Да / Нет
Ваш регион:
Портал "ВАШ ДОМ" - всё для строительства и ремонта
Все статьи :  Пиломатериалы, лесоматериалы  : Древесина для строительства домов

Применение механохимически модифицированной древесины в строительстве 

В связи с начинающимся бумом малоэтажного домостроения идет активный поиск материалов, применение которых дает возможность строить дом дешево и технологично при достижении высоких эксплуатационных свойств. Такой материал существует и уже применяется в строительстве, ему присвоен ГОСТ 24329-80 и называется он механохимически модифицированной древесиной. Это древесина, пропитанная раствором модификатора (преимущественно - карбамид), высушенная под переменным давлением и термообработанная с целью приобретения и закрепления заданных свойств.

Почему древесина? Потому, что в закрытом помещении древесина обновляет до 30% воздуха в сутки, а природные свойства этого материала позволяют в сухую погоду отдавать накопленную влагу, в сырую - впитывать в себя ее излишки. Деревянные дома отличаются особым микроклиматом и высоким уровнем комфортности даже без применения дополнительных средств кондиционирования. Относительно плотности прочностные свойства древесины сравнимы со свойствами металлов, а теплоизоляционные свойства вне конкуренции с другими видами строительных материалов.

Почему карбамид? Раствор карбамида в воде из-за малой величины молекул карбамида способен проникать в полости клеток древесного вещества и пропитывать насквозь древесную заготовку любой толщины. Карбамид под действием температуры и давления вступает в реакцию с такими составляющими древесного вещества как лигнин и гемицеллюлозы и, не нарушая макроструктуры древесины, изменяет химическое строение этих составляющих с образованием веществ, подобных карбамидным смолам, применяемых в производстве современных плитных материалов.

Благодаря этому древесина становится более прочной и твердой, не поддается воздействию микроорганизмов (плесень, грибки) и химических реагентов, а добавки, совместимые с модификатором, могут сделать ее полностью или частично гидрофобной и негорючей. На определенной стадии техпроцесса модифицированная древесина становится пластичной и способна легко деформироваться под действием температуры и давления. Карбамид экологичен, так как по воздействию на человека и животных - химически нейтрален и даже применяется как кормовая добавка для крупного рогатого скота.

Рис 1. Установка механохимической модификации древесины.

Технологический процесс механохимического модифицирования древесины прост:

  • сквозная пропитка заготовки водным раствором модификатора,
  • сушка
  • и термическая обработка.

Если необходима повышенная прочность, или твердость механохимически модифицированной древесины (МХМД), или придание изделию заданной формы или профиля, то проводится термопрессование, гнутье или термопрокат высушенной древесины.

В результате МХМД задаются нужные для потребителя дизайнерские, прочностные и эксплуатационные свойства, представленные в таблице. Порода исходной древесины незначительно влияет на конечные свойства модифицированной древесины и поэтому экономически выгодно применять для модифицирования дешевую неделовую древесину.

Может быть применено стандартно выпускаемое промышленностью оборудование: обогреваемые ванны или автоклавы для пропитки, конвективные или вакуумные сушильные камеры, камеры термической обработки с температурой до 200оС. Для прессования – это гидравлические пресса с обогреваемыми плитами, гибочное оборудование для гнутья, термопрокатные установки со специально изготовленными профилированными валками. Опробованы, пока в опытно-промышленном масштабе, специальные установки для механохимического модифицирования древесины, которые позволяют проводить все стадии модифицирования без перезагрузки заготовок, уплотнять заготовки во время сушки и даже придавать им заданный профиль на стадии сушки – например паз и шип для строительного бруса. Применение таких установок очень значительно сокращает время модифицирования и расходы на переработку древесины.

Свойства (при влажности 12%)

Дуб

Сосна

Осина

МХМД непрессо-ванной

осины

МХМД прессо-ванной

осины

Цвет

светлобурый

жел-тый

белый

От желтого до корич-невого

До

черного

Текстура

выра-жена

слабо

не

выражена

Ярко

выражена

Ярко

выраже-на

Плотность

690

505

495

700

1200

Влагопоглощение за 30сут. При влажности воздуха 92% , %

24,5

19,5

19,0

14,6

14,9

Предел прочности при: сжатии вдоль волокон;

статическом изгибе, Мпа

 

57,1


103,0

50,4


82,0

44,7


77,4

100,0


123,0

150,0


250,0

Твердость поперек волокон, Мпа

52,0

26,0

18,5

73,0

100,0

Биостойкость: потеря массы от воздействия плесени за 45сут, %

27

27

27

4,0

3,5

Огнестойкость: потеря массы при горении, %

18,3

36,2

19,6

5,0

3,3

Модуль упругости при изгибе, Гпа

10,2

11,8

9,2

20,1

24,7

Ударная вязкость, кДж/м2

76,3

41,3

45,0

54,0

110,0

Применение изделий из механохимически модифицированной древесины в строительной индустрии может быть настолько разнообразным и почти повсеместным, что затруднительно даже ответить на вопрос: где МХМД применять неэффективно? Однако начнем «танцевать от печки». Сделать МХМД негорючей реально, более того образцы такой древесины есть, а если их уплотнить до 1500-2000 кг/м3 , то из таких «деревянных кирпичей» можно сложить печь или камин. Были бы желающие…

Далее – фундамент. Поскольку МХМД очень прочна, не поддается гниению, воздействию микроорганизмов и химических реагентов, а также негорюча - то изготовление из нее столбчатого или ленточного фундамента напрашивается само собой. В качестве опалубки для заливки фундаментов или стен модифицированная древесина применяется с 80-х годов и даже введена в СНИПы. Благодаря ее прочности, термо- и химической стойкости, ее можно применять как материал форм для изготовления бетона и других строительных смесей.

Оцилиндрованное бревно и брус из МХМД, изготавленные в опытно-промышленном варианте установки модифицирования древесины, отличаются тем, что в них не нужно протачивать чашеобразный продольный профиль на бревне или шип и паз на брусе – это можно выпрессовать в установке в процессе сушки. Так бревно ели диаметром 200мм, длиной 2,5м в свежесрубленном состоянии с влажностью 85%, плотностью 450кг/куб.м., со всеми присущими данной породе недостатками (выпадные сучки, малая био-огне-влагостойкость) через 77 часов обработки в установке имело следующие свойства:

  • влажность 8%;
  • плотность 630кг/куб.м.;
  • огнестойкость повышена на 50%, а при применении специальных добавок к модифицирующему раствору бревно вообще не поддерживает горение;
  • влагостойкость повышена на 30% (больше - при применении спецдобавок к модификатору);
  • МД воздействию биовредителей (плесень, грибки, жучки и т.д.) не подвержена;
  • выпадные сучки впрессованы и вплавлены;
  • на бревне могут быть выпрессованы паз и гребень для сочленения при сборке сруба (опробованы - глубиной 15мм и шириной до 25мм);
  • текстура древесины ярко выражена, цвет можно изменять от золотистого до темно-коричневого по всей толщине.

Рис.2 Оцилиндрованные бревна из МХМД сосны, березы и ели, далее бревна
с отформованным чашеобразным профилем, брус из дуба и бревно с отформованным шипом и пазом.

Следует отметить, что дом из такого бревна или бруса выглядит очень красиво, он не нуждается во внешней и внутренней отделке, а так же дополнительных профилактических мероприятиях. Усадки дома после сборки не происходит, поскольку бревно или брус высушены при модификации до 10-12%.

Брус и бревно «не ведет», прочность зависит от степени уплотнения древесины, поэтому нет смысла изготавливать из МХМД клееный брус, сократив себестоимость. Из бруса можно изготавливать балки, арки, фермы и т. д., то есть это весьма перспективный материал для каркасного домостроения.

Для каркасного домостроения можно изготавливать также стеновые панели методом термокомпрессионного формования. Для этого из металла, например сталь 3, изготавливается контурная пресс-форма требуемого размера, в которую «в распор» выкладывается пакет специально изготовленных реек из МХМД одинаковой толщины.

Специальная подготовка пакета реек заключается в том, что мехобработкой (сверлением и выборкой паза) внутри пакета создается система пустотелых каналов, образующих внутри щита решетку, которая перед прессованием заполняется вспенивающимся составом. Состав представляет собой смесь опилок МХМД и карбамидной смолы с порофором, которая отверждается при достижении температуры прессования. На пакет заготовок для изготовления щита помещается прокладочный металлический лист или, если требуется получить рельефную поверхность, – трафарет. Сверху выкладывается термокомпрессионный вкладыш, состоящий из сегментов специального материала с большим коэффициентом термического расширения.

При нагревании вкладыш увеличивается в объеме намного больше, чем металлический ограничивающий контур и тем самым создает необходимое для уплотнения щита из МХМД давление (до 30 МПа). Форма замыкается с натягом пуансоном, в котором, как и в матрице, находятся нагреватели. При нагреве происходит прессование щита и образование внутренней подкрепляющей решетки, которая при эксплуатации стенового щита или панели не допускает коробления и изменения заданных размеров.

Рис. 3 Дверное полотно из МХМД березы.

Подобным образом можно изготовить паркетные щиты, декоративные панели, дверное полотно любых размеров за один цикл прессования. Паркет, изготовленный из механохимически модифицированной древесины, отличается повышенной твердостью и износостойкостью, стабильностью размеров. На паркетный щит можно нанести плоское декоративное изображение подобное интарсии, и даже изображение с голографическим эффектом. Наносимое на щит изображение и изменение цвета МХМД при прессовании скрадывает несоответствие в текстуре соседних реек при наборе щита.

Из МХМД можно изготавливать дверные и оконные блоки, погонажные изделия, элементы отделочного декора. Так как до термообработки модифицированная древесина хорошо изгибается, гнутьем можно изготавливать арочные элементы окон или дверных проемов, гнутые поручни для лестниц и другие конструктивные и декоративные строительные элементы.

Введением специальных добавок в модификатор можно получить водостойкую МХМД, из которой можно изготавливать садовые беседки и мебель, плитки и доски для садовых дорожек, а прессованием – черепицу для покрытия крыш. Долговечность этих изделий не уступает аналогам из полимерных материалов, а природный дизайн древесины не нуждается в защитных и декоративных покрытиях.

Производство изделий из механохимически модифицированной древесины может быть внедрено на любом деревообрабатывающем предприятии, для этого требуется лишь дооснастить его специальным оборудованием для модифицирования древесины. Базовым типом оборудования является автоклав, перепрофилировав который можно силами вспомогательных служб предприятия изготовить установку для модифицирования. Это новая инновационная технология и оборудование пока серийно не выпускается даже за рубежом. Но, судя по быстрому освоению технологии термодревесины и довольно широкому спектру предлагаемого оборудования, технология МХМД в ближайшие годы займет достойное место в деревообрабатывающей промышленности, а изделия из МХМД – в строительной индустрии.

Кухарев В.А. Vk58@yandex.ru

Дата публикации 01.02.16




Добавить комментарий

Комментарии

(10)

роман  Написать [16.02.2014 - 00:59]

у меня свое мебельное производство интересная и можна сказать актуальная тема затронута.хотелось бы побольше узнать об этой технологии.

Оценка: 
 (отлично)


Виталий  Написать [17.03.2012 - 00:37]

Уважаемый Кухарев В.А., прочитал Вашу статью про МХДМ. очень заинтересовало, так как я сейчас занимаюсь продвижением данного материала. Если Вы знаете производителя данного материала, то прошу Вас организовать нам совместную встречу.

С уважением, Виталий
компания "Префмобили"
тел. 89167419785


Кухарев В.А.  Написать [18.10.2010 - 20:45]

Прошу присылать Ваши вопросы на мою почту (см. в конце статьи)


hudoi  Написать [26.09.2010 - 00:18]

Андрей Владимирович, напишите автору сами.. адрес ведь указан.. :-)


Павел  Написать [26.09.2010 - 00:13]

Технология очень интересна.Как перейти к производству.Технология чертежи и.т.д

Оценка: 
 (отлично)


Владимир  Написать [20.02.2010 - 15:19]

Статья интересна. Хотелось бы узнать стоимость оборудования и т.д.

Оценка: 
 (отлично)


Александр  Написать [20.02.2010 - 00:31]

Хотелось бы более подробно рассмотреть эту технологию и оборудование (производители, цены). Спасибо.

Оценка: 
 (отлично)


Mmax  Написать [24.09.2009 - 08:19]

Хорошая статья!Согласен с предыдущими авторами - нужны данные по ценам и производителям, цены на оборудование и доступность..

Оценка: 
 (отлично)


hudoi  Написать [10.08.2009 - 11:47]

Познавательная статья. Добавить бы ещё данные по производителям и анализ цен в сравнении с другими строительными материалами.

Оценка: 
 (хорошо)


Андрей Владимирович  Написать [08.08.2009 - 14:50]

С большим интересом ознакомился с Вашей статьей.
Хотелось бы узнать об этой технологии побольше.
Существуют ли у нас в стране производства, применяющие эту технологию? (Я полагаю, что существуют. Приведенные фото где-то же сделаны).
Сообщите, по возможности, где они есть.
С уважением,
Ваш А.В.

Оценка: 
 (отлично)




Добавить комментарий

Имя*
E-mail: 
 Присылайте мне комментарии по этой статье
 Не показывать мой E-mail
Комментарий*

не менее 5 слов
Оценка: 
 (отлично)
 (хорошо)
 (средне)
 (плохо)
 (ужасно)
 (без оценки)
 (введите число, указанное на картинке*)

Правила размещения комментариев

Поля отмеченные значком * обязательны для заполнения.

Запрещено:

  1. Запрещены сообщения рекламного характера.
  2. Запрещены сообщения оскорбительного и нецензурного содержания.
  3. Запрещено использование тегов HTML и скриптов на языках JavaScript, VBScript.

Все сообщения просматриваются администратором и, в случае нарушения правил, удаляются без предупреждения и объяснения причин.


Смотрите также
Преимущества клееного бруса.
С каждым годом клееный брус при строительстве используется в нашей стране все активнее. Его применяют даже для возведения большепролетных зданий спортивного,... Подробнее
Экологичное жилье. Влияние древесины на здоровье и эмоциональное состояние человека
Все больше людей, проживающих в современных мегаполисах, стремится приобрести загородное жилье. Это происходит потому, что неблагоприятная экологическая обстановка и... Подробнее
Виды древесины, применяемые в строительстве домов
В строительстве домов применяют хвойные породы: сосну, ель, пихту, кедр и лиственницу. Древесина лиственных пород используется для временных построек, а также в качестве... Подробнее



Все статьи:      «Пиломатериалы, лесоматериалы» (59) >> «Древесина для строительства домов» (24) >>


Смотри также: Каталог «Пиломатериалы, лесоматериалы» >>
Фотогалереи (4) >>
Статьи (59) >>
ГОСТы (133) >>
СНиПы (2) >>
ВСН (1) >>
Задать вопрос в форуме >>
Строительные блоги (3) >>
Подписка на рассылки >>
VashDom.Ru: перейти в раздел
  поиск
   
 
 Copyright © 1999-2016 ВашДом.Ру - проект маркетинговой группы "Текарт"
 По вопросам связанным с работой портала вы можете связаться с нашей службой поддержки или оставить заявку на рекламу.

Рейтинг@Mail.ru
наверх