Багатошарові клеєні дерев'яні панелі - продукція, більш відома на Заході під абревіатурою CLT ( англ. Cross-Laminated Timber). [1] CLT - це дерев'яна панель, виготовлена з склеєних між собою шарів суцільного пиломатеріалу . Панелі виробляються з шарів, як правило, хвойних, висушених порід деревини. [2] На її основі виробляються масивні дерев'яні панелі. [3]
Шари укладаються у взаємно перпендикулярних напрямках, широкі межі кожної дошки проклеюються, як правило, симетричним чином, щоб зовнішні шари мали однакову орієнтацію.
Непарне число шарів є найбільш поширеним, однак існують конфігурації з парними числами (які впорядковані для того, щоб дати симетричну конфігурацію). У внутрішніх шарах допускається використовувати деревину більш низьких сортів, ніж у зовнішніх шарах. Незважаючи на те, що для виготовлення панелей використовується в основному деревина м'яких (хвойних) порід, допускається застосування деревини твердих порід, наприклад, тополі , А також гібридних схем, що включають деревину різних порід. Звичайна деревина є анізотропним матеріалом, що означає, що її фізичні властивості змінюються в залежності від напрямку, в якому застосовується сила. Шляхом склеювання шарів деревини під перпендикулярними кутами виходить досягти кращої жорсткості панелей в обох напрямках. Це схоже на фанеру , Але з помітно густішими нашаруваннями. CLT відрізняється від дощатоклеених елементів дерев'яних конструкцій, чиї нашарування орієнтовані таким же чином. [4]
Багатошарові клеєні дерев'яні панелі були вперше розроблені і використані в Німеччині та Австрії на початку 1990-х років, але тільки після середини 1990-х років були проведені більші дослідження. До 2000-х років виробництво багатошарових клеєних дерев'яних панелей набагато більш широко була затребувана в Європі, використовувалося в різних системах будівель, таких як односімейних і багатоповерхових будівель. Багатошарові клеєні дерев'яні панелі стали розглядатися як засіб вирішення екологічних проблем глобального масштабу, а також поліпшення маркетингу та доступності. Величезна частка шкідливих викидів в атмосферу на планеті припадає на виробництво залізобетону , А також на його транспортування. Виробництво ж деревини є екологічно чистим. При цьому дерев'яні будови активно поглинають шкідливі речовини і очищають атмосферу.
У 2015 році продукція багатошарових клеєних дерев'яних панелей була включена в національну специфікацію конструкції для дерев'яного будівництва. Ця специфікація була використана в якості довідника для Міжнародного Будівельного Кодексу 2015 року, в свою чергу, дозволяючи продукції бути визнаним конструкційним матеріалом, сумісним з кодексом. Ці зміни кодексу дозволили використовувати багатошарові клеєні дерев'яні панелі для збірки зовнішніх стін, підлог, перегородок і дахів. Також в IBC 2015 були включені рейтинги на вогнестійкість, умови підключення та вимоги до кріплення, характерні для CLT. Для задоволення вимог до структурними характеристиками в кодексі було зазначено, що структурні продукти CLT відповідають вимогам, встановленим ANSI / APA PRG 320. [5]
Виготовлення CLT (багатошарові клеєні дерев'яні панелі) можна розділити на дев'ять етапів: вибір первинних пиломатеріалів, угруповання пиломатеріалів, стругання пиломатеріалів, різання пиломатеріалів, нанесення клею, складання панелей, монтажне пресування, контроль якості і, нарешті, маркетинг і доставка. [6] : 77-91
Вибір первинного пиломатеріалу складається з двох-трьох частин, перевірки вологості, візуальної оцінки і, в залежності від запиту, структурного тестування. Залежно від результатів цього вибору деревина, придатна для CLT, буде використовуватися для створення CLT класу конструкції або CLT класу зовнішнього вигляду. Деревина, яка не може вписатися в жодну з категорій, може використовуватися для різних продуктів, таких як фанера або клеєний ламінований брус.
Етап угруповання гарантує, що деревина різних категорій групується разом. Для будівельного класу CLT деревина, яка має кращі структурні властивості, буде використовуватися у внутрішніх шарах панелі CLT, тоді як два найбільш зовнішніх шару матимуть вищі естетичні якості. Для естетичного класу CLT всі верстви матимуть вищі візуальні якості.
Стадія стругання покращує поверхні деревини. Ця діяльність спрямована на поліпшення продуктивності клею між шарами. Приблизно 2,5 мм обрізається з верхньої та нижньої сторони, а 3.8 мм обрізається з бічної, щоб забезпечити плоску поверхню [7] . Існують випадки, коли обробляються тільки верхня і нижня поверхні, - це зазвичай відбувається якщо сторони не повинні бути з'єднані до інших зовнішніх матерій. Можливо, що цей крок може змінити загальний вміст вологи в деревині, однак це рідко трапляється.
Потім деревина розрізається на певну довжину в залежності від запиту і конкретних потреб клієнта.
Потім клей наносять на деревину, як правило, через верстат. Важливо відзначити, що нанесення клею повинно бути герметичним, щоб забезпечити відсутність отворів або повітряних зазорів в клею і що клей наноситься з постійною швидкістю.
Для укладання окремих шарів деревини виконується укладання панелі. Згідно з розділом 8.3.1 стандарту продуктивності ANSI / AP PRG 320, щонайменше 80% площі поверхні між шарами повинні бути пов'язані один з одним.
Складальне натискання повністю завершує процес закріплення. Існує два основні методи пресування: вакуумне пресування і гідравлічне пресування. При вакуумному одночасному натисканні може бути натиснута більш ніж одна панель CLT, що робить процес більш тривалим і економічним. Іншою перевагою вакуумного пресування є те, що він може прикладати тиск до зігнутим форм панелям CLT через те, що тиск розподіляється по всій структурі. Що стосується гідравлічного пресування, то перевагами можуть бути більш високі тиску, а також може бути задано тиск, встановлене на кожному краю. [8]
Потім виконується контроль якості на панелях CLT. Зазвичай для створення кращої поверхні використовується шліфувальна машина. Панелі CLT також відрізані відповідно до їх конкретним дизайном. Часто, якщо панелі необхідно з'єднати, щоб сформувати більш довгі структури, використовуються бічні з'єднання (пази).
Російські та зарубіжні технології виробництва багатошарових дерев'яних панелей [ правити | правити код ]
Розглянуто панелі CLT, є найбільш ефективним будівельним матеріалом, отриманим з деревини, завдяки високій технологічності і відсутності недоліків, властивих простим дерев'яним виробам, наприклад, дошки і бруса. Завдяки тому, що ламелі в сусідніх шарах вироби розташовані під кутом один до одного - анізотропні властивості деревини нівелюються; Таким чином, це покращує фізико-механічні властивості панелі, до мінімуму зводиться усушка деревини (Усушка - зменшення лінійних розмірів і об'єму деревини при видаленні з неї зв'язаної води [9] ), Збільшуються несучі здібності. Досліджуються різні технології виробництва багатошарової дерев'яної панелі як елемента зовнішніх, внутрішніх стін і перекриттів для дерев'яних будівель, а також їх економічна ефективність.
Наведено порівняльну таблицю характеристик російських і зарубіжних аналогів багатошарової клеєної дерев'яної панелі [10] . Розглянуто різні технології виробництва досліджуваного матеріалу і їх економічна ефективність.
Порівняння характеристик світових і вітчизняних технологій виробництва багатошарової дерев'яної панелі Характеристики CLT Massive Holz Mauer Thoma Holz Масивна Панель "Древоблок" Уніпанель Країна виробник Великобританія Німеччина Австрія Росія Росія Тип деревини Ель, сосна, модрина Сосна, ялина Ель, ялиця, сосна, модрина сосна хвойні та листяні породи Сорт деревини 0-3 0-3 0-3 0-3 0-3 товщина дошки, мм 20 24 20-80 25 30 Наявність пазів в ламелях Ні Так Ні Ні Так Загальна товщина плити, мм 57-500 115-340 120-400 75-400 30-1000 Мінімальний розмір плити, м 2,95х2,95 2х2 3х3 0,9х2,7 1 , 035х2,8 Максимальний розмір плити, м 2,95х16 3,25х6 3х8 0,9х6 3,3х12 Щільність, кг / м³ 500 480 450 570 300 Теплопровідність (λ {\ displaystyle \ lambda} 
Результати дослідження дозволяють зробити висновок про переваги і недоліки різних типів багатошарової дерев'яної панелі в будівництві будівель і споруд.
Відмінність технології MHM [11] полягає в поздовжньому фрезеруванні дощок для формування панелей з вирізкою чверті на крайках і обробкою пазів на верхній площині для створення додаткової повітряного прошарку.
Компанія Thoma Holz [12] здійснює з'єднання ламелей в єдиний монолітний пакет за допомогою дерев'яних дюбелів також без застосування клею. Дерев'яні бруски і дошки з'єднуються під різними кутами в єдиний елемент за допомогою сухих букових нагелів, забиваються в стінну панель на всю її товщину. Після виготовлення панелі нагель вбирає вологість з навколишнього цього деревини і збільшується в розмірах, ніж міцно скріплює всі шари елемента між собою і перетворює його в міцну монолітну дерев'яну конструкцію.
Виробництво масивної дерев'яної панелі «Древоблок» [13] в порівнянні з її аналогами найбільш економічне завдяки спрощенню конструкції і технології складання, підвищенню коефіцієнта уніфікації, підвищення продуктивності при виготовленні блоків будівель за рахунок полегшеного ручного монтажу.
Ще більш складна підготовка ламелі здійснюється при використанні вітчизняної техпологіі виготовлення панелі «Уніпанель» [14] . На чотирибічному верстаті з обрізної дошки за один прохід формується необхідний профіль ламелі, що складається з паралельно розташованих стрижнів, утворених прорізами. Мінімальна ширина прорізів гарантує виконання ними функцій ДИЛАТАЦІЙНА (компенсаційного) шва. Їх перетину вибираються з урахуванням фізико-механічних і реологічних властивостей деревини і клею, виходячи з технології виробництва і реальних умов експлуатації.