2.6 Сортамент древесных материалов и изделий

Для получения высококачественных деревянных изделий заготовка древесины, как строительного материала, должна вестись преимущественно зимой или вначале весны пока 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, в том числе погонажные изделия, шпон, изделия и полуфабрикаты, термообработанную и модифицированную древесину, древесные пластики и изделия на базе отходов древесины.

Круглые лесоматериалы (СТБ 1711 и СТБ1712) представляют собой отрезки древесных стволов, очищенные от коры и сучьев. В зависимости от толщины или диаметра верхнего торца (отруба) их подразделяют на брёвна (не менее 14см), подтоварник (8…13см) и жерди (3…7см). В настоящее время получают распространение оцилиндрованные брёвна, которые изготовляют из обычных брёвен обработкой на токарном станке. В результате они приобретают цилиндрическую форму одинакового размера по всей длине бревна.

Пиломатериалы (СТБ 1713 и СТБ 1714) получают продольной распиловкой брёвен (рис.2.9). Длина их от 1 до 6,5 с градацией 0,25 и 0,5м. 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 объёма), то стоимость их может оказаться очень высокой.

Пластины – это половинки брёвен, распиленные по оси ствола.

Четвертины – четвёртая часть бревна, распиленного вдоль оси ствола по двум взаимно-перпендикулярным диаметрам.

Брусья – брёвна, опиленные с двух, трёх, или чётырёх сторон и имеющие ширину и толщину более 100мм. По числу пропиленных сторон могут быть двух-, трёх- и четырёхкантные.

Бруски – пиломатериалы, толщиной до 100мм при соотношении ширины к толщине менее 3х.

Доски – пиломатериалы, имеющие ширину более двойной толщины. По характеру обработки их делят на обрезные и необрезные. У необрезных досок кромки не пропилены. По степени обработки доски различают нефрезерованные и фрезерованные (строганные).

К изделиям и полуфабрикатам из древесины относят строганные погонажные и паркетные изделия, шпон, композиционные материалы, клееную модифицированную и термообработанную древесину и др.

Строганные погонажные изделия – это доски для полов, шпунтованные доски, у которых имеется с одной стороны паз, а с другой – гребень для плотного соединения. К этой группе изделий относят 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.

К паркетным изделиям (СТБ 1454) относят штучный, наборный и щитовой паркет, паркетные доски, 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 500мм., ширину 30…90мм и толщину 15…18мм. 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.2.10). При радиальном распиле дерево режут по радиусу. Такой 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 «селект», «натур» и «рустик».

Первый сорт «селект» набирают из планок строго соответствующих одному тону. Такой паркет будет выглядеть на полу, как однородный древесный ковер.

Сорт «натур» объединяет в себе планки радиального и тангенциального распилов. Они подобраны по тону, но различаются рисунком древесины.

Третий сорт «рустик» самый пестрый. В нем собраны паркетные планки разного тона, распила и степени сучковатости.

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. Толщина планок до 10 мм. Планки мозаичного паркета подобраны по текстуре и цвету древесины и создают чёткий геометрический рисунок.

Щитовой паркет состоит, как правило, из нижнего реечного основания или древесностружечных (древесноволокнистых) плит и наклеенных на них планок лицевого покрытия толщиной 8мм из ценных пород древесины. К щитовому паркету относят и художественный мозаичный паркет, который изготавливают по специальным чертежам в заводских условиях

Паркетные доски состоят из трех слоев (рис.2.11). Общая толщина 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.

Сердцевина паркетной доски выполняется либо из сосновых реек, либо из плит высокой плотности. Средний слой призван обеспечивать внутреннюю стабильность конструкции и компенсировать перепады температуры и влажности. Нижний слой обычно изготавливают из шпона. В различных слоях паркетной доски волокна древесины располагаются разнонаправлено. Для соединения между собой на кромках паркетных досок имеются пазы и гребни.

Паркелит – это щитовая конструкция, состоящая из слоя строганного шпона твёрдых пород древесины толщиной 4…5мм и спрессованных с основанием из древесностружечных или древесноволокнистых плит.

Ламинированный паркет (ламинированное напольное покрытие, ламинат - от лат. lamina - слоистый) представляет собой панель, состоящую из нескольких слоев спрессованных при высоком давлении и высокой температуре.

Верхний слой – 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. Он придает панелям жесткость, стабилизирует геометрические размеры и защищает от всевозможных деформаций.

Толщина ламината составляет 6…12 мм. При этом, чем больше толщина, тем лучше звукопоглощающие и другие свойства покрытия. Длина панелей находится в пределах 100…140 см при ширине до 20 см.

По способу эксплуатации все ламинаты делятся на две большие группы – для коммерческого и домашнего использования.

В зависимости от качественных показателей – истираемости, ударопрочности, влагостойкости и других (всего 18) ламинаты подразделяются на классы (21, 22, 23, 31, 32, 33 и 34). Класс ламината – это показатель того, как долго покрытие будет сохранять свой внешний вид при различных нагрузках. Например, срок службы ламината 21,22 и 23 классов эксплуатации в домашних условиях не превышает 5…6 лет, а 34 класса – не менее 25 лет.

Более качественной разновидностью таких покрытий является эксклюзивный ламинат. Первым слоем у него служит пробка, обеспечивающая тепло- и звукоизоляцию. Затем пенополиуретановая подложка, создающая комфортную температуру пола и звукопоглощение. Верхний слой вместо бумаги выполнен из дизайнерского винила, придающий эксклюзивный вид всему покрытию.

К достоинствам ламината можно отнести простоту сборки. Панели соединяются между собой с помощью нарезки шипа и паза. Существует два способа сочленения панелей: клеевой и замковый («клик»). К основанию такое покрытие, как правило, не крепится. При необходимости его можно даже разобрать, хотя выпускается и клеевой ламинат. Такой пол не требует циклевания, шлифования и покрытия лаком. В целом ламинированные полы значительно расширяют дизайнерские возможности решения интерьера.

Недостатком таких покрытий является низкая водостойкость.

Современным элитным материалом для покрытия пола, отвечающим всем строительным нормам, считается натуральная пробка. Пробкой называют толстую и прочную кору пробкового дуба, растущего в Западном Средиземноморье. Пробковые полы имеют целый ряд преимуществ по сравнению с другими напольными покрытиями: теплые, мягкие, эластичные, прочные, упругие. Срок эксплуатации не менее 20 лет.

Шпон – это тонкие срезы древесины, в виде непрерывной широкой ленты, получаемые лущением или строганием распаренных брёвен на специальных станках (рис.2.12). Толщина шпона составляет 0,35…4мм. Строганый шпон отличается более оригинальной и разнообразной текстурой. По направлению разреза брёвен тоже различают тангенциальный, радиальный и полурадиальный разрезы. Более своеобразной получается текстура при радиальном разрезе, когда годичные слои имеют вид прямых параллельных линий, расположенных по всей поверхности листа, а сердцевинные лучи располагаются в виде полос, захватывающих три четверти площади листа.

Шпон один из немногих древесных материалов, при получении которого не образуется опилок, а склеивание листов шпона позволяет существенно улучшить прочностные свойства изделий. Используется как отделочный материал, для изготовления фанеры, пластиков и других изделий.

Фанера – представляет собой слоистый листовой материал, склеенный из трёх и более слоёв лущеного шпона. Направление волокон в смежных слоях шпона, как правило, взаимноперпендикулярно. Изготовляют также фанеру с расположением волокон в смежных слоях под углом 45^о (диагональная) и 30^о или 60^о (звездообразная). Такое строение фанеры повышает её однородность, исключает усадочные деформации и коробление. Выпускают фанеру различной толщины (от 1,5 до 18м) и формата (длиной до 3м и шириной – до 2м). Чаще всего фанера имеет нечётное число слоёв шпона (3, 5, 7 и т.д.) и в результате этого меньше подвержена короблению. Подразделяется на сорта в зависимости от применяемой древесины, количества слоёв и внешнего вида.

В зависимости от вида обработки наружной стороны фанеры (рубашки), может быть облицована строганым шпоном ценных пород древесины с красивой текстурой, бесцветной или окрашенной плёнкой, декоративной бумагой, тканью или иметь рельефную поверхность.

Применяют фанеру для устройства перегородок, обшивки стен и потолков, для изготовления дверей и встроенной мебели, элементов несущих и ограждающих конструкций, клееных изделий, в качестве многооборотной инвентарной опалубки и в других целях.

Бакелизированную фанеру изготовляют из берёзового шпона на бакелитовых водостойких клеях. Она обладает малой плотностью и высокими прочностными и антикоррозионными характеристиками. При плотности такой фанеры, равной плотности древесины, прочность её при растяжении достигает 60…80МПа. Кроме того, у неё повышенная водостойкость и атмосферостойкость. Применяется для изготовления различных лёгких конструктивных элементов.

Поставляется на строительный рынок также гофрированная фанера (волнистой формы), ребристая (под рубашкой, которой вклеены бруски для придания повышенной жёсткости), арктилит (изготовленный из берёзового шпона, слои которого чередуются со слоями ткани и металлической сетки), термогибкий древесный слоистый пластик (полученный из натурального лущеного шпона пропитанного полимерной смолой) и др.

Клееные деревянные конструкции представляют собой крупноразмерные элементы, изготовляемые путём склеивания между собой сравнительно небольших деревянных заготовок. Они отличаются меньшей массой, большей прочностью, водо-, био- и огнестойкостью, а также меньше подвержены усушке и короблению, чем обычные деревянные конструкции. Такие конструкции более экономичны, поскольку для их изготовления используется маломерная и разносортная древесина. Применяют в несущих и ограждающих конструкциях. Клееные деревянные конструкции позволяют возводить сооружения сложной геометрической формы, изящные, легкие и долговечные.

К несущим клееным конструкциям относят балки, арки, рамы фермы, пространственные оболочки, своды, купола и т.п. К ограждающим конструкциям – панели стен и покрытий. Возможно изготовление панелей криволинейного очертания.

К современным разновидностям клееной древесины можно отнести продукт деревообрабатывающей промышленности LBL (ЛВЛ), представляющий собой брус, доску или балку, изготовленные путем склеивания слоев шпона с параллельным расположением волокон. Отличается уникальным набором свойств. Длина балок ЛВЛ может достигать 18 метров, что является неоспоримым преимуществом перед пиломатериалами из массивной древесины, не превышающей в длину, как правило, 8 метров. Кроме того, изделия ЛВЛ способны сохранять точные линейные размеры вне зависимости от колебаний влажности и температуры, не деформироваться и не коробится от сырости. Прочность на изгиб и растяжение вдоль волокон у ЛВЛ почти вдвое больше аналогичных показателей для обычных пиломатериалов.

Древесно-стружечные плиты получают экструзией или методом плоского прессования отходов древесины (стружек, опилок), смешанных с горячими синтетическими полимерами. По структуре они могут быть одно-, трёх- и многослойные. По виду обработки поверхности различают шлифованные и нешлифованные, необлицованные (рис.2.13) и облицованные (пластмассами, бумагой, плёнками, шпоном и другими материалами) плиты (рис.2.14). Применяют их для отделки помещений, устройства ограждений, оснований под полы и для звукоизоляции.

Разновидностью древесно-стружечных плит являются ориентированно-стружечные плиты (ОSВ). Отличаются повышенной прочностью и влагостойкостью, однородностью внутренней структуры, стабильностью формы и высокой эстетичностью благодаря ярко выраженной структуре натуральной древесиы.

Древесно-волокнистые плиты (рис.2.15) получают путём 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, полутвёрдыми, твёрдыми и сверхтвёрдыми. Древесно-волокнистые 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 эстетически качественнее древесностружечных (рис.2.16).

К композиционным материалам на основе древесины и минеральных вяжущих относят арболит, фибролит и др.

Арболит представляет собой разновидность лёгкого бетона. В его состав в качестве заполнителя входят дроблёные отходы лесопиления и переработки древесины различных пород, а также измельчённые сучья, ветви, верхушки, горбыли, рейки и т.п. Вяжущим служат портландцемент, реже- известь с гидравлическими добавками, магнезиальные вяжущие и гипс. Средняя плотность арболита составляет 400…850кг/м³, прочность при сжатии – 0,35…3,5МПа, теплопроводность – 0,07…0,17Вт/(м·К). Из арболита делают навесные и самонесущие панели наружных и внутренних стен, плиты покрытий и перекрытий, тепло- и звукоизоляционные изделия, объёмно-пространственные конструкции, монолиты и т.п.

Фибролит изготовляют из смеси специально нарезанной древесной стружки (шерсти), портландцемента, химических добавок и воды. Выпускается в виде плит (ГОСТ 8928) размерами по длине 240…300см, ширине 60…120см и толщине – 3…15см. Применяют фибролитовые плиты в качестве теплоизоляционного, конструкционно-теплоизоляционного и акустического материала.

Термообработанная древесина – подвергнутая высокотемпературной сушке (150…230^оС). 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 её можно использовать как для внутренней так и наружной отделки зданий, устройства полов, мебели и т.п.

Модифицированная древесина – это цельная древесина с направленно изменёнными свойствами. По способу обработки может быть прессованная, пластифицированная и модифицированная.

При прессовании древесины, когда величина внешнего давления превышает предел прочности при сжатии, уменьшается объём пор и увеличивается плотность древесины. Показатель плотности у абсолютно плотной древесины составляет 1,4г/см³, в то время как истинная плотность вещества древесины (целлюлозы) равна 1,54г/см³. В результате такой обработки повышается качество древесины: возрастает изотропность, прочность, долговечность, улучшаются другие свойства.

Модификация древесины осуществляется путём пропитки её синтетическим смолами, что снижает разбухание древесины в 2…4раза, увеличивает прочность в 2…5 раз, твёрдость – до 7…8 раз и срок службы.

Облучение древесины производится гамма-излучением. В результате происходит деструкция компонентов в цепи макромолекул, возрастают однородность и плотность аморфного состояния древесины.