Где применяется конструкционный материал ЛВЛ брус

Описание материала

Для выпуска используют лущеный шпон хвойного дерева: лиственницы, ели, сосны. Тонкие листы в толщину составляют от 1 до 3 мм. Волокна в последующих пластах конструкции размещают параллельно длинной стороне изделия, чем материал и отличается от стандартной фанеры.

Разновидности продукции:

• балки (бруски);
• плиты разных габаритов.

Внутренняя структура обеспечивает высокую прочность на сжатие, поэтому строительный материал используют при устройстве несущих конструкций стен и кровли. Поверхность бруса шпонируют материалом высшего сорта. Внутренние слои стыкуют так, чтобы детали разной плотности равномерно распределялись, а соединения не совпадали между собой по вертикали.

Огнестойкость клееного бруса выше натуральной древесины, что объясняется слоистой структурой. Внутри тонкие листы шпона чередуются с клеем, который не воспламеняется. Брус обуглится, если температура в зоне пожара составит +300°С, при этом сохранит первоначальную прочность 30 минут.

История появления

Finnforest MERK

Брус LVL (расшифровка — Laminated Veneer Lumber) был создан в 1935 году В США, разработкой занималась лаборатория Федерального Лесничества. В производство был запущен в середине шестидесятых годов ХХ столетия юридической корпорацией Trust Joist, владела которой компания «Вайерхаузер».

Запад производит продукцию с 1973 года, ей присвоен товарный знак Kerto. Выпускает брус холдинг «Metsa Wood» из Финляндии, входящий в концерн лесной промышленности под наименованием «Metsa Group». Высокопроизводительное оборудование позволяет изготавливать объем товара около 220 тыс. м³ за год.

Россия запустила производство только в 2009 г. Первым производителем стало предприятие «Талион Терра» из Тверской области (г. Торжок), принадлежащее компании «СТОД».

Как производится

Для производства берут надкорневую утолщенную стволовую часть. После окорковки бревна подвергают лущению, — снимают тонкие слои шпона. Для удобства разделки материал погружают в ванны, чтобы он намок. Затем листы сушат в камерах до достижения влажности 10%, отсортировывают, убирают сырье с пороками.

Дальнейшие этапы изготовления:

• из готового шпона формируют заготовки, применяют листы, толщина которых не превышает 3 мм;
• дополнительно сушат для поддержания нормативной влажности (5%);
• вторичная сортировка предполагает разделение полуфабрикатов по качеству и плотности;
• подогнанные детали шпона соединяют с помощью клея в целое полотно;
• используют для набора по толщине 9 – 24 листа, для получения монолита применяют пресс;
• нарезают материал по стандартным размерам на плиты, бруски и балки.

Полученные изделия проходят технический контроль, периодически образцы испытывают в лаборатории на прочность, водостойкость, другие качества. После этого изделия упаковывают для отправки.

Характеристики

Отсутствие в структуре хаотично размещенных волокон повышает износостойкость, исключает поперечные и продольные деформации, обеспечивает приемлемые физические и механические показатели. Сверхпрочный клей и прессование увеличивает предел сопротивления на сжатие, растяжение, изгиб.

Технические характеристики:

• влажность готовых изделий 8 – 10%;
• шероховатость поверхности не выше 320 мкм;
• отклонение по плоскости не более 1,5 мм на погонный метр;
• предел прочности на изгиб вдоль волокон — 48 МПа;
• предел прочности на растяжение — 16 – 22,5 МПа;
• класс огнестойкости — К1;
• категория износоустойчивости — 4;
• класс эмиссии формальдегида — Е1;
• плотность — 48 кг/м³.

По прочности материал превосходит древесину, благодаря равномерности структуры по всей длине. Гигроскопичные изделия сохраняют габариты и вес при минусовых температурах, что важно при установке балок на длинные пролеты перекрытия. Идеальная геометрия позволяет создавать плотные и герметичные стыки.

Плюсы и минусы LVLПрочность превышает некоторые породы древесиныЛегкий, не нагружает конструкции, не требует использования подъемной техникиБольшое разнообразие размеровЛегкий в обработкеНе чувствителен к влажностиОгнестойкийУниверсальный в примененииНе проводит токОтсутствует усадка и усушкаКрасивый видНе пропускает парНе относится к группе экологически чистой продукции

Возможен ли брак

Качество материала тщательно контролируется

Для выпуска выбирают только хвойные породы, при этом сырье отбирают сразу с поваленных стволов. В процессе изготовления проходит несколько этапов отбраковки, поэтому на линию производства попадает только качественный шпон.

Технологи и владельцы компаний-производителей обеспечивают меры для недопущения брака:

• в работе используют автоматическое оборудование проверенных производителей;
• линии оснащены системой лазерного контроля температуры процесса, влажности заготовок, объема клея, качества отвердителя;
• инженерно-технические работники регулярно проверяют работу станков, проводят регулировку, настройку давления, температурного режима;
• смешивание клея с отвердителем происходит под контролем автоматов.

На предприятиях есть система трудового контроля на всех этапах выпуска, сеть лабораторий для проверки и регулярных испытаний продукции на качество. Работники выписывают на каждую партию параметры склейки в специальных документах (состав клея, давление, время воздействия температуры и давления). Несовпадение одного из параметров приводит к выбраковке продукции и раскатыванию готового изделия по склеивающему шву.  

Разновидности и сферы применения

Материал используют при строительстве объектов в разных отраслях промышленности, из них делают цеха, офисы, строят дома из ЛВЛ бруса. Плитную разновидность ставят в качестве силовой несъемной опалубки.

В основном клееные балки используют для сооружения несущих элементов строений:

• перекрытий с установкой прогонов;
• стеновых каркасов;
• коньковых и балконных балок;
• стропилин, элементов междуэтажных мембран.

Элементами перекрывают большие пролеты длиной до 36 метров, балки невосприимчивы к вредным воздушным компонентам, сырости, ультрафиолету.

Различают виды ЛВЛ материала:

• конструкционный;
• с поперечными волокнами.

Брус применяют в конструкциях бассейнов, сельскохозяйственных строений, складов с химически агрессивной продукцией, производственных цехов с химическими выбросами в атмосферу. Материал хорошо эксплуатируется в сейсмически-опасных районах.

Конструкционный

Конструкционный брус

В этом виде бруса последующие пласты шпона размещают так, чтобы их волокна были повернуты в одном направлении (вдоль). Это увеличивает несущую способность изделия. Благодаря высокой прочности конструкционные бруски ставят в качестве элементов остова каркасного здания, наравне с металлическими иди деревянными стойками и перекладинами.

Конструкционный тип бруса не только выдерживает вес перекрытия, кровли, стенового заполнения между элементами каркаса, но и предохраняет внутреннее пространство дома от холода. Например, балконная консольная балка из чувствительного к влаге материала выступает наружу за стену и в морозное время становится проводником холода. Использование ЛВЛ бруса решает такую проблему, т. к. материал сухой и не замерзает.

С поперечными слоями

С поперечными слоями

Второй тип продукции отличается внутренней структурой. Изменение укладки слоев способствует повышению прочности на изгиб и растяжение. У такого материала отсутствует скручивание по продольной линии, который иногда возникает в конструкционных изделиях.

Способ склеивания:

• четыре первых слоя укладывают волокнами в направлении продольной линии изделия;
• пятый пласт располагают волокнами поперек сечения;
• остальные слои ставят, как первые.

Так чаще производят плитный ЛВЛ. Панели применяют для обшивки стен, строительства внутренних перегородок, из них делают полотна дверей. Поверхность плит выглядит привлекательно, поэтому часто стеновой слой дополнительно не декорируют.

Размеры бруса

Прочность ЛВЛ материала по сравнению с простыми клееными брусками выше. Это выражается в том, что размеры поперечного сечения меньше, а несущая способность больше.

Поперечные размеры бруса:

• самый тонкий имеет толщину 18 мм, а самый массивный — 102 мм;
• ширина колеблется в пределах 100 – 1800 мм;
• длина по нормам не может быть больше 18 м.

Для сравнения, сечению простого композитного бруса 80х240 и 160х320 соответствует по прочности клееный брус ЛВЛ сечением 45х280 и 69х400, соответственно.

Свойства и эксплуатационные характеристики клееного бруса ЛВЛ

Материал имеет высокую прочностью, которая в 3 раза превышает аналогичный показатель обычных пиломатериалов. Она достигается с помощью параллельного расположения волокон. Это главное отличие ЛВЛ-материалов от фанеры.

Брус обладает следующими свойствами:

1. Влагоустойчивость — показатель влажности от 8 до 12%. Брус практически не впитывает влагу. Его можно использовать при облицовке стен сауны и ванной.
2. Долговечность — для изготовления шпона древесину отбирают сразу после вырубки. Со временем на поверхности не появляются трещины, материал не рассыхается.
3. Однородность — волокна равномерно распределены по всей плоскости, что обеспечивает одинаковое качество материала. Отсутствуют продольные и поперечные деформации.
4. Легкость — весит меньше, чем цельный брус. Не меняет вес даже под воздействием влаги.
5. Сопротивляемость по изгибу составляет от 19 до 35 МПа, на растяжение — от 16 до 26 МПа в зависимости от направления волокон.
6. Выдерживает нагрузку до 480 кг/м2.
7. Огнеупорность — материал относится к классу Е. Фенолформальдегидная смола, которая используется для склеивания слоев, не поддается окислению и препятствует возгоранию. Плотная структура не позволяет огню и высокой температуре проникнуть во внутренние шары.

ЛВЛ-брус не теряет своих свойств при температуре 300 градусов в течение 30—60 минут. Он тлеет и постепенно затухает.

Материал не портится под воздействием агрессивных веществ. Он не подвержен гниению и влиянию бактерий.

Преимущества и недостатки

ЛВЛ-брус подходит для строительства в любую погоду, поскольку не деформируется под влиянием внешних факторов. Материал обладает следующими преимуществами:

• уровень прочности выше по сравнению с обычным деревом;
• не боится агрессивных веществ и влажности;
• на него не действует гниль, грибок и другие бактерии;
• при пожаре не загорается;
• высокая тепло — и шумоизоляция;
• легкий и удобный в строительстве;
• не нагружает фундамент;
• широкий диапазон размеров;
• отсутствие дефектов и трещин;
• позволяет реализовать необычные архитектурные решения.

Среди серьезных недостатков выделяют воздухонепроницаемость и проблемы с экологичностью. Несмотря на соответствие стандартам, вещества в смоле для склеивания могут неблагоприятно повлиять на организм. Минусом является высокая стоимость панелей по сравнению с другими материалами из древесины.

Почему исключен брак

На каждом этапе материал проходит проверку качества. При подаче в станок для лущения чурак сканируется лазером. Обработанная на компьютере информация передается на шпиндельные зажимы, которые размещают дерево в положении, которое обеспечит лучший выход листов при минимальной оцилиндровке. Повреждения обнаруживают камеры и сканеры на этапе разрезания древесины, что минимизирует брак изделий. Пласты, влажность которых превышает 8%, автоматически отправляются досушиваться.

Продукция проходит специальные испытания и получает подтверждение о соответствии стандартам. Поэтому при покупке в магазине просят показать сертификаты на товар.

Медиа

FB VK LN 30 ноября – 3 декабряПриглашаем посетить наш стенд D6073 (павильон 1, зал 4) на выставке Woodex Мы в Instagram fb.com/lesprominform

Проекты ЛесПромИнформ

Библиотека специалиста Предприятия ЛПК Приоритетные инвестпроекты Официальные делегации

Технология производства

Изготовление высококачественных брусьев характеризуется большими затратами энергии и сложностью. Процесс требует наличия специального оборудования, поэтому в кустарных условиях сделать их не получится.

Древесину отбирают сразу после вырубки. Стандартно в производстве ЛВЛ-бруса используют толстую прикорневую часть дерева.

Технологический процесс включает следующие этапы:

1. 
   Приготовленные бревна определенной длины отправляют на станок для удаления коры. Стандартно снимают слой в 3 мм.
2. Древесина отправляется на гидротермическую обработку. Ее помещают в бассейны с теплой водой (50 — 80 градусов) на 24 — 36 часов. Влажный материал легче поддается лущению.
3. Бревна распиливают на отдельные полена и лущат на станке, чтобы получить шпон толщиной 3 мм.
4. Изготовленные листы нарезают на нужные размеры, сортируют по уровню влажности и отправляют на сушку. Материал должен содержать не более 8% влаги.
5. Готовый шпон разделяют по плотности и качеству.
6. На поверхность наносят клеящее вещество и под прессом формируют одну плиту из нескольких слоев шпона.
7. Полученные ЛВЛ-брусья нарезают.

Процесс полностью автоматизирован. Плотность определяют с помощью ультразвука. Для обнаружения дефектов применяют цветные сканеры. Отходы идут на изготовление топливных гранул, а кора отправляется в котельную завода. В конце производства товар маркируют и пакуют в пленку.

Размеры ЛВЛ бруса и цены

Максимальная ширина брусьев достигает 1,8 м. По желанию заказчика их можно распилить на части. Стандартная длина ограничивается размерами пресса — 18 м. Если транспорт не позволяет перевезти такие доски, их разрезают. Толщина составляет от 18 до 102 мм. Цена за 1 м3 материала меняется от 25000 до 36 000 рублей. На стоимость влияет порода дерева, количество шаров шпона и плотность.

В России существует 2 завода по производству ЛВЛ-бруса: Талион-Терра в г. Торжок ( ТМ «Ультралам») и ЛВЛ-Югра в г. Нягань (ТМ «Югра»). Популярным в Россий считается товар из Финляндии компании Финфорест (ТМ «Керто»).

Производство

Клеящие составы готовятся в механизированных смесителях и при производстве фанеры подаются в желобки пары клеевых вальцов (из металла или жесткой резины), которые прокатываются с обеих сторон каждого второго слоя шпона или пиломатериала. Затем пакеты промазанного клеем шпона зажимаются и склеиваются в гидравлических или пневматических, а иногда в винтовых (что наименее желательно) прессах. Если клей наносится при комнатной температуре (от 21° до 27° С), то после этого листы проклеенной фанеры обычно складываются в штабели и выдерживаются в них 6 ч и более для затвердевания клея. Прессование фанеры с синтетическими термореактивными клеями наиболее эффективно при повышенной температуре – горячей склейкой, когда на получение готовых листов уходит всего несколько минут. Для этого гидравлические прессы делаются в виде многоярусного набора инструментальных плит с паровым подогревом от 120° до 150° С; между каждой парой таких плит закладывается прессуемый пакет – будущий лист фанеры. Существуют прессы с электрическим подогревом инструмента резисторами или высокочастотным электрическим полем.

Таким образом производятся плоские фанерные листы или изделия с несложной кривизной, для изготовления которых не требуется воздействовать давлением по направлениям, отклоняющимся от хода плунжера пресса более чем на 30°. Для производства гнутой фанеры плоские инструментальные плиты пресса снабжаются соовтетствующей парой металлических пресс-форм. При изготовлении фасонной фанеры сложного профиля одной из пресс-форм служит нагнетаемый объем в герметичной оболочке, который по всем направлениям давит с одной стороны на формуемую фанеру, помещенную на жесткую неподвижную пресс-форму. Для полимеризации смоляных клеев при этом применяют либо нагреваемые пресс-формы, либо в нагнетаемый объем накачивается горячий пар. Так как податливость древесины возрастает при ее подогреве, то для изготовления качественной сложно профилированной фанеры нельзя применять клеи, застывающие при комнатной температуре.

• https://StrojDvor.ru/strojmaterialy/lvl-brus/
• https://dvabrevna.ru/derevyannyiy-dom/lvl-brus.html
• https://lesprominform.ru/jarticles.html?id=2676
• https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/tehnologiya_i_promyshlennost/FANERA.html