Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Строительные материалы на основе переработанной древесины. Учебное пособие
.pdf
роорганизмами. Антисептики смешивают со смолой, и эту смесь добавля-
21
ют в стружку путем распыления форсунками.
Огнестойкость. Огнестойкость плит достигается введением в стружечную массу антипиренов. Однако обычно антипирены снижают прочность и водостойкость плит. Поэтому в стружечную массу одновременно
с антипиренами необходимо добавлять гидрофобизатор.
Наилучшим огнеустойчивым средством для стружечных плит является состав МС 1:1, который вводят в сырую стружку путем распыления в количестве 5% от веса стружки. Затем стружку высушивают до
обычной влажности (4‒6%). Высушенную стружку смешивают со связующим и гидрофобным веществом.
Средние данные физико-механических свойств плит, приведены в
таблице 2.6.
кгс/мм
22
шурупов,
ванию
2
Таблица 2.6
Удельное сопро-
Предел прочности
2
тивление выдерги-
) при ста-
(кгс/см
тическом изгибе
кгс/см
гвоздей,
плиты
поперек
вдоль
плиты
ками
с гидрофоб-
ными добав-
без гидро-
фобных до-
бавок
Разбухание за 24 ч, %
вок)
Водопогло-
% (без гидро-
фобных доба-
щение за 24 ч,
3
г/см
Плот-
ность,
Физико-механические свойства древесностружечных плит
Способ
производства
Плоское перио-
0,50-0,65 70-90 8-22 5-14 130-200 130-200 20-40 4-8
дическое прессо-
0,66-0,80 65-90 30-35 8-20 130-180 130-180 20-35 6-8
вание
То же 0,66-0,80 55-70 10-25 6-18 170-240 170-240 30-60 6-10
ние
Плоское непре-
рывное прессова-
0,50-0.65 60-80 1-3 - 200-350 80-150 15-25 3-6
То же 0,35-0,50 60-90 1-3 - 160-200 60-80 - -
прессование
непрерывное
Экструзионное
стружечные
Трехслойные
Трехслойные
среднего веса
Плиты древесно-
тяжелые
тяжелые
Однослойные
сплошные,
среднего веса
фанерованные
Экструзионные
фанерованные,
Экструзионные
многопустотные
2.3. Особенности технологического процесса производства
23
Сырье для производства древесностружечных плит
Древесное сырье
Для производства древесностружечных плит в качестве сырья могут
служить: древесина, лубяные растения (солома, тростник, костра льна и
конопли), отходы семян (подсолнечная лузга, хлопок).
Первоначально для изготовления древесностружечных плит использовались исключительно отходы деревообрабатывающих, производств. В настоящее время все шире используют неделовую древесину ‒
дрова, низкосортный пиловочник и тонкомер.
Основным сырьем для изготовления древесностружечных плит служит неделовая древесина. Наряду с этим используются и различные отходы лесопиления и деревообработки: рейки, срезки, обапол, горбыль, карандаши, шпон-рванина, стружка ‒ отходы от строгальных станков, опилки от лесопильных рам.
Лесосечные отходы (сучья, вершины, откомлевки) также могут служить сырьем для производства экструзионных древесностружечных плит.
Для изготовления древесностружечных плит лучшим сырьем является древесина хвойных пород. Ниже более подробно рассматривается древесное сырье для производства древесностружечных плит.
В качестве древесного сырья для производства древесностружечных
плит применяются:
1. Неделовая древесина (лесоматериалы, которые по своим качественным характеристикам не соответствуют утвержденным стандартам
и техническим условиям на деловую древесину, дрова);
2. Древесные отходы лесопиления (горбыли, рейки, обрезки досок и
другие крупнокусковые отходы, а также опилки), фанерного производства (карандаши, шпон-рванина, срезки фанеры), кусковые отходы и стружка ‒ отходы мебельного производства и других деревообрабатывающих предприятий.
3. Технологическая щепа из отходов лесопиления и лесозаготовок
(ветви, сучья, вершины, откомлевки) хвойных (ель, сосна, кедр, пихта) и
лиственных (береза, ольха, липа, бук, осина) пород за исключением особо
твердых лиственных пород.
По назначению древесное сырье используется следующим образом.
Для изготовления однослойных и наружных слоев трехслойных древесностружечных, плит используют все указанные выше виды сырья в
окоренном виде за исключением шпона-рванины, стружки ‒ отходов деревообрабатывающих станков, опилок и технологической щепы. При этом
рекомендуются такие породы древесины, как сосна, ель, кедр, пихта.
Для изготовления внутреннего слоя трехслойных плит применяют
все виды сырья, указанные выше, за, исключением опилок. При этом, кро-
ме древесины хвойных пород, может быть использована и древесина лист-
24
венных пород: береза, ольха, липа, бук, осина и др.
Для изготовления экструзионных плит могут быть использованы все
виды сырья, указанные выше. При этом допускается использование сырья,
содержащего не более -10‒12% коры. Экструзионные плиты лучшего качества получают из древесины хвойных пород. При применении лиственных
пород повышается расход смолы и уменьшается производительность пресса на 30‒40%. Прочность экструзионных плит из древесины лиственных
пород на 25‒30% ниже, чем плит из древесины хвойных пород. В связи с
этим древесину лиственных пород рекомендуется применять лишь в качестве добавки (до 30%) к древесине хвойных пород.
Диаметр сырья в круглом виде устанавливается от 4 см и выше.
Сырье диаметром от 20 до 30 см подлежит расколке на 2 части, диаметром более 30 см ‒ на столько частей, чтобы толщина полена не превышала 15см.
Сырье может поступать в окоренном и неокоренном виде. При этом
неокоренные колотые дрова и отходы лесопиления и деревообработки не
должны иметь коры более 12‒14%. На окоренном сырье остатки коры или
луба не должны превышать 3% от поверхности сырья.
Порода древесины. Древесностружечные плиты на 85‒90% состоят
из древесины, поэтому, естественно, порода древесины оказывает большое
влияние на физико-механические показатели плит. Прочность древесностружечных плит тем выше, чем меньше плотность исходной древесины.
При одинаковом содержании связующего древесностружечные плиты из хвойных и мягких лиственных (тополь, липа, ива) пород древесины
примерно на 20% прочнее плит из березовой древесины и на 40% прочнее
плит из буковой древесины. Таким образом, из древесины с низкими показателями прочности получаются плиты с более высокими прочностными
показателями. Это объясняется тем, что в период прессования плиты более
тесная связь между древесными частицами получается тогда, когда стружки имеют больший объем, т. е. когда плиты прессуются из стружек легких
древесных пород. Следует отметить, что при соприкосновении с водой
и влагой плиты из мягколиственных и хвойных пород древесины разбухают значительно больше, чем плиты из твердолиственных пород.
Когда необходимо получить плиты высокой прочности, их надо изготовлять из древесины хвойных или мягких лиственных пород. Однако
это не значит, что твердые лиственные породы не пригодны для производства плит. Из них также изготовляют плиты высокого качества.
Связующие вещества
В качестве связующего в производстве древесностружечных плит применяют, главным образом мочевиноформальдегидные и значительна реже
фенолформальдегидные и мочевино-меламино-формальдегидные смолы.
При добавлении одинакового количества этих связующих получаются
25
древесностружечные плиты практически с одинаковыми физикомеханическими показателями. Плиты, изготовленные на основе фенолформальдегидных смол, обладают тем преимуществом, что имеют большую
стойкость при одновременном воздействии влаги и температуры выше 65° С
по сравнению с плитами на основе мочевиноформальдегидных смол.
Количество добавляемого связующего оказывает особенно большое
влияние на физико-механические показатели древесностружечных плит.
Чем больше связующего добавляется к стружке, тем выше физикомеханические показатели древесностружечных плит. Однако стоимость
связующего составляет 40‒50% себестоимости плит, поэтому увеличение
его расхода ведет к повышению себестоимости плит.
Для плит с плотностью 0,6 г/см3 увеличение содержания связующего
от 6 до 12% повышает предел прочности при статическом изгибе от 107 до
185 кгс/см2. Такое же повышение предела прочности плит можно получить
за счет увеличения плотности от 0,6 до 0,7 г/см3. Таким образом, в тех случаях, когда при использовании древесностружечных плит плотность не
имеет значения, более целесообразно повышать прочность плит за счет
увеличения плотности, а не за счет связующего.
Для производства древесностружечных плит применяют так называемые термореактивные конденсационные смолы. Эти смолы под влиянием высокой температуры (около 100°С) или отвердителей (катализаторов), а чаще при одновременном воздействии этих факторов превращаются в твердые, неплавкие (необратимые) и нерастворимые вещества.
Основными материалами для приготовления синтетических смол являются: фенол кристаллический и некоторые его разновидности, мочевина
техническая, меламин технический, формалин синтетический из метанола.
Фенол является побочным продуктом сухой перегонки каменного
угля и других органических веществ с большим содержанием углерода.
Фенолы состоят из трех химических элементов: углерода, водорода и кислорода. По виду фенол ‒ бесцветные ромбические кристаллы с резким характерным запахом. Фенол очень гигроскопичен и ядовит. Он всасывается
слизистыми оболочками и кожей и в больших дозах может вызвать отравление. На свету кристаллы фенола постепенно краснеют, а на воздухе плавятся (температура плавления 43° С) и легко испаряются. В газообразном
состоянии фенол огнеопасен и вреден для человеческого организма.
Мочевина в чистом виде представляет собой (бесцветные кристаллы. Техническая мочевина сероватого цвета с содержанием чистого продукта около 80%. Мочевина, или, как ее часто называют, карбамид, хорошо растворяется в воде, этиловом спирте и в аммиачной воде. Мочевину
получают синтетическим путем, пропуская через специальную реакционную колонку при температуре 180° С под давлением около 200 ат смесь
мочевинной кислоты и аммиака.
Меламин в чистом виде представляет собой бесцветные кристаллы,
26
хорошо растворимые в воде. Меламин технический включает до 8% примесей других химических продуктов. Меламин получают из мочевины или
дициандиамида путем их термической обработки (разложения).
Формалин ‒ водный раствор формальдегида ‒ представляет собой
прозрачную бесцветную или желтоватого цвета жидкость. Исходный продукт для получения формалина ‒ формальдегид ‒ бесцветный газ с резким
удушливым запахом, раздражающе действующий на слизистую оболочку
глаз и дыхательных путей. Формальдегид получают путем окисления метилового спирта кислородом воздуха при высокой температуре. Формальдегид хорошо растворяется в воде. Для производства смол формальдегид
поступает в виде 40%-ного водного раствора.
Вспомогательные вещества (катализаторы) ‒ вещества, которые
в небольших количествах вводят в реакционную массу для более полного
соединения реагирующих веществ и ускорения процесса смолообразования. При этом сами катализаторы не изменяются и в реакции не участвуют. В качестве катализаторов применяют щелочи и щелочные соли (едкий
натр, едкий калий, аммиачная вода, гашеная известь), кислоты и кислые
соли (соляная, серная, молочная, лимонная, щавелевая кислота, хлористый
и. сернокислый аммоний, контакт Петрова). Количество вводимых в реакционную массу катализаторов колеблется в пределах от 0,5 до 10%.
В зависимости от характера реакций, происходящих при смолообразовании, синтетические смолы разделяют на полимеризационные и конденсационные.
Полимеризационные смолы термопластичны, они обладают способностью при нагревании плавиться, а при охлаждении затвердевать. Поэтому их не применяют для производства древесностружечных плит.
Конденсационные смолы могут получаться термопластичными и
термореактивными в зависимости от соотношения исходных материалов
и применяемого катализатора. Для производства древесностружечных
плит применяют только термореактивные конденсационные смолы. Под
влиянием высокой температуры и отвердителей эти смолы превращаются
в твердые нерастворимые вещества, свойства которых не изменяются ни
при охлаждении, ни при нагревании.
Термореактивные конденсационные смолы образуются путем химического соединения двух или нескольких молекул различных веществ: мочевины и формальдегида, меламина и формальдегида или фенола и формальдегида. В зависимости от исходных продуктов, участвующих в реакции, термореактивные конденсационные смолы разделяют на следующие группы: мочевино-формальдегидные, меламино-формальдегидные, фенолформальдегидные. Иногда в реакции участвуют одновременно мочевина и меламин, тогда,
смолы называются мочевино-меламино-формаль-дегидными.
Технологический процесс производства древесностружечных плит
27
Технологический процесс производства древесностружечных плит
включает следующие основные операции:
1. Подготовку древесного сырья к переработке на стружки: сортировку, окоривание, увлажнение, раскрой на заготовки определенных размеров.
2. Переработку древесины в специальные стружки.
3. Сушку стружек.
4. Проклеивание стружек связующим.
5. Формирование стружечного ковра.
6. Прессование стружечных плит.
7. Обрезку, шлифование, контроль и сортировку плит.
В некоторых цехах возможно также дополнительное проведение
предварительного раскроя плит.
Древесное сырье подготовляют к переработке на стружки. Крупное
древесное сырье длиной до 1330 мм поступает для раскроя на чураки длиной 330 мм на трехпильный станок, затем, пройдя через металлоискатель
загружается в стружечные станки, где оно перерабатывается в стружки
требующейся толщины.
Полученная на стружечных станках стружка должна быть обработана перед проклеиванием. Для этого ее измельчают в дробилках и сушат.
Из сухой стружки при помощи виброгрохотов и сепараторов выделяют
пыль и грубые частицы.
Процесс проклеивания стружки, происходящий в смесителях, заключается в нанесении на нее клея. Смеситель должен равномерно наносить
клей на стружку, а распыленные частицы клея должны иметь наименьшие
размеры. Стружка подается в барабан и подбрасывается лопастями вращающегося внутри барабана вала. На крышках смесителя закреплены форсунки, в которые подается связующее и сжатый воздух. Стружка, находящаяся во взвешенном состоянии, опрыскивается связующим, распыляемым форсунками.
Из смесителей стружка ленточными транспортерами передается в
формирующую машину, которая образует трехслойный стружечный ковер
на поддонах, перемещаемых по конвейеру. Полученный стружечный ковер
подвергается холодной подпрессовке, взвешивается, а затем прессуется
в горячем прессе. Полученные плиты удаляются транспортерами главного
конвейера с поддонов и передаются на форматный станок или на весы,
а затем на штабелеукладчик.
Предварительная подпрессовка необходимо для уплотнения ковра,
чтобы при транспортировании его к горячему прессу не деформировались
кромки и мелкие частицы не просеивались в нижнюю часть ковра.
Горячее прессование трехслойных стружечных плит производится
в многоэтажном прессе периодического действия или одноэтажных гусеничных прессах непрерывного действия.
При изготовлении экструзионных древесностружечных плит сырье
28
подвергается указанным выше основным операциям, при этом исключается лишь формирование стружечного ковра, так как эта операция в экструзионном прессе объединена с прессованием, т.е. стружка подается непосредственно в пресс, минуя стадию формирования стружечного ковра и
его подпрессовки.
Отпрессованная в горячем прессе трехслойная стружечная плита
имеет неровные рыхлые кромки. Для обрезки кромок плиту направляют на
форматный станок, а затем на штабелеукладчик или обрезают кромки плиты после выдержки их около недели в штабелях.
На некоторых предприятиях плиты после прессования поступают
в камеру кондиционирования, где охлаждаются.
При экструзионном прессовании плита получается в виде бесконечной полосы, которую на форматном станке разрезают на плиты определенных размеров.
3. ЦЕМЕНТНО-СТРУЖЕЧНЫЕ ПЛИТЫ
Параметры
Значения
Предельные отклонения для плит марки, мм
ЦСП-1
ЦСП-2
Длина, мм
3200, 3600
±3,0
±5,0
Ширина, мм
1200, 1250
Толщина, мм
до 12,0
±0,7
±0,8
от 12,0 включ. до 15,0
±1,0
±1,1
от 15,0 до 19,0
±1,2
±1,3
19,0
±1,5
±1,6
Примечания
1. Градация по толщине плит осуществляется с шагом 2 мм.
2. Предельные отклонения по толщине приведены для нешлифованных плит. Предельные отклонения по толщине шлифованных плит - ±0,3 мм.
29
Цементно-стружечные плиты ‒ листовые материалы, полученные на
основе цемента, стружек и минерализаторов. Имеет высокую прочность,
влагостойкость, трудносгораемость, биостойкость, отсутствие токсичности, легкость в обработке.
Применяются ЦСП в качестве обшивки ограждающих конструкций
(плиты перекрытия, плоского покрытия, стен).
Процесс производства ЦСП складывается из следующих технологических переделов: хранение древесного сырья, нарезание стружки, гомогенизация стружки в дробилках, приготовление цементно-стружечной смеси,
фракционирование стружки, формование пакетов плит, прессование, отверждение плит, созревание, кондиционирование, конечная отделка (шлифование, отделка поверхностей лакокрасочными материалами).
Плиты относятся к группе трудногорючих материалов повышенной
биостойкости и предназначаются для применения в строительстве в стеновых панелях, плитах покрытий, в элементах подвесных потолков, вентиляционных коробах, при устройстве полов, а также в качестве подоконных
досок, обшивок, облицовочных деталей и других строительных изделий.
Классификация цементно-стружечных плит
Плиты в зависимости от значений физико-механических показателей подразделяют на марки ЦСП-1 и ЦСП-2.
Номинальные размеры плит и их предельные отклонения должны
соответствовать указанным в таблице 1.
Таблица 3.1
Номинальные размеры и предельные отклонения
Условное обозначение плит в технической документации включает
в себя наименование, марку, номинальные значения длины, ширины и
толщины в миллиметрах и обозначение настоящего стандарта
Пример условного обозначения цементно-стружечной плиты марки
ЦСП-1 размерами 3200х1200х8 мм:
Плита цементно-стружечная ЦСП-1 3200х1200х8 ГОСТ 26816-2016.
Наименование показателя
Значение для плиты марки
ЦСП-1
ЦСП-2
Плотность, кг/м
от 1100 до 1400
Влажность, %
от 6 до 12
Разбухание по толщине за 24 ч, %, не более
1,5
Водопоглощение за 24 ч, %, не более
16
Предел прочности при изгибе, МПа,
не менее для плиты толщиной, мм:
до 12,0
12,0
9,0
от 12,0 включ. до 15,0
10,0
8,0
от 15,0 до 19,0
10,0
8,0
19,0
9,0
7,0
Предел прочности при растяжении перпендикулярно пласти плиты, МПа, не менее
0,50
0,35
Шероховатость поверхности пласти
Rz, мкм, не более:
- нешлифованных плит
- шлифованных плит
320
80
320
100
Наименование показателя (дефекта)
Норма для плит марки
ЦСП-1
ЦСП-2
Сколы кромок и выкрашивание углов
Не допускаются более предельных отклонений по длине
(ширине) плиты
Пятна, в том числе от
масла, ржавчины и др.
Не допускаются
Не допускаются более 1 шт.
диаметром более 20 мм на 1 м
Вмятины
Не допускаются более 1 шт.
глубиной более 1 мм, диа-
метром более 10 мм на 1 м
Не допускаются более 3 шт.
глубиной более 2 мм, диамет-
ром более 20 мм на 1 м
30
Отклонение от перпендикулярности кромок плит, определяемое разностью длин диагоналей пласти, не должно быть более 0,2% длины плиты.
Отклонение от плоскостности плит марки ЦСП-1 не должно быть
более 0,8 мм, плит марки ЦСП-2 ‒ более 1,0 мм.
Отклонение от прямолинейности кромок не должно быть более 1,0 мм
на 1 м длины кромки.
Физико-механические показатели плит должны соответствовать
указанным в таблице 3.2.
Таблица 3.2
Физико-механические показатели плит
Требования к внешнему виду (качеству поверхности) плит приведены в таблице 3.3.
Таблица 3.3
Показатели качества поверхности плит
Не допускаются расслоения плит по толщине, посторонние включения и механические повреждения: трещины, выбоины, разломы и другие.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]