Деревянные клееные конструкции: характеристики, особенности, разновидности. Технология производства

Клееные деревянные конструкции представляют собой продукт глубокой обработки древесины для получения конструкционных материалов с заданными характеристиками.  Несмотря на то, что технология не нова, в современных производственных условиях она стала популярной благодаря ряду достоинств и уникальных качеств.

Мы хотим рассмотреть особенности и разновидности клееных конструкций.

Материалы из клееной древесины

Особенности и разновидности

Технология производства материалов из клееной древесины появилась давно. Её появление было обусловлено тем, что потребность в качественном массиве нужных размеров и свойств стремительно росла, тогда как возможности природных ресурсов оставались ограниченными. Особенно остро встала проблема получения габаритных элементов для строительства несущих и ограждающих конструкций.

Наиболее простым и очевидным решением вопроса оказалась технология склеивания пиломатериалов в монолитный массив.

Путем различных схем соединения разнообразных деталей появилась возможность производства таких изделий:

• Клееный брус. Один из наиболее популярных сегодня материалов, который способен заменить массивный брус при строительстве деревянных домов, бань, каркасных сооружений и т.д. Отличается более высокими техническими характеристиками при сохранении экологических и эстетических качеств;
• Деревянные клееные балки. Отличаются от бруса размерами и несущей способностью, используются для строительства опор, перекрытий, сложных стропильных систем фигурных крыш и навесов, складских и производственных помещений. По своим характеристикам не уступают, а в некоторых показателях – превосходят бетонные и стальные аналоги;
• Деревянные клееные панели. Представляют собой ограждающие и несущие стеновые конструкции, а также плиты перекрытий, получаемые путем перекрестного склеивания деревянных ламелей. Отличаются повышенной энергоэффективностью, экологичностью, сейсмоустойчивостью и многократно превосходят по качеству железобетонные плиты;
• Изделия для столярного и мебельного производства, в том числе деревянные клееные щиты, плиты ДСП, МДФ, OSB, ДВП, фанера и т.д.

Производство плит из отходов деревообработки – более поздняя технология, которая стала возможной с появлением эффективных способов лущения, измельчения, шпонирования и прессования древесины, а также с развитием химической промышленности для получения новых клеевых составов.

Основной особенностью клееных конструкций является предсказуемость их свойств. Дело в том, что массивная древесина не вполне монолитна по своим техническим характеристикам и имеет неоднородную структуру, более того, в ней попадаются сучки, трещины и прочие дефекты. Также следует помнить о значительных внутренних напряжениях, которые приводят к сквозным трещинам, кручению и прочим деформациям.

В случае клееных материалов большинство из этих недостатков минимизировано или вовсе исключено. Они не дают значительной усадки, не трескаются и не деформируются, хуже проводят тепло, не боятся сырости, огня и гниения. При этом их конструкционные характеристики значительно превосходят массивные изделия, в том числе клееные изделия имеют повышенную прочность на сжатие и изгиб, несущую способность, упругость и долговечность.

Важно! Материалы из склеенной древесины сохраняют присущие дереву эстетические и экологические качества, при этом имеют улучшенные технические и эксплуатационные характеристики.

Технология производства

Производство клееных материалов может отличаться в зависимости от типа и назначения изделий, однако общая технология примерно однотипна.

Рассмотрим её на примере клееного бруса:

1. Бревна освобождают от коры и распиливают на доски или ламели, которые сортируют по размерам и качеству;
2. Отсортированные ламели отправляют в специальные камеры для сушки, в результате которой влажность доски может составлять от 8 до 18 % в зависимости от породы древесины и типа применяемого клея. Сушка исключает дальнейшую усадку изделий;
3. Высушенная доска строгается, а затем сортируется по прочности согласно DIN 4074-S Далее маркируются участки с дефектами – трещинами, сучками, скошенными или неровными кромками, которые выторцовываются. Применяется визуальный и машинный контроль качества;
4. Торцы ламелей различной длины фрезеруют под зубчатый профиль и соединяют «на ус» с помощью клея и прессования, добиваясь необходимой длины;
5. С помощью клеенаносящей машины на плоскости досок наносят специально подобранный клей. Чаще всего используют меламиновый, резорциновый, полиуретановый и EPI-клей;
6. Проклеенные ламели собирают в пакеты по форме будущего бруса и прессуют;
7. После застывания клея полученный брус профилируют с помощью строгания и фрезеровки;
8. В конце нарезают детали необходимой длины, в которых делают всевозможные узлы соединения и монтажные отверстия, врубки и чаши.

Особое внимание уделяется клеевым составам. Они не должны представлять токсикологической опасности, иметь в составе канцерогенные вещества и прочие ядохимикаты. Допускается содержание формальдегидных смол, при этом эмиссия формальдегида контролируется согласно ГОСТ 30255-95 и ЕN 717-1.

Используемые клеи имеют такие особенности:

Наименование клея	Особенности
Меламиновый	Применяется для производства большепролетных конструкций в России и Европе. Клеевой шов прозрачный
Резорциновый	Применяется в Японии и США для производства всевозможных конструкций, чаще всего – наружных и предназначенных для условий повышенной влажности. Клеевой шов темный
EPI-система	Применяется в России и Японии для производства элементов малоэтажного строительства
Полиуретановый	Современный быстроотверждаемый клей, который дает прозрачный шов и позволяет склеивать древесину при влажности 18%. Повышает производительность и эффективность производственных линий

Важно! В результате использования натурального сырья и современных клеевых составов удается создавать не только прочные и качественные, но и абсолютно безопасные для человека изделия.

Большепролетные конструкции

Большепролетные клееные деревянные конструкции (БКДК) – это один из наиболее популярных видов изделий. БКДК представляют собой несущие балки, арки, фермы и рамы, которые могут иметь постоянное или переменное сечение, могут быть гнутоклееными или прямолинейными.

Длина одной балки может составлять до 60 метров, а максимум, возможный на самых современных производствах, составляет 80 метров. При этом высота бруса может достигать 2.2 метров, а толщина – 1 м.

Изделия данной группы успешно заменяют железобетонные и стальные аналоги и используются при строительстве спорткомплексов, аквапарков, бассейнов, теннисных кортов, выставочных центров, торгово-развлекательных комплексов, складских и производственных помещений, ангаров и т.д. В отличие от стали и железобетона БКДК не боятся коррозии, имеют незначительный собственный вес, обладают высокой огнестойкостью и длительным сроком эксплуатации.

Важно! Во время пожара клееная древесина обугливается снаружи, но при этом сохраняет несущую способность и противостоит обрушению конструкции. В тех же условиях стальные балки гнутся и плавятся, а железобетон осыпается.

Также среди преимуществ БКДК отмечают повышенную стойкость к агрессивным средам, вследствие чего они активно применяются при строительстве хранилищ различных химикатов и удобрений, химических производственных цехов и складских помещений.

Важно! Производство БКДК своими руками невозможно, здесь требуется высокотехнологичное современное оборудование.

Клееные панели

Клееные панели из дерева – еще один пример перспективного направления в производстве и строительстве. Технология заключается в склейке ламелей крест-на-крест до получения массивных панелей. Размеры панели могут составлять до 300 мм в толщину, 3000 мм в высоту и 12 000 мм в длину.

Далее из такой заготовки вырезают готовые элементы будущего панельного дома – стены с оконными и дверными проемами, штробами для прокладки коммуникаций, монтажными узлами. Затем детали доставляют на стройплощадку и немедленно монтируют без применения мокрых процессов. В результате значительно сокращаются затраты и сроки возведения сооружений.

Панели обладают повышенной теплоизоляцией, прочностью, сейсмоустойчивостью. Они могут выполнять как несущие, так и ограждающие функции, заменять перекрытия этажей и кровель. За счет натурального состава эти изделия создают максимально благоприятный микроклимат и влажностный режим в помещении.

  Важно! Для производства клееных панелей используют древесину 4-5 сортов качества, которая обычно идет в отходы. Это удешевляет их изготовление и позволяет рационально использовать остатки деревообрабатывающей промышленности.

Строительство деревянных панельных домов является отличным решением для среднего класса потребителей. При сравнительно невысокой стоимости получается экологически чистое, красивое и весьма комфортное жилье, отвечающее всем современным стандартам, принятым в странах Западной Европы.

Возможность прокладки всех коммуникаций внутри стен облегчает внутреннюю отделку. Изделия класса «люкс» имеют поверхность мебельного качества, которая по желанию заказчика может быть фрезерована под брус или вагонку. Обычные панели можно отделать гипсокартоном, деревом или покрыть декоративной штукатуркой.

Наружная фасадная отделка предполагает использование штукатурок по сетке или навесных конструкций, таких как блокхауз, вагонка, сайдинг или фасад из искусственного камня. После возведения коробки и подводки коммуникаций можно сразу приступать к внутренней и внешней отделке, так как материал не дает усадки и не подвержен деформациям.

Строительство дома площадью 250 м² занимает в среднем около 3-х суток, при этом отсутствие мокрых процессов исключает остаточную строительную влажность и позволяет сразу приступать к отделочным и прочим внутренним работам. Таким образом, в течение стандартного отпуска можно полностью построить дом своей мечты и даже успеть в него переехать.

Важно! Стоимость строительства одного квадратного метра современного дома из деревянных панелей составляет примерно 1000 долларов США.

Вывод

Деревянные клееные конструкции – это технология будущего, которая позволит строить экологически безопасные, прочные, долговечные и комфортные дома. Во многих развитых странах строительство жилья и общественных зданий уже сегодня практически не обходится без применения этой технологии.

Смотрите видео в этой статье для наиболее полного впечатления.