Древесные пластики

К древесным пластикам принято относить пластмассы, имеющие наполнителями продукты переработки древесины. Не относятся к пластмассам натуральная древесина, даже обработанная ("облагороженная"), клееная древесина и строительная фанера, но они широко используются в конструкциях с применением пластмасс.

Переходной формой от натурального древесного материала к Пластикам является бакелизированная фанера. В отличие от обычной фанеры, составленной из склеенных простых шпонов, бакелизированная фанера склеивается из обмазанных и частично пропитанных синтетической смолой шпонов. Она более прочна, а главное - более водостойка, чем строительная фанера.

К основным древесным пластикам относятся: древеснослоистый пластик (марки ДСП-Б, ДСП-В), бумажный декоративный слоистый пластик (БСП), а также древесноволокнистые плигы (ПВ) и древесностружечные плиты (ПС). Другие древесные пластики (арктилит, лигностон, дельта-древесина, камыше - сечковые плиты, стружечноволокнистые плиты и т. д.) являются разновидностями основных и большого значения для строительства пока не приобрели.

Конструкционные древесные пластики изготовляются преимущественно на фенолоформальдегидной смоле, а отделочного назначения - на карбамидной (мочевиноформальдегидной) смоле. Оба вида смол, как и сама древесина, обладают высокой степенью химической стойкости. На основе пластика ДСП получают даже специальный материал для химического машиностроения, обладающий особенно высокой химической стойкостью (ДСП-Ф). Тем не менее те древесные пластики, в которых древесина не претерпевает больших изменений - древесноволокнистые и древесностружечные плиты - являются легко увлажняемыми, а потому подверженными загниванию. В строительстве следует применять только такие плиты, при изготовлении которых в их состав введен антисептик.

С целью повышения влагостойкости древесных плит в них вводятся также различные гидрофобные вещества, увеличивается содержание смолы, после установки конструкции в дело применяются защитные окраски. Но при использовании плит в строительных конструкциях надо иметь в виду, что все эти меры не делают плиты полностью влагостойкими, а поэтому их не следует применять в конструкциях, предназначенных для работы в условиях постоянного увлажнения (санузлы, кровля,, подвальные помещения и т. д.).

В противопожарном отношении древесные пластики более стойки, чем натуральная древесина. Путем добавления к сырью при изготовлении пластиков соответствующих пропиточных составов - антипиренов им можно придать свойство полной невозгораемости.

Положительным свойством древесных пластиков является малая теплопроводность, поэтому их можно успешно использовать в конструкциях совмещенного типа, а также для устранения мостиков холода, возникающих в конструкциях, выполняющихся в более теплопроводных материалах, таких, как металл, асбестоцемент, бетон и т. д. Вместе с тем древесные пластики обладают большим температурным расширением, а поэтому в протяженных конструкциях, выполняемых целиком из них, необходимо устройство температурных швов.

Объемный вес конструкционных древесных пластиков находится в пределах 0,5-1,4 т/м³.

Древесные пластики хорошо обрабатываются: сверлятся, пилятся, строгаются, но наличие в их составе смолы затрудняет обработку и деревообрабатывающий инструмент быстрее изнашивается. Поэтому твердые пластики ДСП и БСП лучше обрабатывать металлорежущим инструментом.

Основным способом соединения элементов, выполняемых из древесных пластиков, является склеивание, причем для этого рекомендуется использовать клеи, основанные на фенолофор- мальдегидных и карбамидных смолах. При монтаже конструкций с применением древесных пластиков следует применять соединения нагельного типа. Причем, учитывая, что твердость и прочность на смятие у древесных пластиков не меньше, чем у натуральной древесины, металлические нагельные соединения древесных пластиков можно рассчитывать так же, как нагельные соединения древесины. Нагели, выполняемые из ДСП-Б, приравниваются к дубовым.

Бакелизированная фанера выпускается в соответствии с ГОСТ 1853-51 в листах толщиной 5, 7, 10, 12, 14 и 16 мм, размерами 120×485, 120×560 и 150×440 см. В строительных конструкциях следует применять бакелизированную фанеру марки БФС, у которой рубашки (наружные шпоны) пропитываются, а серединки (внутренние шпоны) намазываются спирторастворимыми смолами. Объемный вес бакелизированной фанеры 1050 кг/м³.

Бакелизированная фанера может применяться для изготовления несущих конструкций: балок, арок, рам, щитов покрытий, в перегородках, внутренних стенах, причем вне зависимости от условий эксплуатации (повышенной влажности воздуха или периодического увлажнения в открытых сооружениях), она не нуждается в защитной покраске. Бакелизированная фанера относится к лесным материалам (СНиП I-B.13-62).

Древеснослоистые пластики ДСП-Б и ДСП-В получаются горячим прессованием березовых шпонов, пропитанных феноло-формальдегидной смолой. Прессование уплотняет древесину, в результате объемный вес ее увеличивается и в целом для пластика составляет 1,3 т/м³.

Древеснослоистый пластик является самым прочным из всех древесных пластиков. Особенно прочен вдоль волокон наружных шпонов древеснослоистый пластик марки ДСП-Б, так как в нем соотношение продольных шпонов к поперечным составляет 10 : 1 или даже 20 : 1 (рис. 11). Почти в два раза слабее ДСП-В, так как в нем шпоны набираются в соотношении 1:1. Но он более однороден и имеет одинаковую прочность вдоль и поперек листа. Согласно ГОСТ 8697-58, древеснослоистый пластик изготовляется в листах и плитах толщиной Г; 1,5; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 10; 12 мм(ДСГ1-В), 15-60 мм при градации через 5 мм (ДСП-Б),

длиной 70, ПО, 150, 230, 480, 560 см и шириной 80, 90, 100, 110, 120 см. По заказу из древеснослоистого пластика могут изготовляться профильные погонажные изделия.

Учитывая относительно высокую стоимость пластика (522 руб. за Г г) и дефицитность, его следует применять при изготовлении деталей строительных конструкций: обрамления плит и панелей, вкладышей, шпонок, нагелей и т. и. Древеснослоистый пластик ДСП-В малой толщины можно применять в обшивках панелей и плит, обращенных внутрь помещений, в панелях перегородок, подвесных потолков и т. д. Он имеет красивый внешний вид, гладкую поверхность и не нуждается в дополнительной отделке. Требуется только производить расшивку швов.

Рис. 11. Древеснослоистый пластик: а - марки ДСП-Б; б - марки ДСП-В

Древеснослоистые пластики обрабатываются при пониженных скоростях и при больших углах резания, чем древесина.

Бумажный декоративный слоистый пластик БСП получается горячим прессованием множества слоев пропитанной смолами специальной бумаги. Внутренние слои пропитываются феноло- формальдегидной смолой, наружные - прозрачной меламинокарбамидной смолой. Путем добавления в смолу пигмента или использования в качестве наружных слоев декоративной бумаги получают пластик различных цветов и рисунка (рис. 12).

Свойства БСП во многом совпадают со свойствами ДСП. Он так же как и ДСП стоек к воздействию растворов кислот, щелочей, масел, бензина и органических растворителей. Хорошо моется и очищается от грязи. Его объемный вес 1400 кг/м³. Но он менее влагостоек, так как меламинокарбамидная смола более гигроскопична, чем фенолоормальдегидная. БСП способен поглощать влагу из окружающей среды, при высыхании же он коробится.

Нашей промышленностью изготовляется БСП согласно ГОСТ 9590-61 в листах толщиной от 1 до 5 мм, длиной 100-300 см и шириной 100 см. Прочность его меньше, чем у ДСП, но все же имеет значительную величину. Поэтому бумажный слоистый пластик можно успешно применять в обшивках плит и панелей, обращенных внутрь помещений, в панелях потолков, перегородок и других конструкциях, защищенных от атмосферного воздействия. При этом его высокие декоративные качества хорошо сочетаются с вполне достаточной прочностью и жесткостью.

Рис. 12. Образцы бумажного декоративного слоистого пластика

Нашей промышленностью освоен также выпуск трудносгораемого слоистого пластика (СТУ 30 14085-63) из антипирированной бумаги. Длина листов 97,5 и 147,5 см, ширина 97,5 смг толщина 1,5, 2, 2,5, 3, 4, 5 мм. От обычного БСП он отличается меньшей горючестью.

Древесноволокнистая плита ПВ получается из раздробленной и растертой до волокнистого состояния древесины (древесной массы), смешанной с небольшим количеством связующего из канифоли, полимеризующихся масел или фенолоформальдегидной смолы.

Как конструкционные материалы, интерес представляют только сверхтвердые плиты (ГОСТ 4598-60) и половые сверхтвердые плиты (ГОСТ 9460-60), имеющие объемный вес 950 кг/м³, и более (до 1100 кг/м³) (рис. 13). Обязательным условием применения ПВ в строительных конструкциях является антисептирование их путем добавления антисептика в древесную массу при изготовлении, что однако стандартами не предусматривается, но легко осуществимо по специальному заказу заводу-изготовителю.

Древесноволокнистые сверхтвердые плиты-листовой материал толщиной от 3 до 5 мм при ширине листов 120-180 см и длине от 120 до 360 см. Плиты хорошо режутся и склеиваются так, что в указанных пределах легко получить любые размеры. Они относительно дешевы.

Рис. 13. Образцы конструкционной древесноволокнистой плиты

Плиты, пропитанные при изготовлении фенолоформальдегидной смолой, которая добавляется в количестве до 6% к весу сухой массы, антисептированные и подвергнутые закалке, обладают значительной прочностью. Они могут использоваться при изготовлении строительных конструкций для таких элементов, как обшивки плит и панелей стен и перегородок, соты, подвесные потолки, стенки балок (вместо фанеры) и других коробчатых элементов, а также мелких деталей: прокладок, накладок, ребер, обрамления и т. п. Недостатком плит является гигроскопичность, поэтому их следует применять для работы в защищенных от постоянного увлажнения условиях.

Древесностружечные плиты ПС вырабатываются нашей промышленностью в значительном количестве. Из регламентированных ГОСТ 10632-63 плит для строительных конструкций целесообразно применение плит плоского прессования среднего веса марок ПС-Г - однослойных и ПС-3 - трехслойных (рис. 14). Однослойные плиты однородны по толщине, трехслойные плиты в наружных слоях содержат смолы больше, чем в середине. Толщина плит ПС: ТО, 13, 16, 19, 22, 25, 32 мм, ширина 150 и 175 см, длина 350 см. Объемный вес 0,65 т/м³.

Производство стружечных плит все время совершенствуется и качество их улучшается. В настоящее время плиты ПС, изготовленные на основе фенолоформальдегидной смолы, можно рекомендовать для применения в малонапряженных строительных конструкциях: настилах под кровлю, подвесных потолках, перегородках, стеновых панелях (в качестве внутренней обшивки), черных полах и т. д. Плиты ПС не дороги, они стоят 60-80 руб. за 1 м³, поэтому могут использоваться и во временных сооружениях: для подмостей, опалубки, при строительстве складских помещений на строительных площадках. Основным ограничением для применения стружечных плит является воздействие влаги и высоких (свыше 40°) температур.

Рис. 14. Образцы древесностружечных плит

Древесностружечные плиты поддаются обработке почти так же хорошо, как древесина: они пилятся, кромки - строгаются. Для гвоздей и шурупов рекомендуется рассверливать отверстия на половину их диаметра.

Кроме плит плоского прессования изготовляются плиты экструзионные, в них стружка расположена на ребро, поэтому прочность на изгиб у них в два-три раза ниже, чем у плит ПС. Но экструзионные плиты хорошо сопротивляются сдвигу при изгибе. Их можно применять для средних слоев стен, перегородок, покрытий, имеющих обшивки из более прочных материалов

Экструзионные плиты марки ЭСС (среднего веса, сплошные) имеют объемный вес 500-650 кг/м³, а марки ЭЛМ (легкие многопустотные) - 350-500 кг/м³. У многопустотных плит вдоль плиты идут цилиндрические каналы диаметром, составляющим 0,6-0,7 толщины плиты. Каналы располагаются на расстояниях, примерно равных толщине плиты.

Размеры плит по длине: 150, 200, 250 см, по ширине 125 см, по толщине 16, 19, 22 мм (ЭСС) и 25, 30, 40, 50 мм (ЭЛМ).

Выпускаются также плиты, облицованные шпоном, фанерой, бумагой. Они имеют в основном отделочное назначение.