Виды древесных пород и материалов

Требования к пиломатериалам общего назначения, изготавливаемым из древесины хвойных (сосна, ель, лиственница, кедр, пихта) и лиственных (дуб, ясень, бук, клен, граб, вяз, ильм, береза, ольха, осина, тополь, липа) пород, регламентированы ГОСТ 8486-86 и ГОСТ 2995-83.

В соответствии с ГОСТ 24454-80 пиломатериалы хвойных пород должны иметь следующие номинальные размеры по толщине и ширине при влажности 20%. При влажности пиломатериалов более или менее 20% их номинальные размеры должны уменьшаться или увеличиваться на соответствующую величину усушки (ГОСТ 6782.1-75).

Ширина узкой пласти, измеренной в любом месте длины необрезных пиломатериалов, должна быть:

* для толщины от 16 до 50 мм -- не менее 50 мм;

* для толщины от 50 до 100 мм -- не менее 60 мм;

* для толщины от 100 до 300 мм -- не менее 0,6 толщины.

Для пиломатериалов обрезных эти показатели должны соответствовать:

* для толщины от 16 до 50 мм -- не менее 50 мм;

* для толщины от 50 до 100 мм -- не менее 60 мм;

* для толщины от 100 до 300 мм -- не менее 0,7 толщины.

Пиломатериалы, предназначенные для экспорта или (по договоренности с потребителем) для внутреннего рынка, должны изготавливаться со следующими размерами поперечного сечения: 60x100, 90x90, 90x125, 50x300, 63x300, 75x300 и 100x300 мм.

Номинальная длина пиломатериалов для внутреннего рынка и экспорта от 1,0 до 6,5 м с градацией 0,25 м; только для экспорта от 0,9 до 6,3 м с градацией 0,3 м, а для тары -- от 0,5 м с градацией 0,1м.

Пиломатериалы хвойных пород толщиной от 16 до 32 мм относятся к тонким; от 40 до 100 мм -- к толстым доскам и брускам и от 125 до 250 -- к брусьям.

По качеству древесины и обработки доски и бруски разделяются на пять сортов (отборный, 1, 2, 3,4-й), а брусья -- на четыре сорта (1, 2, 3, 4-й), это определяется наличием в пилопродукции допустимых паразитных и непаразитных пороков (ГОСТ 8486-86).

Пиломатериалы отборного, 1, 2 и 3-го сортов изготавливаются сухими (с влажностью не более 22%), сырыми (при влажности более 22%) и сырыми антисептированными по ГОСТ 10950-78.

Влажность пиломатериалов 4-го сорта не нормируется. Оценка качества пиломатериалов должна производиться по пласти или кромке, худшей для данной доски, а брусков и брусьев квадратного сечения -- по худшей стороне.

Задача. Хвойная обрезная доска (ГОСТ 8486-86) длиной 4,52 м, шириной 198 мм и толщиной 32 мм имеет пластевые здоровые сросшиеся сучки в количестве 3 шт. на 1 пог. м диаметром 20-40 мм и поверхностную синеву полосой размером 1000x20 мм. Определить объём доски, сорт по каждому пороку и общий сорт доски и показать схематически её маркировку на пласти и на торце.

Решение:

Объем доски рассчитываются по формуле:

где - стандартные размеры листа по ширине, длине и толщине соответственно, м.

В соответствии с ГОСТ 8486-86, пиломатериалы хвойных пород стандартные размеры равны:

по ширине

по длине

по толщине

Объем доски равен:

.

2. - здоровые пластевые сучки: d =20 - 40 мм в количестве 3 шт. допускаются во 2 сорте - до 1/3 ширины сортимента - 3 шт.

- поверхностная синева полосой размером 1000x20 мм. Площадь полосы 0,02 м² составляет от площади доски 0,9 м² - 22%, что соответствует 3 сорту.

Общий сорт доски - 3.

3. Маркировка пиломатериалов производится в соответствии с ГОСТ 6564- 84 Пиломатериалы и заготовки. Правила приемки, методы контроля, маркировка и транспортирование:

- маркировка на одном из торцов для пиломатериалов и заготовок толщиной 25 мм и более:

- маркировка на пласти для п/м любой толщины:

.

Согласно ГОСТ 6564-84, маркировка наносится несмываемой краской или мелком, стойким к смыванию.

6. Резонансные заготовки (породы, размеры, требования к качеству и макроструктуре древесины, требования к распиловке)

Резонансные свойства древесины. Древесина широко используется для изготовления дек музыкальных инструментов. Такая древесина называется резонансной. Резонансные свойства древесины характеризуются ее способностью усиливать звук без искажения тона.

К резонансной древесине предъявляются следующие требования: она должна быть разнослойной, ширина годичных слоев должна составлять 1-4 мм, процент поздней древесины в пределах 20-30 %; не допускаются сучки, крень и наклон волокон.

Качественная древесина является основой любого музыкального инструмента. К древесине, используемой при изготовлении заказных инструментов требования еще более высокие:

Сушка древесины важнейшая составная часть при создании качественных инструментов. Сушка древесины может производиться двумя способами:

1.Искусственная сушка;

2.Естественная сушка.

Искусственная сушка применяется при массовом производстве музыкальных инструментов. Естественная сушка используется для сушки древесины идущей на создание качественных музыкальных инструментов.

Искусственная сушка предполагает ускоренный вывод влаги из древесины. Для этого древесину помещают в сушильную камеру, устанавливают нужный тепловой режим и сушат... Вред этого процесса в том, что влага, двигаясь вдоль волокон, прорывает стенки клеток, не успевающих пропустить ее, как это происходит в естественных условиях. Cтруктура древесины становится более рыхлой, возникают непредсказуемые напряжения. Клетки древесины высыхают при этом неравномерно, их объем уменьшается хаотично. В результате инструмент приобретает несанкционированный резонанс - «волчок». Звучание инструмента ухудшается. Несмотря на это искусственная сушка используется всеми поточными фирмами в чисто экономических целях.

Естественная сушка гораздо более длительный процесс от 5 - 10 лет. При этом необходимо строго контролировать процесс выхода влаги из древесины.

Естественная сушка древесины

Серьезный мастер или сам заготавливает древесину или приобретает свежеспиленную и сам ее сушит по определенной технологии. Важнейшим фактором заготовки резонансной древесины является распил.

Естественная сушка будущих заготовок

Распил бывает радиальным и тангентальным.

При радиальном распиле годичные кольца проходят перпендикулярно деки, грифа и накладки. Дека (корпус) и гриф получаются более жесткими, а значит, быстрее откликаются на колебания струн, тон у инструментов становится чище, а атака ярче. Гриф будет более жестким на изгиб.

Пример радиального и тангентального распила

Тангентальный распил дает расположение годовых колец параллельно плоскости деки или грифа. Звуковые характеристики деки явно хуже, а гриф более подвержен прогибу. Наличие тангентально распиленной древесины при изготовлении массовых инструментов лежит в чисто экономической плоскости. Пиломатериалов при этом получается на 60-70% больше, чем при радиальном распиле.

В целях получения наибольшего выхода радиальной /резонансной/ древесины, бревно распиливается за 6 приемов, а в тангентальном распиле за 1 прием. Отсутствие сучков, смоляных карманов, свилеватости и других пороков - обязательное условие качественной резонансной древесины. Особенно это относится к изготовлению грифов.

Мастера, изготавливающие заказные инструменты, используют в основном древесину естественной сушки и радиального распила.

Радиальный распил

Древесина, применяемая в музыкальной индустрии, относится к высшей категории и стоит дорого. Если посчитать объемы древесины, потребляемые массовым производством, то понятно, почему фирмы в ущерб качеству выбирают количество.

Способность древесины резонировать, т. е. усиливать звук без искажения топа, имеет очень важное значение в музыкальной промышленности при изготовлении дек музыкальных инструментов. Энергия, передаваемая деке струной, отчасти расходуется на трение внутри деки и по краям ее закрепления, отчасти излучается в виде звуковой энергии в окружающее пространство; эта последняя является полезной частью энергии. Для наибольшей отдачи энергии воздуху потери на внутреннее трение должны быть наименьшими, а излучение наибольшим. Комплекс акустических свойств древесины, определяющих возможность ее использования в качестве материала для изготовления дек музыкальных инструментов, характеризуется показателем:

где Е - модуль упругости,

- плотность материала,

с - скорость распространения звука в древесине.

Чем больше значение K - акустическая константа, тем лучше считается акустическая древесина. Этот показатель характеризует главным образом способность материала к звуковому излучению, поэтому его называют константой излучения, или акустической константой. Для определения этой константы устанавливают величину динамического модуля упругости (или статического модуля, который меньше примерно на 4%) и плотность древесины. В табл. 1 приведены значения акустической константы для древесины некоторых пород.

Эти данные показывают, что для изготовления дек музыкальных инструментов наиболее пригодна древесина ели, кавказской пихты и сибирского кедра, как обладающая наивысшей константой излучения; эти породы и включены в ГОСТ на заготовку резонансной древесины. Оптимальная ширина годичных слоев в резонансной древесине ели лежит в пределах 1--4 мм, оптимальная величина содержания поздней древесины в пределах 5--20%; резонансная древесина должна быть равнослойной (колебания в числе годичных слоев на двух соседних сантиметрах не должны превышать 30%). Между заболонью и спелой древесиной ели в акустическом отношении разницы нет. Крень снижает константу излучения вследствие повышения плотности и снижения модуля упругости, наклон волокон также отрицательно влияет на константу излучения (снижение на 6% при наклоне волокон 7 %; причина -- уменьшение модуля упругости).

Таблица 1. Акустические константы древесины некоторых пород

Порода	Влажность, %	Плотность, г/см3	Модуль упругости при изгибе, 1000 кГ/см2	Константа излучения
Ель резонансная	10	0,42	110	1200
Пихта кавказская	10	0,45	130	1200
Кедр сибирский	10	0,38	80	1200
Пихта сибирская	10	0,38	60	1000
Сосна (отборная)	10	0,50	150	1100
Ясень	10	0,70	150	650
Бук	10	0,75	140	600
Береза	10	0,63	140	750
Клен полевой	12	0,70	110	580

Материалом для изготовления дек музыкальных инструментов традиционно служит резонансная древесина ели и березы. При этом все мастера-изготовители уникальных инструментов выбирали древесину по одним, только им известным признакам, но резонансная древесина должна обладать исключительными акустическими свойствами.

За многие столетия в разработке и изготовлении музыкальных инструментов накоплен большой опыт, сформированы определённые традиции. Основным музыкальным инструментом, производимым из резонансной древесины, является скрипка. Историки считают, что развитие производства скрипок происходило в первой половине XVI века в северо-восточной части Италии. По историческим данным известно шесть различных скрипичных школ. Выдающимися мастерами знаменитой кремонской школы (А. Амати, А. Гварнери, Д. Гварнери, А. Страдивари) созданы образцы струнных музыкальных инструментов, до сих пор не превзойденные по своим достоинствам. Эти образцы получены в условиях единичного производства при ручной доводке каждого музыкального инструмента в отдельности. Дальнейшее совершенствование музыкальных инструментов в условиях массового производства и разделения труда во многом связано с развитием научной базы.

Наиболее подходящими материалами для дек считаются ель, сосна, пихта кавказская, кедр сибирский, клен. Из них наибольшее распространение получила резонансная ель. Ныне резонансные породы древесины становятся уникальным природным сырьём. Стоимость сертифицированных заготовок на мировом рынке достигает 1,0-1,5 тыс. $/м3. Мастеров отличало очень бережное отношение к качественной древесине. Если древесина была с хорошими акустическими свойствами, то ее могли использовать даже с дефектами. Итальянские мастера скрипок открыли, что конструкция инструмента должна подчиняться качеству древесины, которое является решающим фактором, а не наоборот.

Гармонию факторного анализа приходится искать путем анализа весьма тонкой "игры" сил и достаточно противоречивых тенденций, а это обуславливает необходимость более глубокого проникновения в суть проблемы резонансных свойств. Анализ показывает, что существующие способы определения резонансной древесины основываются на анализе косвенных признаков разрушающими способами. Исследования, основанные на прямых способах неразрушающей диагностики древесины, довольно таки сложны и немногочисленны и требуют дальнейшей проработки.

Существуют способы отбора резонансного материала, основанные на косвенных признаках и основанные на инструментальной диагностике образцов.

В начале XX века российские производители музыкальных инструментов озаботились поиском резонансной древесины на территории России. Профессор Лесного института Н.А. Филиппов по результатам экспедиции заключил: «Из русской ели можно получить резонансный лес, по качеству не уступающий заграничному».

Различные виды ели произрастают практически на всей территории России. В качестве резонансной используются ель, отобранная преимущественно в Архангельской и Вологодской областях. Ель северных районов России обладает лучшими физико-механическими свойствами. Одно из главных ее преимуществ это малые годовые слои, обеспечивающие высокий модуль упругости, что определяет пригодность древесины как резонансной с высокими акустическими свойствами.

Лучшие резонансные свойства ели формируются в более суровых климатических (особенно горных) условиях и густых насаждениях. Есть сведения о том, что содержание в почве серебра также благоприятно влияет на получение такой древесины. Мастера, изготовляющие музыкальные инструменты, считают следующее.

Резонансная ель должна иметь несколько отличительных признаков: быть абсолютно вертикальной; иметь симметричную, узкую и островершинную крону; ствол с цилиндрической поверхностью и бессучковой зоной не менее 5-6 метров. У резонансной ели не должно быть также видимых пороков и повреждений. Дополнительно, по мнению некоторых французских мастеров, кора у резонансной ели должна быть серого цвета и состоять из достаточно малых и гладких чешуек.

Есть и другие мнения мастеров о внешних признаках резонансной ели - это отсутствие сучков, смоляных карманов, свилеватости и прочих пороков обязательное условие качественной резонансной древесины. Древесина ели обычно белая со слабым желтоватым оттенком. На открытом воздухе с течением времени сильно она желтеет. Резонансная еловая древесина очень хорошо строгается и циклюется по слою. Срез получается чистым, глянцевитым. После шлифовки поверхность бархатистая со слабым матовым блеском.

Свойства. Важным показателем качества древесины, применяемой для изготовления музыкальных инструментов, являются макроструктурные показатели. По действующему стандарту на лесоматериалы для выработки резонансных пиломатериалов ширина годичного слоя допускается до 4 мм, а доля поздней древесины до 30 %. Мнения исследователей об оптимальных значениях этих показателей для древесины с лучшими акустическими свойствами различны. По разным источникам ширина годичного слоя варьируется в пределах 1,5...2,5 мм, доля поздней древесины 18...36 %.

Российские мастера по особенностям макроструктуры различают три сорта резонансной древесины ели: струистую, пламенистую и краснослойную. Струистая древесина имеет слегка волнообразный сдвиг древесных волокон. Пламенистая напоминает язычки пламени и отличает красивым узорчатым видом. Она немного уступает струистой. В краснослойной древесине зона поздней части годичного кольца резко отличается своим красным цветом от бледно-желтой ранней части.

Также одним из параметров резонансной ели является плотность. На плотность древесины влияет много факторов. Например, влажность, месторасположение образца в стволе, густота насаждений, различные условия роста дерева и др.

Древесина ели с малой плотностью обладает высокими резонансными свойствами и широко используется в музыкальной промышленности.

В 2007 году московский предприниматель Александр Каячев поддержал и профинансировал идею поиска и заготовки резонансной древесины на Кавказе. Несколько экспедиций дали положительные результаты - был найден высококачественный резонансный материал.

Выбор дерева есть одно из важнейших условий в искусстве изготовления музыкальных инструментов. Особый интерес мастеров во все времена вызывали резонансные породы ели. Трудности в приобретении качественного материала подвигали мастеров самим браться за трудное дело заготовки музыкальной древесины.

Исторически ареалы заготовки ели были известны давно. Е.Ф.Витачек, ярчайший представитель русской школы скрипичных мастеров ХХ века, отмечал в своих работах места, где росла ель: «Ель растущая в Богемии и Саксонии содержит в себе слишком много смолы и поэтому не может быть употреблена для дорогих сортов музыкальных инструментов... Лучшим материалом считается ель тирольская и итальянская... Тирольская ель выписывается мастерами лютен из города Фюссена на границе Баварии и Тироля, а итальянская из города Фьюме на Адриатическом море».

Горы, находящиеся около Фьюме на территории Италии совершенно лишены лесов. Приходится предполагать, что ель эта была не итальянская, а хорватская или боснийская. Существовал еще третий источник, которым пользовались итальянские мастера - это ель, привозимая из портов Черного моря - ель русская, кавказская и карпатская. «Со времен Н. Амати на верхних деках инструментов все чаще встречается ель более тяжелая, плотная и грубоватая, клен же на многих инструментах все еще небольшой плотности. Такая комбинация очень выгодна: тембр звука сохраняет свое сходство с тембром человеческого голоса... Именно эта комбинация ели и клена употреблялась всеми итальянскими мастерами».

Но такие качества ель имеет только на определенной высоте над уровнем моря, то есть ель альпийская и кавказская. Кавказская или восточно-европейская ель «Picea orientalis» формирует горные леса Кавказа и Малой Азии на высоте от 1000 до 2500 м и по своим свойствам сходна с лучшими сортами высокогорной европейской ели. Обычно она произрастает совместно с пихтой Нордмана или кавказской (Abies nord-manniana), также обладающей великолепными акустическими характеристиками. Именно поэтому свое внимание в первую очередь мы обратили к региону Кавказа. В результате нескольких экспедиций были найдены отличные образцы ели и определены перспективы ее заготовки. Надо отметить, что известные русские скрипичные мастера первой половины ХХ века часто использовали для своих инструментов именно кавказскую ель.

Задача. Хвойная обрезная доска общего назначения (ГОСТ 8486-86) длиной 5,05 м, шириной 128 мм и толщиной 22 мм имеет пластевые здоровые сросшиеся сучки в количестве 4 шт. на 1 пог. м диаметром 10-40 мм, и две пластевые трещины длиной 50-60 мм и максимальной глубиной 5 мм. Определить объём доски, сорт по каждому пороку и общий сорт доски и показать схематически её маркировку на пласти и на торце.

Решение:

Объем доски рассчитываются по формуле:

где - стандартные размеры листа по ширине, длине и толщине соответственно, м.

В соответствии с ГОСТ 8486-86, пиломатериалы хвойных пород стандартные размеры равны:

по ширине

по длине

по толщине

Объем доски равен

2. - здоровые пластевые сучки: d =10 - 40 мм в количестве 4 шт. допускаются во 2 сорте - до 1/3 ширины сортимента - 4 шт.

- две пластевые трещины длиной 50-60 мм и максимальной глубиной 5 мм. Длина полосы (неглубокие) составляет от длины доски 5050мм - не более 1/10, что соответствует отборному сорту.

Общий сорт доски - 2.

3. Маркировка пиломатериалов производится в соответствии с ГОСТ 6564- 84 Пиломатериалы и заготовки. Правила приемки, методы контроля, маркировка и транспортирование:

- маркировка на одном из торцов для пиломатериалов и заготовок толщиной менее 25 мм

- маркировка на пласти для п/м любой толщины

Согласно ГОСТ 6564-84, маркировка наносится несмываемой краской или мелком, стойким к смыванию.

7. Клееная фанера. Принципы формирования листа клееной фанеры. Размеры и сорта обычной клееной фанеры. Преимущества фанеры перед пиломатериалами

Фанера представляет собой слоистую клееную конструкцию, которая состоит из трех и более листов древесины с взаимно перпендикулярным расположением волокон в смежных слоях. Благодаря этому фанера имеет повышенную прочность во всех направлениях, стабильную форму, что дает фанере преимуществом по сравнению с натуральной древесиной.

Фанера характеризуется и именуется той древесиной, из которой изготовлены ее наружные слои. Фанера может быть изготовлена из древесины одной или нескольких различных пород и соответственно подразделяется на однородную и комбинированную.

Берёзовая фанера отличается исключительной прочностью и красивой фактурой благодаря качествам самой древесины. Такие свойства берёзовой фанеры, как хорошие показатели прочности и качества поверхности, незаурядный эстетичный внешний вид, износостойкость и экологичность сделали берёзовую фанеру наиболее употребляемым видом фанеры.

Слово "фанера" пришло к нам из немецкого языка (нем. Furnier - шпон, фанера; от франц. fournir - снабжать, накладывать). Основными характеристиками фанеры являются тонкие листы древесины (шпон), наиболее часто соединенные между собой при помощи синтетических клеев. Волокна древесины каждого слоя располагаются под прямым углом по отношения друг к другу.

Известно несколько способов производства фанеры. В зависимости от того, каким образом изготовлен шпон, фанера подразделяется на:

* пиленую,

* строганую,

* лущенную.

Пиленая фанера изготавливается путем распиливания сырья (пиловочника) на очень тонкие (до 5 мм) полосы, только из древесины ценных пород. Однако, ввиду большого расхода сырья и низкой производительности, пиленая фанера в настоящее время в мире практически не производится.

Строганая фанера изготавливается из шпона толщиной до 3,5 мм, полученного путем строгания заготовки. В настоящее время, строганый шпон вырабатывается преимущественно из древесины ценных лиственных пород. Производительность высокая, однако, уступает технологии лущения.

Лущенная фанера изготавливается из шпона толщиной 1,2-1,9 мм, полученного методом лущения фанерного кряжа (чурака). Процесс лущения представляет собой срезание слоя древесины с вращающегося чурака одновременно по всей его длине (аналогично работе токарного станка, с тем отличием, что древесина снимается сразу по всей ширине чурака). Полученное, таким образом, непрерывное полотно прирезается по формату листа и склеивается. Этот метод производства шпона характеризуется самой высокой производительностью. По объему производства этот способ является самым распространенным.

Фанера обычно состоит из нечетного количества слоев шпона, чтобы ее характеристики были сбалансированы относительно центрального слоя или ядра (которое в некоторых сортах фанеры может быть толще, чем слои шпона). Если требуется, наружные слои фанеры могут изготавливаться из шпона ценных пород древесины, в то же время внутренние слои фанеры могут быть выполнены из более дешевых сортов дерева. Фанера считается изготовленной из той древесины, из которой изготовлены ее наружные слои. Изготовленная из древесины одной или нескольких различных пород, подразделяется соответственно на однородную и комбинированную. В строительстве чаще всего используются три вида фанеры: клееная, бакелизированная (повышенной водостойкости) и декоративная. Клееная фанера, в свою очередь, бывает: повышенной водостойкости - марки ФСФ, средней - марок ФК и ФБА, а также ограниченной - марки ФБ.

Cлои шпона соединяются вместе при помощи связующего (клея), который соответствует конечному назначению фанеры. Клей твердеет при прессовании фанеры под воздействием повышенной температуры. Направление волокон в прилегающих слоях шпона расположено перпендикулярно друг другу. Внешние и внутренние слоя располагаются симметрично с каждой стороны относительно центрального слоя шпона. В то же время, если внутренние слои шпона соединяются параллельно направлению волокон наружного слоя, фанера имеет более высокие прочностные характеристики в этом направлении.

По степени водостойкости клеевого соединения фанеру подразделяют на марки:

1. фанера ФСФ -- фанера повышенной водостойкости, производится на основе фенолформальдегидного клея.

2. фанера ФК - фанера средней влагостойкости, производится на основе карбамидного клея.

3. фанера ФБА - фанера невлагостойкая.

В зависимости от внешнего вида наружных слоев фанеру подразделяют на сорта: ГОСТ 3916.1-96 - Е, I, II, III, IV .

Сорт фанеры обозначается сочетанием сортов шпона лицевого и оборотного слоев: сорт лицевого слоя / сорт оборотного слоя, например, E/I, I/I, I/II, II/II, II/III, II/IV, III/III, III/IV, IV/IV и т.д.

По степени механической обработки поверхности фанеру подразделяют на:

* нешлифованную -- НШ;

* шлифованную с одной стороны -- Ш1;

* шлифованную с двух сторон -- Ш2.

Сорт I -- булавочные сучки до 3 шт., здоровые сучки до 15 мм, выпадающие сучки до 6мм допускаются, сомкнутые трещины допускаются не более 200 мм в количестве 2 шт. на 1 м ширины, здоровое изменение окраски допускается не более 5%, остальные дефекты древесины не допускаются.

Сорт II -- допускаются булавочные сучки, здоровые сросшиеся до 25 мм, выпадающие до 6 мм, сомкнутые трещины и разошедшиеся 2 мм в количестве 2 шт. длиной до 200 мм, здоровые изменения окраски, вставки из древесины.

Сорт III -- допускается здоровые сучки, выпадающие сучки до 6мм, сомкнутые трещины, разошедшиеся трещины 2 мм в количестве 2 шт. длиной до 300 мм, здоровые изменения окраски, вставки из древесины, волнистость, рябь. аски, вставки из древесины.

Сорт IV -- допускаются выпадающие сучки до 40 мм без ограничения количества, разошедшиеся трещины шириной не более 10 мм без ограничения, вставки из древесины, волнистость, рябь.

Сферы применения фанеры ФК:

* Производство мебели;

* Внутренняя отделка помещений;

* Тара, упаковка.

Сферы применения фанеры ФСФ:

* Каркасное строительство;

* Устройство кровли;

Особенности марок. Марка ФСФ обладает повышенной влагостойкостью, но стоит ли такую фанеру использовать в доме, судите сами. Ведь для склеивания листов шпона применяется токсичный клей на основе фенолформальдегида. Хотя эта марка и разрешена для использования внутри помещений.

Марка ФК имеет среднюю влагостойкость. При склеивании шпона применяют более безопасные клеевые составы на основе карбамидных смол. Из фанеры этой марки изготавливают мебель и производят внутреннюю отделку.

По сравнению с другими пиломатериалами фанера имеет целый ряд дополнительных преимуществ:

· она легко гнется и не образует сквозных трещин,

· имеет почти одинаковую прочность во всех направлениях,

· она удобна для транспортировки,

· листы имеют большие размеры.

Кроме того фанера характеризуется следующими показателями:

· повышенной водостойкостью (водостойкая фанера),

· высоким качеством шлифовки,

· исключительной твердостью поверхности,

· отсутствием запаха,

· легкостью обработки и монтажа,

· высокой прочностью при минимальном весе.

Виды древесины, применяемой для изготовления фанеры

В качестве сырья для производства фанеры применяют шпон как лиственных (березы), так и хвойных пород (пихта, ель, сосна, кедр) и соответственно называется она либо березовой, либо хвойной фанерой.

В смоле хвойных деревьев содержатся полезные для здоровья фитонциды, очищающие воздух от патогенных микробов. Но использование клеевых составов с фенолформальдегидными смолами для склеивания хвойного шпона сводят на нет эти ее преимущества.

В основном хвойная фанера применяется для кровельных работ.

Основными производителями фанеры являются Канада, США, Финляндия, Россия, Бразилия и страны Дальнего Востока (Индонезия и Малайзия). Фанера из всех этих стран значительно отличается друг от друга. Фанера Северо-Американского производства изготавливается преимущественно из древесины мягких пород (сосна), в то время как Русская и Финская фанера изготавливается преимущественно из березы (твердая порода древесины). Производство дальневосточной фанеры основано на использовании твердой древесины различных пород (Merba, Meranti).

Качество, прочность и долговечность фанеры зависят как от породы используемой древесины, так и от вида клея, связывающего слои фанеры. Качество наружного слоя фанеры имеет большое значения для ее внешнего вида. Сортность фанеры основана на следующих принципах: поверхность без дефектов, поверхность с исправленными дефектами, поверхность с незаделанными дефектами.

Фанера может использоваться для больших непрерывных поверхностей. Она имеет высокую прочность на скалывание и может быть прибита гвоздями или прикручена шурупами непосредственно у кромки плиты. Теплоизоляционные свойства фанеры близки к свойствам самой древесины, но уменьшенное количество соединений может уменьшить теплопотери через трещины. Благодаря прочностным характеристикам, из фанеры можно образовывать гладко изогнутые поверхности.

Из-за разнообразия продукции механические характеристики фанеры не стандартизированны и указываются производителем в техническом описании.

Фанера широко применяется в строительстве, для опалубочных работ, для обшивки стен и перегородок, настила полов, крыш, в мебельной промышленности и многих других отраслях.

Фанера очень перспективный материал, который за последние годы находит все большее применение не только традиционно в мебельном производстве, авиа и судостроении, но и в строительстве, отделки интерьеров. Широко применяется в настоящее время как основание для напольных покрытий под паркет, ламинат, линолеум, коврoлин, являясь при этом отличной теплозвукоизоляцией пола. Использование фанеры в дизайне дает выход на объем, позволяет уйти в трехмерное пространство, облегчить конструкцию, особенно, если это что-то нестандартное. Фанера привлекательна экологической чистотой, во всем мире, особенно в Европе, изделия из фанеры рассматриваются как изделия из массива древесины. Задача. Лист березовой фанеры размером 2435x1222 мм, толщиной 5 мм имеет на лицевом слое 25 здоровых сросшихся сучков диаметром 15-20 мм и синеву полосой размером 1500x20 мм; на оборотном слое - 20 здоровых сучков, в том числе 10 шт. сросшихся диаметром 10-20 мм. Определить площадь, объём, сорт по каждому пороку и общий сорт листа (ГОСТ 3916.1-89 и ГОСТ 99-89).

Решение:

1. Площадь и объем листа рассчитываются по формуле:

где - стандартные размеры листа по ширине, длине и толщине соответственно, м.

В соответствии с ГОСТ 3916.1, фанера общего назначения с наружными слоями из шпона лиственных пород

Технические условия: стандартные размеры равны:

по ширине

по длине

по толщине (допускается изготовлять фанеру других толщин и слойности по согласованию изготовителя с потребителем)

Площадь листа равна

Объем листа равен



2. Сорт листа березовой фанеры определяем по ГОСТ 3916.1.

- на лицевом слое 25 здоровых сросшихся сучков диаметром 15-20 мм.

Здоровые сросшиеся темные сучки получаются на 1 м² на лицевой стороне - штук, что допускаются для заданных диаметров во 2 сорте.

- на оборотном слое - 20 здоровых сучков, в том числе 10 шт. сросшихся диаметром 10-20 мм. Здоровые сросшиеся темные сучки получаются на 1 м² на лицевой стороне - штук, что допускаются для заданных диаметров во 2 сорте.

- синева полосой размером 1500x20 мм. Площадь полосы 0,03м2 составляет 1%, поверхности листа , не более 15%, что соответствует 1 сорту.

Общий сорт фанеры - 2.

8. Технологические древесные опилки. Стружка и древесная мука

Измельчённая древесимна -- это древесные частицы различной формы и величины, получаемые в результате механической обработки, а именно: щепа, дроблёнка, стружка, опилки, древесная мука, древесная пыль.

После измельчения древесные частицы проходят сортировку по фракциям, в результате чего отбирается кондиционная фракция, размеры которой соответствуют требованиям, предъявляемым к измельчённой древесине, в зависимости от её дальнейшего назначения. Часто измельчённая древесина вырабатывается как отходы лесозаготовоки деревообработки. Применяется для изготовления древесных плит: ДВП, ДСП, ОСП, ЦСП, МДФ.

Опилки древесные представляют собой отходы, получаемые во время распиливания древесины, в виде маленьких частиц. Размеры этих частиц зависят главным образом от вида используемого режущего инструмента, а так же скорости подачи материала проходящего обработку и скорости резания. При реализации древесных опилок главным нормативным документом, который определяет их качество, служит ГОСТ 18320-78.

Применяются:

· В выращивании грибов;

· В животноводстве;

· Для уборки технических поверхностей;

· Как наполнитель;

· Для получения перегноя;

· Как топливо;

В качестве сырья в гидролизном производстве, а так же при изготовлении древесной муки.

Древесная стружка - это мелкие древесные отходы, которые образуются во время обработки древесного материала фрезерными и строгальными станками. Размеры стружки разнятся в зависимости от вида используемого режущего инструмента, скорости подачи исходного материала и скорости резания.

Применяется:

· В животноводстве;

· В качестве утеплителя и средства для сохранения целостности товара во время перевозок;

· Для уборки технических поверхностей;

· В выращивании грибов;

· Как наполнитель для туалетов домашних животных;

· Для получения перегноя.

Стружка-отход. Применительно к технологии производства древесностружечных плит целесообразно различать два термина: специальная стружка и стружка-отход.

Специальная стружка изготовляется непосредственно в производстве древесностружечных плит, а стружка-отход поставляется для использования в этом производстве с дереообрабатывающих предприятий.

Наиболее близко отвечает интересам деревообрабатывающих предприятий использование стружки-отхода для изготовления древесностружечных плит, поскольку эти плиты являются основным конструкционным материалом в мебельном производстве.

Из стружки можно изготовлять арболит - экономичный и эффективный строительный материал. Это - легкий бетон, получаемый на основе подобранной смеси цемента, органического заполнителя (стружки), химических добавок и воды. Изделия из арболита применяются для стен и теплоизоляции покрыли жилых, общественных и производственных зданий. Они разделяются на теплоизоляционные, конструкционно-теплоизоляционные, конструкционно-неармированные, армированные, гладкие, сложного профиля. Номинальные размеры изделий из арболита: длина до 6 м и ширина до 3 м.

Отходы, образующиеся в процессе обработки древесины, классифицируют в зависимости от их вида на три группы: твердые (или кусковые), мягкие (опилки, стружка) и кора. Отходы классифицируют также в зависимости от последовательности получения: образуемые при заготовке леса; использовании древесины в круглом виде; первичной и вторичной обработке и переработке древесного сырья.

Для производства строительных материалов и изделий в основном используют опилки, стружку и кусковые отходы. Последние применяют как непосредственно для изготовления клееных строительных изделий, так и перерабатывая их на техническую щепу, а затем на стружку, дробленку, волокнистую массу и т. д.

Стружка для изготовления арболита должна иметь минимальную толщину 0,1--1 мм и длину 2--20 мм, для наружных слоев древесностружечных плит -- соответственно 0,1--0,2 и 10--20, средних слоев -- 0,4 и 40--60. Стружка может быть получена и непосредственно из отходов лесопиления без предварительной их переработки на щепу.

Сырье перед переработкой на стружку подвергается специальной подготовке, заключающейся в сортировке по породам, гидротермической обработке, окорке, разделке, удалению гнили. Гидротермическая обработка древесины производится паром при давлении 0,25-- 0,3 МПа или проваркой ее в воде при 70--85 °С. Нагрев и увлажнение древесины снижают шероховатость стружек, сокращают количество мелкой фракции. Древесина, поступающая на переработку в стружку, должна иметь влажность 30--40% и температуру в зависимости от породы 10--50 °С.

Волокнистую массу для изготовления древесно-волокнистых плит получают механическими, термохимическими и химико-механическими способами.

Опилки. Чистые еловые опилки и стружка деревообрабатывающих цехов считаются лучшими сырьем для изготовления древесной муки, употребляемой в качестве наполнителя в производстве фенольных пластмасс, линолеума, взрывчатых веществ и пьезотермопластиков.

Из просеянных опилок изготовляют древесные плиты способом экструзионного прессования. В этом случае применяют до 50% опилок вместе со стружкой. Способность опилок лучше упрессовываться и увеличивать объемный вес наружных слоев при увлажнении поверхности ковра перед горячим прессованием позволяет получать трехслойные плиты, лицевые поверхности которых обладают высокой твердостью и износостойкостью, а средний слой имеет сравнительно небольшую объемную массу. Такие стружечно-опилочные плиты могут использоваться для лицевых покрытий панелей и для полов в жилых и общественных зданиях.

Путем холодного прессования опилок с магнезиальным вяжущим получают ксилолит. Соотношение количества вяжущего и древесных частиц обычно 1:2 или 1:4. Из ксилолита изготовляют плиты для отделки стен и потолков, лестничные ступени, подоконники и полы. Его объемная масса 1,2 г/см². Ксилолит несгораем, морозостоек, не боится ударов и выдерживает значительную нагрузку. Полы из ксилолита рекомендуются в цехах текстильных, бумажных фабрик, в типографиях, в цехах с интенсивным движением транспортных механизмов. Коэффициент теплопроводности ксилолита 0,33-0,3 ккал/т*ч*град.

Опилки могут значительно пополнить сырьевые ресурсы в целлюлозно-бумажной промышленности. Увеличение размеров опилок, получаемых при лесопилении, обеспечивает повышение прочности волокна, вырабатываемого из опилок путем варки.

В ЦНИИМОД изменением режимов резания древесины рамными пилами получены опилки длиной до 4 мм, т.е. получены технологические опилки. Из опилок длиной 4 мм получена целлюлоза, соответствующая требованиям стандарта.

Опилки используются также для чистки мехов в меховой промышленности (преимущественно, крупные березовые и буковые); для изготовления пористого кирпича в промышленности стройматериалов, вводимые в качестве компонента в состав глины, они при обжиге сгорают и образуют отверстия и каналы. Опилки применяются и в качестве подстилки для скота в животноводстве; для очистки полов; в фильтрах для биохимической очистки стоков от нерастворимых смол и масел. Стоки, прошедшие через фильтры, загруженные опилками, в 2 раза чище прошедших через загруженные углем.

Опилки -- один из наиболее массовых отходов лесопиления и деревообработки. Частично опилки используют на гидролизных заводах спиртового и дрожжевого профиля, как выгорающую добавку при производстве кирпича или как заполнитель в гипсоопилочных плитах, но значительная их часть сжигается или сбрасывается в отвал. Фракционный состав опилок зависит от способа получения и составляет 10--0,2 мм. Частицы крупностью менее 0,2 мм составляют древесную муку. Насыпная плотность и пористость древесных отходов зависят от вида древесных пород и фракционного состава.

Способ получения опилок предопределяет их физические особенности. При распиловке бревен на лесопильной раме получают опилки крупностью до 7 мм, имеющие форму, близкую к кубической. При обработке древесины на круглопильных станках опилки имеют волокнистую структуру и размеры 1--2 мм. Опилки, полученные на лесопильной раме, имеют большие размеры поперек волокон, что, как правило, неблагоприятно сказывается на механических свойствах изделий.

Опилки используются не более 30 % от общего объема. Большая часть вывозится на свалки, либо бесконтрольно сжигается. Проблема утилизации опилок в российском деревообрабатывающем производстве, как и всех древесных отходов, находится на начальной стадии решения из-за целого ряда причин, главными из которых являются: низкие инвестиционные возможности отечественных предприятий, изношенное оборудование, устаревшие технологии.

Одним из основных потребителей стружки и опилок является плитное производство. Потребление 1 млн. м² плит, изготовленных из древесных отходов, сберегает 54 тыс. м³ деловых пиломатериалов. Древесноволокнистые плиты (ДВП) изготовляют из древесины или древесных отходов с добавлением специальных составов. Древесностружечные плиты (ДСтП) производят из специальной стружки путем горячего прессования с добавлением связующих веществ. Развивается производство таких строительных материалов из измельченной древесины, как цементно-стружечные плиты, арболита, песчано-опилочного бетона, стеклодробленочного строительного материала, ксилолита и др.

В гидролизном производстве основными сырьевыми источниками в России являются опилки (38 - 40 %). Из 1 тонны опилок после химической переработки можно получить 185 л этилового спирта, 44 кг кормовых белковых дрожжей , 5-6 кг фурфурола, 70 кг жидкой углекислоты и других ценных продуктов. При пиролизе (сухая перегонка древесных отходов при высокой температуре без доступа кислорода) из одного кубометра березовых отходов можно получить 100 кг древесного угля, 20 л уксусной кислоты, 5-6 л метилового спирта и 10-15 кг смолы для выработки скипидара, канифоли и др. Одним из наиболее важных продуктов лесохимического производства является древесный уголь, который широко используется в различных отраслях современного народного хозяйства.

Более половины древесных отходов, которые находят применение в народном хозяйстве, используются в качестве топлива. Для увеличения теплотворной способности опилки и кора брикетируются. Процесс брикетирования проходит без связующих добавок холодным или горячим способом. Масса 1 м³ хвойных сухих опилок 150-200 кг, а брикетов 800-1000 кг, калорийность сухих брикетов значительно выше калорийности сырых опилок и в процессе сжигания древесные брикеты дают 40 000 кал/кг. Размеры брикетов обычно не превышают 160-70-25-30 мм, плотность - 0,35 г/см³, что улучшает условия хранения и повышает транспортабельность. Отходы деревообработки после брикетирования лучше горят, а количество золы составляет менее 1 %. Получаемая при этом теплоэнергия в 2 раза дешевле.

Топливный брикет из древесных опилок

Топливный брикет, описание, технические характеристики:

Топливные брикеты - это прессованное изделие из высушенных остатков древесины, таких как опил, стружка, щепа, шлифовальная пыль и т.п.

Топливные брикеты - экологически чистый продукт, так как при их производстве не используются никакие добавки. Данный вид топлива обладает уникальными свойствами:

1) Высокая продолжительность горения (30 минут) и тления (100 минут).

Это означает, что по сравнению с обычными дровами, закладку в печь можно производить реже в три раза. Брикеты горят с минимальным количеством дыма, не стреляют, не искрят. После сгорания брикеты превращаются в уголь, как обычные дрова и, в дальнейшем на них возможно приготовление шашлыков или гриля.

2) Теплотворность брикетов больше чем у обычных дров и практически равно теплотворности каменного угля.

Во время приготовления шашлыков или гриля при попадании жира на угли брикетов они не воспламеняются, а продолжают тлеть или гореть ровным низким пламенем.

В основе технологии производства древесных топливных брикетов лежит процесс прессования мелко измельченных отходов древесины (опилок) под высоким давлением при нагревании, связующим элементом является ЛЕГНИН, который содержится в клетках растений.

Применяются в качестве топлива: в домах, каминах, печах, саунах, дачах и в других местах, где имеются установки, работающие на твердом топливе.

Наиболее простой и дешевый способ утилизации древесных отходов - это использование в сельском хозяйстве в качестве кормовых добавок и удобрений. Опилки без дополнительной обработки можно применять в качестве кормовой добавки (до 25 % пищевого состава) для мясного скота. Получение кормовой муки из коры обусловлено наличием в ней целого комплекса питательных веществ. Наиболее пригодной для этих целей считается осиновая кора, где содержание сырого жира достигает 7,3 %, протеина 2,8 %, сахара 2,2 %. Кормовую муку используют в качестве добавок при изготовлении комбикорма и кормосмесей.

Древесная мука

Древесная мука - измельченная древесина, основная масса которой (95%) проходит сквозь сито с размером ячеек 1,25х1,25 мм., или менее. Точный размер частиц древесной муки не регламентируется, т.к. ввиду их продолговатой формы и возможности прохождения в диагоналях ячеек сита их линейные размеры, конечно же, могут быть больше линейного размера просвета сита. Это хорошо заметно на фотографиях микросъёмки древесной муки, представленных ниже (для сравнения в кадре помещена миллиметровая линейка).

В качестве сырья для получения древесной муки чаще всего используются кусковые отходы деревообрабатывающих производств, опилки, стружки и щепа.

Свойства и характеристики древесной муки.

Насыпная плотность древесной муки и её цвет зависят от породы древесины и степени измельчения. Насыпная плотность чаще всего находится в диапазоне 120 … 250 кг/м³, цвет - от светло-соломенного или светло-серого до темно-коричневого.

Использование древесной муки

- в производстве древесно-полимерных композитов;- в ферментативном гидролизе для получения биоэтанола, биобутанола, ацетона, кормов с.-х. животных и других продуктов;

- как компонент в производстве пигментной двуокиси титана;

- в производстве керамических микрофильтров для фильтрования пива;

- добавка для обжиговой керамики и кирпича (производство поризованного кирпича);

- наполнитель для натуральных и синтетических линолеумов и линкруст;

- основа для компаундов на базе термореактивных смол (фенопластов и т.п.), эпоксидных, полиэфирных и т.п. смол;

- основа для ксилолита (древеснокомпозитного материала на магнезиальном связующем);

- добавка в пористые абразивные изделия;

- добавка в штукатурные и отделочные строительные смеси;

- добавка в бетон и гипсокартон;

- добавка в клеевые составы на основе натуральных и синтетических клеев;

- составная часть и сырье для получения различных взрывчатых веществ;

- наполнитель в производстве клеящих мастик и герметиков (паркет, кровельные материалы и т.п.);

- основа для фильтров и фильтрующих материалов;

- добавка при изготовлении сталей и ферросплавов;

- добавка в формовочные смеси для изготовления литейных форм;

- добавка в буровые растворы и тампонажные материалы в нефтедобыче;

- сырье для производства сорбентов;

- сырье для получения активированных углей,

- чистящее средство в производстве кож и мехов,

- мягкое шлифующее, полирующее и чистящее средство в металлообработке, например, в производстве метизов и подшипников, фурнитуры и т.п. (галтовка).

- добавка для покрытия сварочных электродов (целлюлоза электродная).

При изготовлении древесной муки применяют древесную стружку и опилки от лесопиления. Для изготовления древесной муки берут опилки с круглых пил (торцовок и обрезных станков) и лесопильных рам 2-го ряда, распиливающих брус, так как большая часть коры от опилок с лесопильных рам 1-го ряда, попадая в древесную кору, придаёт ей тёмный цвет. Со всех станков отбирают опилки, когда распиливают окоренное сырьё. К циклонам цеха древесной муки опилки с лесопильного цеха направляются при помощи пневматического транспорта, затем - для предварительного измельчения в мельницы (молотковые дробилки).

Молотковые мельницы обладают наибольшей производительностью. От трёхсот пятидесяти до четырёхсот пятидесяти килограмм в час продуктов размола может пропустить мельница В77-2М. Выход - 60 - 65 % муки марки 180. Стружка от деревообделочных станков и измельчённые опилки от молотковых дробилок поступают в бункер. Затем стружка и опилки просушиваются до 5-8% влажности в сушилках барабанного типа. После сушилок стружку и опилки, с целью удаления из них металлических частей, пропускают через сепаратор.

С помощью пневматического транспорта предварительно измельчённые и высушенные опилки направляют в бункер, который снабжает молотковые ударные мельницы сухими опилками. С мельниц измельчённая стружка и опилки направляются на сита (рассевы). С сит идёт 3 отвода: фракции, не походящие по тонкости помола для древесной муки (крупные и мелкие сходы) и, собственно, древесная мука.

Мелкий сход поступает в жернова вторичного помола, а крупная фракция схода вторично направляется в молотковую мельницу. Для того, чтобы древесную муку рассортировать по тонкости помола, её из жерновов отправляют на сита (рассевы). Далее качественную муку отбирают, а полученный сход (муку некондиционную) направляют на жернова 3-ей ступени помола, где её размалывают дальше. Потом на рассевах древесную муку сортируют. С рассевов качественную муку отбирают, а некондиционная мука проходит повторный помол на жерновах. В выбойном отделении древесная мука из всех жерновов транспортируется в мучные бункера шнеками, здесь же её упаковывают в мешки, ёмкостью 10 кг при помощи набивочных аппаратов. Для получения одной тонны древесной муки необходимо два с половиной кубометра опилок.

И в народном хозяйстве, и во многих отраслях промышленности не обойтись без древесной муки. Её применяют в металлургии и хлебопечении, при производстве парфюмерных изделий (пудры) и взрывчатых веществ, а также пластмасс, линкруста и линолеума.

Приведём перечень основных технико-экономических показателей выпуска древесной муки:

- в зависимости от влажности, на одну тонну муки расходуется 2,35-2,45 пл. кубометров опилок;

- триста восемьдесят и более килограмм (если повышенная влажность) технологического пара;

- от пятисот пятидесяти до шестисот девяноста киловатт в час электроэнергии (на Сухонском заводе расходуется от трехсот двадцати до трёхсот восьмидесяти киловатт в час);

- производительность на один человеко-день - триста килограмм древесной муки.

Размещено на Allbest.ru

...