числе: футляры радиоприемников, лыжи, плоскости и фюзеляжи тре­нировочных самолетов и планеров, а также корпуса небольших судов, некоторых машин, аппаратов и пр. Тормозные колодки поездов метрополитена тоже изготовлены из прессованной про­питанной смолой древесной крошки

Для многочисленных ленточных транспортеров, применяю­щихся в различных отраслях промышленности, необходимо большое количество металлических роликов. Для этой цели на каждые 100 метров транспортера расходуется 1 - 1,5 тонны труб. Использование для этой цели роликов, запрессованных из опилок, пропитанных смолой, полностью себя оправдало.

На Костромском фанерном комбинате получен древесный пластик из опилок без применения связующих веществ. Спе­циальный пресс позволяет формовать плиты высокой прочности. На комбинате созданы различные мастики для склеивания но­вого материала с бетонным и древесным основанием. Самую сложную форму или рисунок можно выполнить прессованием (украшение для стенных часов резьбой по дереву стоит 20 руб., а прессованием - 2 коп.). Опилки могут быть использованы вместо стекловолокна в составе пенопласта ФС-7.

Втулки и вкладыши, полученные прессованием из древесной пресскрошки, обладают хорошими антифрикционными свойствами и их можно применять в различных станках и механиз­мах. Следует при этом отметить, что расход фенола на изттовление пресскрошки примерно на 30-40% меньше, чем в произ­водстве пресспорошков. Таким образом, при изготовлении де­талей из такою материала не только экономится 8-10 тонн цветных металлов, но и снижаются на 3000-4000 человеко-ча­сов трудовые затраты.

Вес вкладыша из ДСП почти в 6 раз меньше веса аналогич­ного вкладыша из бронзы. Стоимость подшипника из прессо­ванной древесины составляет 40%, а из ДСП - 45% стоимости подшипника из бронзы. Каждая тонна древеснослоистых пла­стиков заменяет более 3 тонн бронзы. Ежегодно в результате замены цветных металлов ДСП страна получает десятки мил­лионов рублей экономии.

Так как удельный вес ДСП примерно в 5-6 раз меньше удельного веса стали или чугуна, то цена единицы объема ДСП почти равна стоимости единицы объема черных металлов, но зато в 5-7 раз ниже цены единицы объема бронзы.

Успешное применение древеснослоистых пластиков подтвер­ждается многолетним опытом различных предприятий. Так, на заводе «Севкабель» (г. Ленинград) более 30 000 деталей из таких пластиков работают в разнообразных станках и меха­низмах. На Окуловском целлюлозно-бумажном комбинате кис­лотные насосы работают годами на подшипниках из древесно­слоистых пластиков, тогда как применявшиеся ранее подшип­ники из кислотоупорной бронзы изнашивались в 3-4 месяца. Ленинградский завод гидромеханического оборудования ис­пользует подобные пластики вместо металла в шлюзовых затво­рах гидроузлов.

В процессе эксплуатации детали из ДСП можно смазывать машинным маслом, водой, эмульсией и густыми смазками.

Количество синтетических материалов, изготовленных на основе древесных материалов или с помощью продуктов лесо­химической и деревообрабатывающей промышленности, очень велико. Большая часть из них и пути их получения показаны на рис. 62.

Для того чтобы были яснее те огромные выгоды, которые нам дает применение новых материалов в строительстве, рас­смотрим еще один пример. При постройке современного много­этажного дома 60% всей расходуемой древесины идет на на­стилку пола. В итоге для каждого нового пятиэтажного дома требуется вырубить примерно 5 га леса.

Химия и здесь дает более дешевые, да и более качественные материалы. За рубежом давно уже перешли на изготовление полов из полихлорвинилового линолеума. Действительно, из тонны дешевой поливинилхлоридной смолы можно получить 741 квадратный метр линолеума, заменяющего 51,8 кубометра пиломатериалов. А ведь полихлорвиниловый линолеум так же прочен и красив, как и линолеум, изготовленный на основе льняного масла и пробковой корки. Из тонны коллоксилина по­лучается 1136 квадратных метров целлюлозного линолеума (нитролинолеума), что высвобождает 79.5 кубометра пиломате­риалов. При этом стоит напомнить, что у нас до сих пор почти 90% полов делают деревянными. Изготовление 250 миллионов квадратных метров синтетических материалов для покрытия полов даст экономию 200 миллионов рублей, высвободит более 100 тыс. рабочих и снизит ежегодный объем железнодорожных перевозок на 600 тыс. вагонов.

Древесноволокнистые плиты стойки к истиранию, не боятся влаги, легко моются и заглушают шумы, возникающие при ходьбе. Так как поверхностная окраска сравнительно быстро снашивается при эксплуатации, то более эффективной является окраска плит в массе.

Пол, собранный из древесноволокнистого паркета, обхо­дится примерно в 2 раза дешевле дубового паркетного настила и в 1,5 раза дешевле линолеума.

Древесные отходы (опилки, щепки, стружки), смешанные со смолой, после прессования оказались очень устойчивы к воз­действию воды, бензина, масел.

Древесностружечные плиты, если их лицевой слой подверг­нуть соответствующей отделке, могут быть использованы в ка­честве пола (табл. 8).

Для устройства полов в промышленных, общественных и жилых зданиях применяется ксилолит (в переводе с грече­ского «каменное дерево»). Этот материал обладает прочностью камня, а обрабатывают его теми же методами, что и древесину.

Ксилолит несгораем, обладает большой механической проч­ностью, мало тепло- и звукопроводен, морозостоек и водоупорен. Обладая небольшим объемным весом, ксилолит выдержи­вает большие нагрузки и хорошо сопротивляется истиранию. Поэтому на ксилолитовых полах мало пыли. Применение кси­лолита позволяет значительно снизить затраты труда по устрой­ству полов. Такие полы в 2,5 раза дешевле полов из мозаичных плиток. Для производства паркетных шашек из ксилолита на 100 частей сухих опилок берут 1 часть каустического магнезита и затворяют раствором хлористого магния (из расчета на 1 ки­лограмм магнезита 0,64 литра раствора хлористого магния).

К концу текущей пятилетки до 40% всех полов будут вы­полняться из новых синтетических материалов.

источник:  А. Авербух,  "Что делает химия из древесины", Москва, издательство "Лесная промышленность", 1970 год

UP

Вход/Регистрация - Присоединяйтесь! Ваше имя: (или войдите через соц. сети ниже)

Комментарии и отзывы ( потяните за правый нижний край для увеличения окна ):

Введите код, который Вы видите на изображении выше (чувствителен к регистру). Для обновления изображения нажмите на него.

• Строительные материалы, детали и конструкции из древесины. Сортамент лесоматериалов
• Основы материаловедения древесины
• Араукария Каннингема (Araucaria cunninghamii), дерево, свойства древесины
• Тасманский дуб (E. delegatensis, E. obliqua & E. regnans), дерево, свойства древесины
• Бекхаусия Бэнкрофта (Backhousia bancroftii), дерево, свойства древесины