Спроектированная древесина

редактировать
Ассортимент продукции из производной древесины, спроектированной для обеспечения единообразных и предсказуемых структурных характеристик

Очень большая самонесущая деревянная крыша. Построен для Expo 2000, Ганновер, Германия. Многоквартирный дом из 75 квартир, сделанный в основном из дерева, в Миссии, Британская Колумбия.

Инженерная древесина, также называемая массовая древесина, композитная древесина, искусственная древесина или искусственная древесина, включает ряд производных древесины которые производятся путем связывания или фиксации прядей, частиц, волокон или шпона или досок из дерева вместе с клеями или другими способами фиксации с образованием композитного материала. Панели различаются по размеру, но могут иметь размер от 64 на 8 футов (19,5 на 2,4 м), а в случае перекрестно-ламинированной древесины (CLT) может иметь любую толщину от нескольких дюймов до 16 дюймов. или больше. Эти продукты спроектированы в соответствии с точными проектными спецификациями, которые проверены на соответствие национальным или международным стандартам и обеспечивают единообразие и предсказуемость их структурных характеристик. Конструкционные изделия из дерева используются в самых разных сферах - от жилищного строительства до коммерческих зданий и промышленных товаров. Эти продукты могут использоваться для балок и балок, которые заменяют сталь во многих строительных проектах. Термин «массовая древесина» описывает группу строительных материалов, которые могут заменить бетонные конструкции. Широкое внедрение массивной древесины и их замена на сталь и бетон в новых проектах среднего этажного строительства в течение следующих нескольких десятилетий может превратить деревянные здания в глобальный поглотитель углерода, что может помочь смягчить климат.

Как правило, изделия из древесины изготавливаются из тех же твердых пород и мягких пород, которые использовались для производства пиломатериалов. Лесопильные отходы и другие древесные отходы могут использоваться для изготовления конструкционной древесины, состоящей из древесных частиц или волокон, но для облицовки обычно используются цельные бревна, такие как фанера, средней плотности ДВП (МДФ) или ДСП. В некоторых конструкционных изделиях из дерева, таких как ориентированно-стружечная плита (OSB), можно использовать деревья из семейства тополей, распространенных, но не связанных с конструкцией пород.

Искусственная древесина

В качестве альтернативы также возможно изготовление аналогичного искусственного бамбука из бамбука; и аналогичные технические целлюлозные продукты из других лигнин содержащих материалов, таких как ржаная солома, пшеничная солома, рис солома, конопля стебли, кенаф стебли или остатки сахарного тростника, и в этом случае они не содержат древесины, а содержат растительные волокна.

Плоские Мебель-упаковка обычно изготавливается из искусственной древесины из-за ее низких производственных затрат и небольшого веса.

Содержание
  • 1 Виды продукции
    • 1.1 Фанера
    • 1.2 Плотная древесина
      • 1.2.1 Химически уплотненная древесина
    • 1.3 ДВП
    • 1.4 ДСП
    • 1.5 Ориентированно-стружечная плита
    • 1,6 Ламинированная древесина
    • 1,7 Ламинированная фанера
    • 1,8 Ламинированная фанера
    • 1,9 Параллельная прядь
    • 1,10 Ламинированная прядь
    • 1,11 Пальцевый шов
    • 1,12 Балки
    • 1,13 Фермы
    • 1,14 Прозрачный древесные композиты
  • 2 Преимущества
  • 3 Недостатки
  • 4 Свойства
  • 5 Производство деревянных полов
    • 5.1 Ламели
    • 5.2 Типы сердцевины / основы
  • 6 Клеи
    • 6.1 Проблемы со здоровьем
  • 7 Прочие крепления
  • 8 Стандарты
  • 9 См. Также
  • 10 Ссылки
  • 11 Внешние ссылки
Типы продукции
Конструкционные изделия из дерева в Home Depot store

Фанера

Фанера, структурная панель из дерева, иногда называют оригинальным деревянным продуктом. Фанера изготавливается из листов поперечно-ламинированного шпона и склеивается под действием тепла и давления с помощью прочных, влагостойких клеев. Путем чередования направления волокон шпона от слоя к слою или «перекрестной ориентации» прочность и жесткость панели в обоих направлениях максимизируются. Другие структурные деревянные панели включают ориентированно-стружечные плиты и структурные композитные панели.

Уплотненная древесина

Уплотненная древесина производится с использованием механического горячего пресса для сжатия древесных волокон и увеличения плотности в три раза. Ожидается, что это увеличение плотности увеличит прочность и жесткость древесины на пропорциональную величину. Ранние исследования подтвердили, что это заканчивается заявленным увеличением механической прочности в три раза.

Химически уплотненная древесина

Более поздние исследования объединили химический процесс с традиционными методами механического горячего прессования для увеличения плотности и, следовательно, механических свойств древесины. В этих методах химические процессы разрушают лигнин и гемицеллюлозу, которые естественным образом содержатся в древесине. После растворения оставшиеся нити целлюлозы подвергаются механическому горячему прессованию. Было показано, что по сравнению с трехкратным увеличением прочности, наблюдаемым только от горячего прессования, химически обработанная древесина дает 11-кратное улучшение. Эта дополнительная прочность обеспечивается водородными связями, образованными между выровненными нановолокнами целлюлозы.

Уплотненная древесина обладала механическими прочностными свойствами наравне со сталью, используемой в строительстве, открывая двери для применения уплотненной древесины в ситуациях, когда древесина с обычной прочностью не выдерживает испытания. С экологической точки зрения древесина требует значительно меньше углекислого газа для производства, чем сталь, и действует как источник связывания углерода.

ДВП

ДВП средней плотности и древесноволокнистой плиты высокой плотности (ДВП ) изготавливается путем измельчения остатков твердой или мягкой древесины на древесные волокна, комбинирования их с воском и связующим на основе смолы и формирования панелей путем приложения высокой температуры и давления.

Древесно-стружечная плита

Древесно-стружечная плита изготавливается из древесной щепы, стружек лесопилок или даже опилок и синтетической смолы или другого подходящего связующего, которые прессуют и экструдируют. Ориентированно-стружечная плита, также известная как древесно-стружечная плита, вафельная плита или ДСП, аналогична, но в ней используются обработанные древесные стружки, обеспечивающие большую прочность. ДСП дешевле, плотнее и однороднее, чем обычная древесина и фанера, и их заменяют, когда стоимость важнее прочности и внешнего вида. Основным недостатком древесно-стружечной плиты является то, что она очень склонна к расширению и обесцвечиванию из-за влаги, особенно когда она не покрыта краской или другим герметиком.

Ориентированно-стружечная плита

Ориентированно-стружечная плита (OSB) представляет собой деревянную конструкционную панель, изготовленную из прядей древесины прямоугольной формы, ориентированных по длине, а затем уложенных слоями, уложенных в маты, и склеиваются влагостойкими термоотверждаемыми клеями. Отдельные слои могут быть перекрестно ориентированы для придания панели прочности и жесткости. Однако большинство панелей OSB поставляются с большей прочностью в одном направлении. Деревянные нити в крайнем слое с каждой стороны доски обычно выровнены в самом сильном направлении доски. Стрелки на продукте часто указывают на самое сильное направление доски (в большинстве случаев высоту или самый длинный размер). OSB, производимая в виде огромных сплошных матов, представляет собой сплошные панели неизменно высокого качества без перехлестов, зазоров и пустот.

OSB поставляется с различными размерами, прочностью и уровнем водостойкости.

Клееный брус

Клееный брус (клееный брус) состоит из нескольких слоев объемного бруса, склеенных между собой влагостойкими клеями, образуя большой прочный структурный элемент, который можно использовать в качестве вертикального колонны или горизонтальные балки. Клееный брус также может изготавливаться изогнутых форм, что обеспечивает большую гибкость дизайна.

Ламинированный шпон

Ламинированный шпон (LVL) получают путем склеивания тонких деревянных листов в большую заготовку. Волокна всех слоев в заготовке LVL параллельны продольному направлению. Полученный продукт отличается улучшенными механическими свойствами и стабильностью размеров, которые обеспечивают более широкий диапазон ширины, глубины и длины продукта, чем у обычных пиломатериалов. LVL является членом семейства конструкционных деревянных изделий из композитных пиломатериалов (SCL), которые обычно используются в тех же конструкционных приложениях, что и обычные пиломатериалы и древесина, включая стропила, коллекторы, балки, балки, краевые доски, стойки и колонны.

Поперечно-клееный

Поперечно-клееный брус (CLT) - это универсальная многослойная панель из пиломатериала. Каждый слой досок укладывается крест-накрест соседним слоям для повышения жесткости и прочности. CLT можно использовать для длинных пролетов и всех сборок, например полы, стены или крыша. Преимущество CLT заключается в более быстром строительстве, поскольку панели производятся и отделываются на месте и поставляются готовыми к установке и свинчиванию в качестве проекта сборки плоской упаковки.

Параллельная прядь

Пиломатериал из параллельной пряди ( PSL) состоит из длинных прядей шпона, уложенных параллельно и склеенных вместе с помощью клея, чтобы сформировать законченный структурный профиль. Прочный, прочный материал, он обладает высокой несущей способностью и устойчив к сезонным нагрузкам, поэтому он хорошо подходит для использования в качестве балок и колонн при строительстве столбов и балок, а также для балок, коллекторов и перемычек при строительстве легких каркасов. PSL является членом семейства конструкционных композитных пиломатериалов (SCL) из конструкционной древесины.

Ламинированная древесная стружка

Многослойная пиломатериал (LSL) и пиломатериалы с ориентированной прядью (OSL) производятся из стружки пряди с высоким соотношением длины к толщине. В сочетании с клеем пряди ориентируются, формируются в большой мат или заготовку и прессуются. LSL и OSL обладают хорошей удерживающей способностью крепежа и механическими характеристиками соединителя и обычно используются в различных приложениях, таких как балки, коллекторы, стойки, ободные доски и столярные изделия компоненты. Эти продукты являются членами семейства конструкционных деревянных изделий из композитных пиломатериалов (SCL). LSL изготавливается из относительно коротких прядей - обычно около 1 фута длиной - по сравнению с прядями длиной от 2 до 8 футов, используемых в PSL.

Пальцевый сустав

Пальцевый сустав состоит из коротких куски дерева объединяются в более длинные отрезки и используются в дверных косяках, молдингах и шпильках. Также выпускается большой длины и большой длины для полов.

Балки

Двутавровые и деревянные Двутавровые представляют собой двутавровые конструкционные элементы, предназначенные для использования в конструкции полов и крыш. Двутавровая балка состоит из верхней и нижней полок разной ширины, соединенных перемычками разной глубины. Фланцы выдерживают обычные напряжения изгиба, а перемычка обеспечивает характеристики сдвига. Двутавровые балки предназначены для перевозки тяжелых грузов на большие расстояния при использовании меньшего количества пиломатериалов, чем габаритные балки из массивной древесины, размер которых необходим для выполнения той же задачи [1]. По состоянию на 2005 год примерно половина всех деревянных полов с легким каркасом была оформлена с использованием двутавровых балок [2].

Фермы

Фермы крыши и фермы перекрытий - это структурные рамы, основанные на треугольном расположении перемычек и поясов для передачи нагрузок на точки реакции. При заданной нагрузке длинные деревянные фермы, построенные из небольших кусков пиломатериалов, требуют меньше сырья и облегчают работу подрядчикам, сантехникам и электрикам, по сравнению с длинными 2x10 и 2x12, которые традиционно используются в качестве стропил и пол балки.

Прозрачные древесные композиты

Прозрачные древесные композиты - это новые материалы, которые в настоящее время производятся только в лабораторных масштабах, которые сочетают прозрачность и жесткость с помощью химического процесса, который заменяет светопоглощающие составы, например лигнин, с прозрачным полимером.

Преимущества

Конструкционные изделия из дерева используются по-разному, часто в приложениях, подобных изделиям из цельной древесины. В некоторых применениях изделия из искусственной древесины могут быть предпочтительнее массивной древесины из-за определенных сравнительных преимуществ:

  • Поскольку конструкционная древесина является искусственной, она может быть спроектирована с учетом требований к рабочим характеристикам для конкретного применения. Требуемые формы и размеры не определяют требования к исходному дереву (длина или ширина дерева)
  • Инженерные изделия из дерева универсальны и доступны в широком диапазоне толщин, размеров, сортов и классов стойкости к воздействию, что делает изделия Идеально подходит для неограниченного использования в строительстве, производстве и бытовом строительстве.
  • Конструкционные изделия из дерева спроектированы и изготовлены таким образом, чтобы максимально увеличить естественную прочность и жесткость древесины. Эти изделия очень стабильны, а некоторые из них обладают большей структурной прочностью, чем обычные деревянные строительные материалы.
  • Клееный брус (клееный брус ) имеет большую прочность и жесткость, чем пиломатериалы сопоставимых размеров, и, фунт за фунт, прочнее стали.
  • Некоторые деревянные изделия предлагают больше вариантов дизайна без ущерба для конструкции.
  • С деревянными панелями легко работать, используя обычные инструменты и базовые навыки. Их можно резать, просверливать, фрезеровать, соединять, клеить и скреплять. Фанеру можно гнуть, получая криволинейные поверхности без потери прочности. А панели большого размера ускоряют строительство за счет уменьшения количества деталей, которые необходимо обрабатывать и устанавливать.
  • Конструкционные изделия из дерева позволяют более эффективно использовать древесину. Они могут быть изготовлены из небольших кусков дерева, древесины с дефектами или недоиспользуемых пород.
  • Деревянные фермы конкурентоспособны во многих областях применения для крыш и полов, а их высокое соотношение прочности к весу позволяет использовать большие пролеты, обеспечивая гибкость планировка полов.
  • Считается, что инженерная древесина дает структурные преимущества для строительства дома.
  • Сторонники устойчивого дизайна рекомендуют использовать инженерную древесину, которую можно производить из относительно небольших деревьев, а не из больших кусков твердого материала. габаритные пиломатериалы, которые требуют распиловки большого дерева.
Недостатки
  • Для их производства требуется больше первичной энергии, чем для массивных пиломатериалов.
  • используемые клеи в некоторых продуктах может быть токсичным. Проблема с некоторыми смолами связана с выделением формальдегида в готовом продукте, что часто наблюдается с карбамидоформальдегидными связанными продуктами.
  • Резка и другие работы с некоторыми продуктами могут подвергать рабочих воздействию токсичных соединений.
  • Некоторые изделия из дерева, например, предназначенные для внутреннего использования, могут быть более слабыми и более подверженными деформации, вызванной влажностью, чем эквивалентные массивы древесины. Большинство древесно-стружечных плит и древесноволокнистых плит не подходят для использования на открытом воздухе, поскольку они легко впитывают воду.
Свойства

Фанера и OSB обычно имеют плотность 550-650 кг / м (От 35 до 40 фунтов на кубический фут). Например, фанерная обшивка толщиной 1 см (3/8 дюйма) или обшивка OSB обычно имеет вес от 1 до 1,2 кг / м (от 1,0 до 1,2 фунта на квадратный фут). Плотность многих других инженерных пород древесины составляет намного выше, чем OSB.

Производство паркетных полов

Ламель

Ламель - это лицевой слой древесины, который виден при укладке. Обычно это пиленый кусок Древесина может быть распилена в трех различных стилях: плоская, четвертичная и рифленая.

Типы сердцевины / основы

  1. Деревянная фанера («многослойная сердцевина»): Используется несколько тонких слоев древесины, склеенных вместе. Текстура древесины каждого слоя проходит перпендикулярно слою под ним. Стабильность достигается за счет использования тонких слоев древесины, которые практически не реагируют на климатические изменения. Древесина дополнительно стабилизируется благодаря равной давление, оказываемое продольным и поперечным слоями перпендикулярно друг другу.
  2. Конструкция сердечника пальца: спроектированная древесина пальца fl полы состоят из небольших кусков фрезерованной древесины, идущих перпендикулярно верхнему слою (ламелям) древесины. Они могут быть двухслойными или трехслойными, в зависимости от их предполагаемого использования. Если он трехслойный, то третий слой часто представляет собой фанеру, проходящую параллельно ламелям. Стабильность достигается за счет перпендикулярно движению волокон друг к другу, а расширение и сжатие древесины уменьшается и сводится к среднему слою, предотвращая образование зазоров или чашечек пола.
  3. ДВП: сердцевина состоит из древесноволокнистые плиты средней или высокой плотности. Полы с сердцевиной из фибрового картона гигроскопичны и никогда не должны подвергаться воздействию большого количества воды или очень высокой влажности - расширение, вызванное поглощением воды в сочетании с плотностью фибрового картона, приведет к потере его формы. Древесноволокнистая плита менее дорогая, чем древесина, и может выделять более высокие уровни вредных газов из-за относительно высокого содержания клея.
  4. Спроектированная конструкция пола, популярная в некоторых частях Европы, - это ламели из твердой древесины, сердцевина из мягкой древесины, уложенная перпендикулярно стене. ламели и последний слой основы из той же благородной древесины, что и ламели. Для заднего слоя иногда используются другие благородные породы дерева, но они должны быть совместимы. Многие считают, что это самый стабильный из инженерных полов.
Клеи

К типам клеев, используемых в конструкционной древесине, относятся:

карбамидоформальдегидные смолы (UF)
самые распространенные, дешевые и не водонепроницаемые.
Фенолформальдегидные смолы (PF)
желто-коричневые, обычно используемые для продуктов внешнего воздействия.
Меламиноформальдегидные смолы (MF)
белые, термостойкие и водостойкие, часто используемые на открытых поверхностях в более дорогих конструкциях.
(pMDI) или полиуретановые (PU) смолы
дорогой, обычно водостойкий и не содержащий формальдегид, который, как известно, труднее отделяется от плит и прессов для дерева.

Более широкий термин - структурные композиты. Например, сайдинг из фиброцемента изготовлен из цемента и древесного волокна, тогда как цементная плита представляет собой цементную панель низкой плотности, часто с добавлением смолы, облицованная сеткой из стекловолокна.

Проблемы со здоровьем

Хотя формальдегид является важным ингредиентом клеточного метаболизма у млекопитающих, исследования связывают продолжительное вдыхание газов формальдегида с раком. Было обнаружено, что инженерные древесные композиты выделяют потенциально вредные количества газообразного формальдегида двумя способами: непрореагировавший свободный формальдегид и химическое разложение полимерных клеев. Когда в технологический процесс добавляются чрезмерные количества формальдегида, избыток не будет иметь никакой добавки, с которой можно было бы связываться, и со временем может просочиться из древесного продукта. Дешевые карбамидоформальдегидные (UF) клеи в значительной степени ответственны за выбросы деградированных смол. Влага разлагает слабые молекулы УФ, что приводит к потенциально опасным выбросам формальдегида. McLube предлагает разделительные агенты и герметики для валиков, разработанные для тех производителей, которые используют клеи с пониженным содержанием формальдегида и меламиноформальдегидные клеи. Многие производители ориентированно-стружечных плит (SB) и фанеры используют фенолформальдегид (PF), потому что фенол является гораздо более эффективной добавкой. Фенол образует водостойкую связь с формальдегидом, которая не разлагается во влажной среде. Смолы PF не представляют значительного риска для здоровья из-за выбросов формальдегида. Хотя PF является превосходным клеем, в деревообрабатывающей промышленности начали переходить на полиуретановые связующие, такие как pMDI, для достижения еще большей водостойкости, прочности и эффективности процесса. pMDI также широко используются в производстве жестких пенополиуретанов и изоляторов для холодильного оборудования. pMDI превосходит другие полимерные клеи, но, как известно, их трудно отделить и вызвать налипание на поверхности инструментов.

Другие крепления

Некоторые технические изделия, такие как клееный брус CLT, можно собирать без использования клеи с механической фиксацией. Это могут быть профилированные соединенные между собой доски, патентованные металлические крепления, гвозди или деревянные дюбели (Brettstapel - однослойные или CLT).

Стандарты

Следующие стандарты относятся к конструкционным изделиям из древесины:

  • EN 300 - Ориентированно-стружечные плиты (OSB) - Определения, классификация и спецификации
  • EN 309 - ДСП - Определение и классификация
  • EN 338 - Конструкционная древесина - Классы прочности
  • EN 386 - Клееный брус - эксплуатационные требования и минимальные производственные требования
  • EN 313-1 - Фанера - Классификация и терминология. Часть 1: Классификация
  • EN 313-2 - Фанера - Классификация и терминология. Часть 2: Терминология
  • EN 314-1 - Фанера - Качество склеивания - Часть 1: Методы испытаний
  • EN 314-2 - Фанера - Качество склеивания - Часть 2: Требования
  • EN 315 - Фанера - Допуски по размерам
  • EN 387 - Клееный брус - большие шиповые соединения - эксплуатационные требования и минимальные производственные требования
  • EN 390 - клееный брус - размеры - допустимые отклонения
  • EN 391 - клееный брус - s испытание клеевых швов
  • EN 392 - Клееный брус - Испытание клееных швов на сдвиг
  • EN 408 - Деревянные конструкции - Конструкционные и клееный брус - Определение некоторых физико-механических свойств
  • EN 622-1 - Древесноволокнистые плиты - Технические характеристики - Часть 1: Общие требования
  • EN 622-2 - Древесноволокнистые плиты - Технические характеристики - Часть 2: Требования к древесноволокнистым плитам
  • EN 622-3 - Древесноволокнистые плиты - Спецификации - Часть 3: Требования к плитам среднего размера
  • EN 622-4 - Древесноволокнистые плиты - Технические характеристики - Часть 4: Требования к мягким плитам
  • EN 622-5 - Древесноволокнистые плиты - Технические характеристики - Часть 5 : Требования к сухим технологическим плитам (МДФ)
  • EN 1193 - Деревянные конструкции - Конструкционные и клееный брус - Определение прочности на сдвиг и механических свойств перпендикулярно волокнам
  • EN 1194 - Деревянные конструкции - Клееный брус - Классы прочности и определение характеристических значений
  • EN 1995-1-1 - Еврокод 5: D проектирование деревянных конструкций - Часть 1-1: Общие - Общие правила и правила для зданий
  • EN 12369-1 - Древесные панели - Характерные значения для структурного проектирования - Часть 1: OSB, ДСП и древесноволокнистые плиты
  • EN 12369-2 - Панели на древесной основе - Характерные значения для проектирования конструкций - Часть 2: Фанера
  • EN 12369-3 - Панели на древесной основе - Характерные значения для проектирования конструкций - Часть 3: Твердый деревянные панели
  • EN 14080 - Деревянные конструкции - Клееный брус - Требования
  • EN 14081-1 - Деревянные конструкции - Структурная древесина с прямоугольным поперечным сечением по прочности - Часть 1: Общие требования
См. Также
  • Stadthaus - Пример применения деревянных панелей
Ссылки
Внешние ссылки
На Викискладе есть медиафайлы, связанные с Engineered wood.
Последняя правка сделана 2021-05-19 10:43:52
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте