Древесина и огонь. [6–7]

Последние годы в Германии проводились широкие исследования по теме огнестойкости древесины. Исследования процесса горения перекрытий из древесины продемонстрировали, что отсутствие полостей и щелей, а также массивное сечение позволяют достичь высокой огнестойкости конструкции. Многие часто забывают, что древесина и уголь имеют теплоизолирующие свойства и, сгорая, древесина очень медленно теряет свою стойкость. Например, при температуре 300°С стойкость балок достигает 80 мин., затем они начинают тлеть. При этом поверхность древесины обугливается, и этот слой предохраняет дальнейшее глубинное повреждение дерева. Процесс горения деревянных конструкций протекает с максимальной скоростью 0,6 мм/мин. Перед разрушением балки начинают гнуться и потрескивать. Это дает шанс и время для тушения пожара. Кроме того, существуют средства защиты древесины, которые задерживают ее возгорание до 30 мин.

Повышение огнестойкости сухой натуральной древесины является одной из самых актуальных задач для древесины и для ДКБ.

В отличие от древесины, армирующие стальные прутья в железобетоне от пожара размягчаются, и конструкция в целом теряет свою несущую способность. При температуре 300°С сталь имеет только 20% своей первоначальной прочности, при этом детали и все сооружение разрушаются – сразу, внезапно и целиком. Металлические балки при указанной температуре обрушиваются уже через 16 мин, а бетон при достижении критических значений рассыпается мгновенно. Поэтому в горящие железобетонные дома пожарные Германии стараются просто не заходить.

«Сталь применяется и при монтаже деревянных конструкций», – может возразить скептик. Верно, но находясь в древесине, она охлаждается и теряет свою прочность значительно медленнее – например, гвозди, забитые в дерево.

Есть и еще один аспект при пожаре. Как правило, древесина не требует дополнительной отделки. Железобетонные стены и потолки сегодня модно закрывать пластиковыми панелями. Все это горит значительно сильнее древесины, выделяя при этом вредные вещества и газы, приводящие к потере сознания и отравлению людей. Даже после того, как пожар потушен, пострадавшее помещение нуждается в особой чистке. Европейские стандарты требуют после пожара, где сгорали элементы из пластика, снимать штукатурку, напольное покрытие и т.д.

Технология и оборудование для производства дкб. [6–10]

Рассмотрим основные этапы технологическому процесса изготовления клееного бруса для несущих конструкций, к которым предъявляются более жёсткие требования, на реально работающем в РФ с 2004 года предприятии – «Нижегородский деревообрабатывающий комбинат» ДОК-78.

Именно на этом предприятии были изготовлены 45 большепролетных ферм (длиной до 27 м) из клееной древесины для восстановления уникального творения Августина Бетанкура – Московского Манежа. Проектирование и оснащение производства осуществляла инжиниринговая компания Weinig Concept, входящая в состав Weinig Group.

1. Основные этапы производства и оборудование.

На рисунке 1. представлена общая принципиальная технологическая схема комплексной технологии переработки натуральной древесины, начиная от переработки круглого лесоматериала (пиловочника) в обрезной пиломатериал и заканчивая готовой продукцией: профильного погонажа; мебельного щита; бруса. 

Где: указаны проектно расчётные данные отдельных видов продукции (проект завода «Сибтек») – в числителе себестоимость, в знаменателе средняя экспортная отпускная цена клеёных изделий EUR\m3.

Рисунок 1.

Как правило, технологический процесс при замкнутом цикле производства клееного бруса начинается на лесобирже, где осуществляетсяпредварительная сортировка лесоматериала. Затем следует распиловка на лесопильном станке, разгонка на многопильном станке исортировка полученного пиломатериала. Далее осуществляется формирование  пакета пиломатериала, направляемого на сушку. Равномерная, экономичная и оптимальная сушка достигается при использовании камер с автоматическим программированием управления, функциями нагрева, вентиляции и увлажнения. Затем осуществляется разборка штабеля с помощью откидного или вакуумного автоматического устройства и последующая транспортировка пиломатериала через станцию измерения влажности торцовочного станка. Влагомер производит проверку и отбраковку слишком влажных  или слишком сухих заготовок (например, на ДОК-78 использовались еловые и сосновые заготовки влажностью 14+/-2%). Влажность подлежащих дальнейшей обработки досок регистрируется, и эти данные должны храниться определенное время, чтобы в случае возникновения дефектов можно было контролировать, находится ли влажность заготовок в допустимых пределах. Затем четырехсторонний станок продольного фрезерования обрабатывает стороны ламелей для вскрытия дефектов. В качестве наиболее современной модели оборудования для предварительной строжки сегодня предлагается Powermat 500, на ДОК-78 прекрасно работает более ранняя модель Unimat 30 EL. Из станка выходят гладкие заготовки требуемых размеров прямоугольного сечения с идеальной кромкой.

Автоматический торцовочный станок (линия оптимизации) осуществляет вырезку промаркированных оператором пороков в автоматическом режиме. Пороки маркируются флуоресцентным мелом, который распознается расположенной на пиле камерой. При наличии трещин на торцах досок они автоматически отторцовываются без предварительной маркировки. Отходы отбрасываются, заготовки направляются к линии сращивания в длину на минишип. ДОК-78 использует на данной операции установку Dimter OptiCut 150.

Линия сращивания сначала фрезерует на торцах заготовки минишип, а затем наносит на них клей и прессует заготовки в доску или балку бесконечной длины, которая затем торцуется на требуемые размеры. В Нижнем Новгороде в ДОК-78 для сращивания применяют Grecon CF 200. последующий штабелеукладчик ламелей, поперечный склад ламелей и разделитель пакетов выполняют укладку отдельных досок в пакеты, промежуточное хранение и разборку штабеля для передачи ламелей на последующую обработку. Как правило, время отверждения, в зависимости от вида клея, может составлять до 8 часов.

Четырехсторонний станок продольного фрезерования ламелей осуществляет качественную обработку в первую очередь верхней и нижней пластей детали. Скорость вращения шпинделей станка – не менее 6.000 об/мин. В ДОК-78 на данной операции работает четырехсторонний станок с плавающими вертикальными шпинделями, что позволяет обрабатывать ламели с меньшим припуском и экономить древесину. В настоящее время для чистовой строжки Weinig рекомендует применять станок  Powermat 2000, работающий со скоростью подачи до 80 м/мин.

Клеенаносящий станок, который осуществляет операцию нанесения клея по верхней пласти детали за проход, обычно устанавливается непосредственно за строгальным станком, так что имеется возможность достигать высокой скорости строгания до 30–150 м/мин. Такая скорость необходима по двум причинам: во-первых, клеенаносящий станок требует высокого темпа подачи, а, во-вторых, время между нанесением клея и закрытием пресса должно быть как можно меньше. Здесь, как правило, применяются двухкомпонентные клеи, которые подготавливаются в клеесмесителе и подаются к клееналивному станку. Шлангом клей наносится на движущуюся доску со скоростью 60–100 или 80–250 м/мин., затем заготовка подается к прессу.

Пресс должен заполняться по глубине максимально – при небольших размерах производимые балки отделяются друг от друга ламелями без клея, что позволяет максимально использовать эту установку. При достижении балками необходимой высоты, устанавливаются прижимные элементы, расположенные на расстоянии 400 мм.

Существуют две системы прессов. Во-первых, гидравлическая. При использовании этой системы прессуются 2 балки. Между ними находится прижим, где установлен гидравлический пусковой агрегат: через некоторое время прижим затягивается, и устанавливаются клеевые валики. Во-вторых, система LUST отличается тем, что каждая балка прессуется отдельно прижимами, расположенными на расстоянии 400 mm. Жесткий зажим осуществляется с помощью пневматики.

Итак, поступившие из клееналивного станка ламели укладываются в пакеты до необходимой высоты балок. Для вертикального пресса пакеты укладываются вертикально, причем они одновременно центрируются, а затем производится прессование сверху. При применении гидравлической двойной камеры пресса его заполнение и выгрузка осуществляется загрузочными тележками. Непосредственно при затягивании прижимов пресса, ламели выравниваются на одну высоту при помощи системы грузов, которую устанавливает цеховой кран.

Станок продольного фрезерования балок выполняет двух- или четырехстороннюю обработку прямых или гнутых балок с фаской или без. В настоящее время для этих целей используются станки с рабочей шириной от 400 до 2,600 mm. При производстве только прямых балок перед и после станка должен располагаться роликовый транспортер, для прямых и гнутых балок необходима подвижная тележка, так как сам строгальный станок установлен на поворотном круге и поворачивается в зависимости от радиуса балки. Укладка детали перед станком и съем ее после обработки осуществляется с помощью крана, а для небольших изделий – с помощью штабелеукладчика.

К оборудованию для завершающих операций относятся станок для торцовки и раскроя балок и бруса и обрабатывающий центр. Также требуется многочисленный ручной инструмент, применяющийся для формирования различных врезок, сверления и фрезерования, необходимого для строительных конструкций.

С помощью толкателя брус роликовым транспортером направляется в торцовочный станок, где сначала производится врезание, а затем балка раскраивается на длины в соответствии с заданной программой.

Операция упаковки необходима для защиты балок при транспортировке от загрязнения и влажности. Обычно изделия оборачивают пленкой (стандартными считаются сечения от 6х12 до 16х36 sm и длиной 12–18 m) и затем укладывают на склад временного хранения.