Каталог статей о ремонте и строительстве. Обзоры материалов и инструментов.

Главная / Пиломатериалы, лесоматериалы / Применение деревянных клееных конструкций в условиях Севера

Проблема улучшения эксплуатационных свойств клееных изделий и конструкций из древесины, пластмасс, композиционных материалов особенно актуальна для строительства в северных районах. В отечественной и зарубежной практике известны примеры продолжительной эксплуатации клееных несущих и ограждающих панельных конструкций промышленных и гражданских зданий. Необходимые качество и надежность в эксплуатации обеспечиваются высокоэффективными технологиями изготовления этих конструкций в заводских условиях.

Опыт строительства в Якутии показывает, что достаточно надежными и долговечными могут быть конструкции из древесины лиственницы, несмотря на то, что технологические приемы обработки и применение этой древесной породы представляют известную сложность. Так, при высушивании доски из лиственницы коробятся, на поверхность выступает смола, появляются трещины и возрастает жесткость древесины. Все эти факторы мешают нормальному процессу склеивания и вызывают необходимость принятия специальных мер.

Среди них оказались эффективными склеивание древесины с повышенной влажностью и применение клеев, наполненных порошками эластомеров. Повышенную влажность следует понимать как повышение нормируемой влажности (12–15%) на 5–8%; при этом может быть достаточной атмосферная сушка вместо камерной, что делает технологию склеивания менее энергозатратной.

При повышенной влажности древесина лиственницы менее жесткая и менее склонна к растрескиванию, что облегчает запрессовку пакетов досок и наряду с улучшением качества клеевого шва также экономит энергию при запрессовке. Повышенная влажность способствует более активному прониканию гидрофильных клеев, в частности водо– и спирторастворимых резорцино–формальдегидных, в структуру древесины и образованию стабильной по свойствам зоны клеевого шва, которая, в целом, определяет стойкость и долговечность клееных изделий.

Применение клеев, наполненных порошками эластомеров, является новым направлением в технологии клееных конструкций, обеспечивающей гидрофизическую и динамическую устойчивость клеевых соединений. Основная цель — повысить морозостойкость. Последняя обеспечивается как природой полимерной основы — связующего, так и видом наполнителей и специальных добавок.

При действии отрицательных температур многие полимеры (связующие) переходят в стеклообразное состояние, при этом утрачивают способность противостоять динамическим нагрузкам. Чтобы повысить морозостойкость, нужно не только применять эластичные наполнители, но и подбирать полимерную основу клея с учетом температуры стеклования. Такой основой являются водо– и атмосферостойкие резорцино–формальдегидные и фенол–резорциноформальдегидные полимеры.

Традиционно для указанных клеев наполнителями служат органические дисперсные материалы — древесная мука, лигнин в порошке, мука из соломы, отходы производства целлюлозы. Для повышения водо– и морозостойкости клеевых соединений предложены наполнители, обладающие свойствами эластомеров: порошок изношенной резины, диспергированные каучуки и др. Особенно эффективны фторкаучуковые наполнители, обладающие предельно низкой температурой стеклования. Они способны повышать энергетический барьер разрушения адгезионных связей, уменьшать разность коэффициентов объемного температурного расширения, снижать скорость набухания зоны клеевого шва, значительно уменьшают усадочные напряжения в клеевом соединении.

Состав, включающий фторполимер и каучук, обладает большей степенью водостойкости по сравнению с композицией, содержащей изношенную резину, что обусловлено более высокими техническими показателями применяемого наполнителя. Испытания на морозостойкость, проведенные по методике, имитирующей климатические условия Севера, показали, что эластомерные наполнители обеспечивают достаточную стойкость клеевых соединений в широком диапазоне температурно–влажностных воздействий.

Проведены опыты по определению влияния количества вводимого наполнителя (смесь фторполимера и каучука) на прочность клеевого соединения древесины лиственницы (клей резорциноформальдегидный ФР–12) после 14–суточного выдерживания образцов при температуре минус 60°С. Получены зависимости прочности клеевого соединения при скалывании вдоль волокон, МПа, от количества вводимого наполнителя, мас.%, при температурах выдерживания образцов минус 60°С и плюс 20°С. Сравнение показало, что при минусовой температуре прочность соединения выше, а оптимум содержания наполнителя находится в пределах 4–8 мас.%.

На основе проведенных испытаний и выполненных с их учетом технологических разработок предложены новые способы изготовления клееных несущих конструкций из древесины лиственницы панельных конструкций, клееных элементов каркасных домов, способы крепления утеплителей на клею к обшивкам панелей для строительства зданий в условиях Якутии. Созданы производственные мощности на импортном оборудовании по выпуску клееных изделий, конструкций и заготовок с максимальным использованием древесного сырья.

Для каркасного строительства разработана конструкция стеновой панели, между наружной и внутренней обшивками которой располагаются три функционально различных слоя. Первый слой, обращенный к наружной обшивке, выполняется из заливочного негорючего пенофенопласта “Пенорезол–НТ”; частично этот слой выполняет, кроме теплоизоляции, еще и несущую функцию, благодаря прочной адгезионной связи с обратной стороной наружной обшивки. Средний слой представляет массивный клееный щит из низкосортных хвойных досок, расположенный вертикально клеевыми швами. Щит выполняет одновременно несущую, ограждающую, тепло– и паровлагозащитную функции, является одним из основных конструктивных элементов всей каркасной системы. Для склеивания щита использованы влаго– и атмосферостойкие резорциноформальдегидные клеи, модифицированные поливинилацетатной дисперсией.

Третий слой, обращенный к внутренней обшивке, выполняется из негорючего жесткого заливочного минерального утеплителя — пенобетона, пеносиликата, пеногипса. Применение заливочных составов минерального утеплителя унифицирует технологию изготовления панели. Наружная обшивка панели выполняется из фанеры или конструкционных древесных плит с защитой от атмосферных воздействий огне– и влагостойкими покрытиями или пропитками, а внутренняя — из гипсокартона.

Ребрами панели служат цельные или клееные доски, к которым крепятся на гвоздях или шурупах наружная и внутренняя обшивки, а также клееный внутренний деревянный щит. Благодаря такому креплению, щит вместе с ребрами панели вовлекается в работу всей каркасной системы, повышая ее жесткость, устойчивость и несущую способность одновременно с тепловой защитой. Для климатических условий северных районов России предложенная конструкция ограждающей панели наиболее рациональна, так как она защищает не только от холода, но и от внешнего перегрева в летнее время, когда температура на поверхности, облучаемой солнцем, может достигать плюс 50°С. Таким образом, конструкция обладает повышенной теплоустойчивостью.

Достоинствами конструкции являются также невысокая стоимость основных строительных материалов (древесина, пенобетон, гипс), технологичность строительных работ, минимальная вероятность образования гидроконденсата, соответствие новым требованиям теплозащиты по СНиП II–3–79** “Строительная теплотехника”.

Понравилась статья?

Мне нравится