Изделия и материалы из древесины
Посредством химической, механической и механико-химической обработки ствола, корней, кроны дерева получают товары. По способу получения товары из древесины делятся на лесоматериалы, композиционные древесные материалы, модифицированную древесину, бумагу, сырье для лесохимической промышленности, целлюлозу, продукцию дрожжевого и гидролизного производства, продукцию лесохимического производства и т. п. Для современного строительства в основном используются лесоматериалы, модифицированная древесина и древесные композиционные материалы.
По способу механической обработки лесоматериалы делятся на круглые, фрезерованные, лущеные, пиленые, измельченные, колотые, материалы получаемые посредством разделения древесины вдоль волокон клиновидным инструментом, получаемые в процессе пиления и специальной обработки древесины. Композиционные древесные материалы получают при помощи связующих веществ из предварительно разделенной древесины.
Определение 2
Модифицированная древесина – это цельная древесина с направленно измененными свойствами.
Круглые лесоматериалы получаются следующим образом. Ствол поваленного дерева отпиливают от корневой системы и очищают от сучьев. Такая заготовка называется хлыстом, а процесс деления хлыста на части называется раскряжевкой. Результатом раскряжевки являются чураки, бревна и кряжи. В современном строительстве в основном используются бревна в круглом виде или в качестве сырья для пиломатериалов. По толщине различают крупные, средние и мелкие круглые лесоматериалы. От качества древесины и наличия дефектов различают четыре сорта, как правило, в строительстве используются материалы второго и третьего сортов.
По геометрической форме и размерам пиломатериалы делятся на горбыль, пластины, брусья, четвертины, доски и бруски. По характеру обработки они делятся на два типа: обрезанные и необрезанные. Отличие между ними заключается в том, что у необрезанных пиломатериалов кромки не пропиливаются. Пиломатериалы из хвойных пород изготавливаются длиной от 1 до 6,5 метров (градация составляет 0,25 метров). Бруски и доски делятся на пять сортов: отборный, 1,2,3 и 4. В строительстве могут использоваться все сорта, а в столярном производстве 1 и 2. Пиломатериалы из лиственных пород древесины изготавливают длиной от 0,5 до 6,5 метров (градация составляет 0,25 метров). Они делятся на три сорта.
Столярные плиты состоят из внутреннего щиты и шпона, наклеенного на внутренний щит с двух сторон в один или два слоя. Щиты изготавливаются из мягких лиственных и хвойных пород древесины. Столярные плиты могут обрабатываться до необходимых размеров. В строительстве используются заготовки, которые после фрезерования имеют специальную форму – плинтуса, обшивки, наличники, поручни и т. п.
Технологический процесс производства
Технологический процесс изготовления пиломатериалов берет начало с закупки кругляка. Требуется основательно подойти к выбору древесины. От этого в дальнейшем будет зависеть качество и долговечность готового изделия, его окончательная стоимость.
В процессе работ требуется соблюдать требования техники безопасности. Использовать только безопасные приемы труда. Уровень несчастных случаев на производстве высок. Порой со смертельным исходом.
Предварительно древесное сырье подвергается качественной очистке от сучков и коры. Предполагается использование специализированной лесозаготовительной техники, реализующей задачу очистки леса. После очистки выполняется процесс распиловки древесины. Производится определение основных показателей бруса. Продукция сортируется. Направляется на последующую обработку.
Круглые лесоматериалы выпускаются из хвойных и лиственных деревьев. Получение высококачественного продукта требует полноценной сушки заготовок. Дополнительно используется обработка изделий специализированными составами. Готовая продукция считается полностью пригодной к последующей эксплуатации в ходе строительства. Она не поддается гниению, не рассыхается.
Осуществляется разделение готовой продукции по степени влажности:
- сухая. Показатель влажности не превышает 10 %. Основное сырье для изготовления щитов и паркетной доски;
- универсальная. Уровень влажности находится в пределах 12-15 %. Это основная сырьевая база для изготовления досок для полов, плинтусов и наличников. Разрешено использовать для изготовления межкомнатных дверных конструкций;
- влажная. Влажность превышает 18 %. Изделия используются для реализации стропильных сооружений и наружной облицовки.
Технология производства
Процесс производства пиломатериалов начинается с закупки круглых лесоматериалов
При этом важно правильно подобрать древесину – от этого зависит последующее качество и цена готовой продукции
Важно уделять особое внимание технике безопасности при производстве. Несчастные случаи происходят очень часто. Перед началом работы древесина хорошо обрабатывается, полностью очищается от сучьев, коры
Существуют специальные лесозаготовительные машины, способные очищать древесину сразу же в лесу. После очистки древесину распиливают, определяют основные показатели брусьев, сортируют, отправляют на дальнейшую обработку. Производство круглых лесоматериалов осуществляется из хвойных и лиственных пород деревьев. Для получения самых качественных изделий древесина полностью просушивается, обрабатывается при производстве специальными составами. Таким образом, полученное изделие полностью готово к эксплуатации, оно не гниет, не рассыхается.
Перед началом работы древесина хорошо обрабатывается, полностью очищается от сучьев, коры. Существуют специальные лесозаготовительные машины, способные очищать древесину сразу же в лесу. После очистки древесину распиливают, определяют основные показатели брусьев, сортируют, отправляют на дальнейшую обработку. Производство круглых лесоматериалов осуществляется из хвойных и лиственных пород деревьев. Для получения самых качественных изделий древесина полностью просушивается, обрабатывается при производстве специальными составами. Таким образом, полученное изделие полностью готово к эксплуатации, оно не гниет, не рассыхается.
Разделяются изделия по показателям влажности:
- Сухие, влажность которых не превышает 10 %. Из таких пиломатериалов изготавливают паркет и щиты.
- Универсальные с влажностью от 12 % до 15 %. Такие пиломатериалы становятся основой для производства досок для полов, плинтусов, наличников на окна, двери, а идут на создание межкомнатных дверей.
- Влажные пиломатериалы с 18 % содержанием влаги применяют для обустройства стропильных конструкций, а также для наружной отделки сооружений.
Благодаря качественной обработке можно получить хороший материал для обустройства жилища, а также для строительства. Такие пиломатериалы будут отличаться небольшим весом, их легко распиливать, монтировать, красить
Перед приобретением лесоматериалов или пиломатериалов важно знать точную цель покупки
Требования к пиломатериалам
Чтобы использовать пиломатериалы в промышленности, необходимо учитывать наличие изъянов, которые могут затруднить или сделать материалы вовсе непригодными для определенных целей. Пороки древесины могут быть связаны с особенностями строения ствола дерева. К таким дефектам можно отнести неправильную форму, сучки и ветки. Также возможна порча в результате воздействия вредителей, трещины и др. Кроме того, изъяны могут возникнуть из-за нарушений в процессе обработки лесоматериалов и неправильно хранения – коробление и др. В этом случае для строительства они не используются. Технические требования определяют ГОСТ пиломатериалов 8486-86 и ГОСТ 24454-80.
ГОСТ 8486-86 Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия
1 файл 440.08 KB
Пороки и дефекты пиломатериалов
Обзол пиломатериалов – это дефект, представляющий собой наличие неотпиленного участка сбоку бревна, на котором может сохраняться кусок коры. Причиной таких пороков является неравномерная толщина ствола дерева. Такие брёвна нуждаются в дополнительной обработке, и использование их ограничено. Они непригодны для постройки жилого дома, но могут быть использованы для различных хозпостроек.
Коробление древесного сырья – это различные изменения их формы, вызванные неравномерной усушкой или разбуханием. В результате коробления ухудшается внешний вид пиломатериалов и применение их в промышленности затрудняется.
Допущения отклонений параметров размеров пиломатериалов
Все возможные отклонения параметров – длина, ширина, толщина – должны соответствовать требованиям. Размеры древесины ГОСТ 26002-83 и ГОСТ 9302-83 определяют в ограниченном диапазоне. Так, разбег размера длины составляет:
- деловая древесина для строительства от – 1 до 6,5 м;
- доска тарная – 0,5 м;
- брус деревянный размеры ГОСТ 8486-86 – 3,25 м.
1 файл 570.47 KB
1 файл 329.34 KB
ГОСТ 8486-86 Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия
1 файл 440.08 KB
ГОСТ лесоматериалов 9463-88 допускает отклонения размеров пиломатериалов: ширина – 2 %, толщина – 2,5 %, длина – 50-25 мм.
Пороки древесины, связанные с особенностями строения
Одним из недостатков является наличие сучков. Они могут быть ослабленными или рыхлыми, а также табачными, которые во время прикосновения просто рассыпаются. Сучки могут портить внешний вид пиломатериалов, или выпадать, оставляя отверстия. Сучковатость пиломатериалов может значительно ограничить возможность их использования.
Трещины возникают при продольном разрыве волокон. Они появляются по разным причинам. Это может быть неправильная сушка, морозы и др. Трещины снижают качество материалов: при наличии трещин брёвна и доски оказываются непригодны для строительства жилых помещений. Усушка брёвен может вызвать деформацию.
Насекомые-паразиты и древесные грибки не только портят внешний вид пиломатериалов, но и способны разрушить древесину, оставляя на её поверхности заметные отверстия. Поэтому прежде чем использовать пиломатериалы, необходимо оценить их качество. При обнаружении дефектов решить, пригодны ли выбранные материалы для применения с определёнными целями.
Крень лесоматериалов и пиломатериалов – это порок, который характеризуется утолщением ствола и сучьев в нижней части. Появляется в результате сжатия или растяжения нижнего участка. Этот порок характерен для деревьев, растущих наклонно или искривлённых. На торцовых частях чётко заметны тёмные участки чаще в виде полукольца. Такие пиломатериалы хуже поддаются обработке. Высушенная креневая древесина имеет высокую твёрдость, но недостаточную прочность и менее устойчива к механическим ударам, быстро впитывает влагу и разбухает. Брёвна с наличием крени не пригодны для строительства домов и бань.
Маркировка
Согласно требованиям действующего ГОСТа 6564-84 все пиломатериалы длиной более 1 м должны содержать маркировку. Она наносится на пласть пиломатериала специальным клеймом, мелом или краской. В ней должны быть указаны группа, качество и сорт пиломатериала. Состоит она из букв, цифр и знаков.
Требования к пиломатериалам
Пиломатериалы должны соответствовать общепризнанным стандартам. Основной ГОСТ пиломатериалов под номером 8486-86 определяет основные размеры для хвойных лесоматериалов. Для лиственных пород главным считается ГОСТ 2695-83. Так, например, существует ГОСТ, указывающий размеры деревянных брусьев: от 10 см в ширину и толщину.
Допущения отклонений параметров размеров пиломатериалов
Размеры древесины регулируются ГОСТ, имеют свои ограничения в зависимости от сферы применения лесоматериалов:
- для области строительства размеры могут расходиться от 100 до 650 см;
- тарные доски – начиная с 50 см;
- бруски и специальные доски – 325 см;
- для экспорта – от 90 до 630 см.
ГОСТ лесоматериалов предусматривают такие отклонения:
- ширина – не более 2,5 %;
- ширина – не более 2 %;
- длина – -2,5, +5 см.
Если лесоматериалы имеют размер менее 1,5 м, то для них снимаются все ограничения.
Пороки древесины, связанные с особенностями строения
Пороки древесины представляют собой отклонения от установленных норм, связанных со строением ствола поваленного дерева. Чаще всего это сучковатость, коробление различные трещины, пороки, связанные с формированием ствола. Также дерево могло подвергаться грибным поражениям. Часто материал с пороками нельзя использовать при строительстве, однако она полезны для дизайна.
Маркировка
Для маркировки лесоматериалов важно учитывать и записывать на производстве такие показатели, как:
- Тип пило- или лесоматериала.
- Сорта древесины.
- Древесную породу.
- Основные стандарты параметров, при этом для необрезных пиломатериалов не указывается ширина.
- Государственные стандарты (в основном для лесоматериалов указывают №8486-86).
Классификация пиломатериалов по размерам, форме
При обработке древесины с применением современных технологий выполняют разные виды изделий.
В сортамент включены бруски и шпалы, доски и рейки, четвертины, горбыль, пластины и другая продукция. Виды пиломатериала могут различаться в зависимости от способов работы с сырьем. Можно подробнее ознакомиться с ними.
Брус в зависимости от количества повергавшихся обработке сторон будет называться двухкантным, трехкантным, четырехкантным. Толщина и ширина изделий составляет, как правило, больше 100 мм. Основная сфера их использования — сооружение несущих конструкций, коттеджей или дач, поскольку эти изделия прекрасно могут выдержать значительные нагрузки.
Брусок похож на брус, но имеет другие размеры. Выполняется с толщиной до 100 мм, ширина — меньше двойной толщины. Используется в мебельной и столярной промышленности, для отделки строений, например, из них изготавливают дверные короба, перекладины.
Таблица коэффициентов усушки и механической прочности пиломатериалов.
Доски выполняют из бревен или достаточных по толщине брусьев.
Доски бывают необрезанными или обрезанными. Толщина возможна не более 100 мм, ширина — больше, чем двойная толщина. Применение — отделка стен, обустройство полов, мебельное производство.
Шпала представляет изделие с небольшой длиной, зато широкое и толстое. Это в некотором роде разновидность бруса, у которого размер поперечного сечения отличается величиной. Наиболее частое применение — для выполнения полотен железных дорог.
Горбыль — это кусок бревна, боковой отпил. В процессе распиловки бревен на разнообразные доски получаются отходы, которые называют горбылем. Из него удобно делать временные постройки вроде сараев, подойдут они и для сооружения обрешетки под крышу.
Четвертины (обапол) тоже получают из боковых частей бревен. Одна из поверхностей изделия пропилена, другая нет. Удобно использовать для изготовления небольших столярных изделий.
Пластина представляет собой половину бревна, которую получают при его распиле по центру.
У пластин всего одна прямая сторона. Длина зависит от бревна, используемого в качестве сырья. Применяют в основном для производства вышеперечисленных изделий — шпал, брусьев, иногда — для изготовления массивной доски.
Виды пиломатериалов
В зависимости от вида распиловки пиломатериалы делятся на различные категории:
Цилиндрическое и радиальное пиление.
По качеству обработки:
- Резка — продукты обрабатываются с одной или нескольких сторон одновременно,
- Незаконченный — имеются необработанные участки,
- Строганный — нет шероховатостей.
Что такое брус
Балка представляет собой прямоугольную или квадратную балку с длиной стороны не менее 10 см, окантованную со всех сторон. Этот материал используется для строительства домов, хижин, павильонов и т.д.
Журналы могут быть:
профилированный — боковые стороны такого бруса профилированы,
клееные — прямоугольные доски сушатся и склеиваются под прессом.
Что такое брусок
Брус деревянный в виде тонкого прямоугольного или квадратного бруска с одной стороной не более 10 см (вторая сторона не должна быть больше первой стороны, умноженной на 2). По сути, это «бар в миниатюре». Спектр применения древесины очень широк — от изготовления обрешетки до кровельных траверс.
Что такое доска
Это еще один вид древесины, который отличается от конструкционной древесины тем, что имеет много сторон:
- с одной стороны — не более 10 см,
- вторая сторона — это первая сторона, умноженная на 2.
Оборудование для производства пиломатериалов
Процесс производства пиломатериала из плохой древесины будет сопровождаться получением большого количества отходов. Для того чтобы организовать крупное производство, необходимо произвести покупку целого комплекса лесопильного оборудования. Для того чтобы получить тот или иной вид готовой продукции надо правильно подобрать нужный станок или серию станков. Для производства пиломатериалов используют дереворежущие станки с различным режущим инструментом, с помощью которых от древесины отделяется некоторая часть с целью получения изделий заданных форм и размеров с поверхностями требуемого качества.
Если пиломатериалы вырабатываются из сырья диаметром 50-80 см, то необходим ленточнопильный станок, а при использовании в качестве сырья бревен хвойных пород до 12 см в диаметре больше подойдет круглопильный станок.
Круглопильный станок (дисковая пилорама), цена от 300 000, как на фото – 1 200 000 руб.
В северных регионах чаще всего используют круглопильные станки, потому что они более надежные, они с легкостью могут распиливать мерзлую древесину, а обслуживание круглых пил не требует дорогостоящей заточной техники. Минусом использования таких станков будет большое количество отходов, из-за немалой ширины пропила.
Ленточнопильная пилорама, цена от 150 000 руб.
Для тех, кто делает первые шаги в производстве пиломатериалов хорошо подойдет ленточная технология. Ленточные станки применяют для глубокой обработки древесины с получением точных геометрических размеров. Они имеют тонкий гладкий пропил и могут применяться для изготовления пиломатериалов экспортного качества.
На крупном предприятии могут использоваться и другие станки, например фрезерные, кромкообрезные или рейсмусовые. Фрезерные станки используют для обработки пазов под прямоугольное замковое соединение деревянных брусьев. Кромкообрезные станки используют для получения чистообрезных пиломатериалов. Рейсмусовые станки применяют для плоского простругивания досок и брусьев.
Размер производства, ассортимент, количество необходимого персонала будет во многом зависеть непосредственно от пилорамы. Для удобства сравнения цен и нюансов использования техники, технические характеристики сведены в таблицу:
| Особенности | Тип пилорамы | ||
|---|---|---|---|
| Дисковая | Рамочная | Ленточная | |
| Цена, рублей | от 700000 | от 200000 | от 150000 |
| Производительность, м3/час | 1-2 | 8-10 | 0,5-1 |
| Обслуживающий персонал, человек | 1 | 4 | 2 |
| Диаметр пиловочника, м | 1 | 0,7 | 1 |
| Ручной труд | Полностью механизировано | Ручное закрепление бревна | Распил полностью ручной |
| Выход пиломатериала, % | 70-74 | 45-55 | 75-85 |
| Пропил, миллиметров | 5 | 5 | 1,5 |
| Точность | Высокая | Средняя | Низкая |
| Ассортимент пиломатериала | Неограничен | Зависит от настройки пилорамы | Зависит от персонала |
Ленточная пилорама наиболее распространена из-за дешевизны в покупке и обслуживании. Однако наиболее эффективная – дисковая за счет полной механизации труда. При этом от оператора требуется достаточно высокая квалификация для наладки и обслуживания оборудования. Что же касается объема производства, то наиболее популярен рамочный распил. Однако при этом страдает качество реза и высокое количество отходов производства.
Древесина
Древесина — это природный конструкционный материал. Её получают из стволов срубленных деревьев различных пород. Древесная порода — это вид многолетнего древесного растения. Различают следующие породы деревьев: лиственные, у которых на ветках растут листья (дуб, берёза, липа, осина, бук и др.), и хвойные, имеющие листья в виде иголок (ель, сосна, кедр, лиственница и др.).
Строение древесины хорошо видно на разрезах ствола дерева (рис. 2). Снаружи ствол покрыт корой 1. Под ней находится молодой слой древесины заболонь 7, а в середине ствола, по всей его длине — мягкая сердцевина 2. Пригодная для применения древесина находится между корой и сердцевиной. Луб 3 — это внутренний слой коры, который проводит по стволу от корней до листьев питательные вещества.
Если разрезать ствол поперёк, то можно на срезе увидеть годичные кольца (годовые слои) 4, которые образуются ежегодно при росте дерева. Подсчитав их, можно определить возраст дерева. На поперечном разрезе некоторых лиственных пород (например, дуба) отчётливо видны светлые, направленные от сердцевины к коре линии — сердцевинные лучи 5.
Рис. 2. Строение ствола: 1 — кора; 2 — сердцевина; 3 — луб; 4 — годичные кольца; 5 — сердцевинные лучи; 6 — ядро; 7 — заболонь
Древесина некоторых пород не одинаково окрашена (дуб, рябина, сосна, лиственница и др.) — вокруг сердцевины она более тёмная, чем у коры. Такую тёмную часть называют ядром 6.
Древесина как конструкционный материал весит меньше, чем металлы, легко режется, хорошо склеивается и соединяется гвоздями и шурупами. Также достоинством древесины является её красивый внешний вид. Поэтому с давних времён человек широко применяет этот материал в строительстве, при изготовлении мебели, спортивного и садового инвентаря, музыкальных инструментов, художественных изделий и многого другого. Но у древесины есть и недостатки: она портится от сырости (плесневеет, гниёт), коробится (становится неровной) при высыхании, легко возгорается. Кроме того, древесина может иметь пороки: сучки, гниль, червоточину, трещины и др.
Текстурой называют рисунок на срезе древесины, получающийся при пересечении годичных колец, сердцевинных лучей и волокон (рис. 3, 4). Породы древесины различают по цвету, текстуре, запаху, твёрдости.
Лиственные породы (рис. 3). Дуб имеет твёрдую древесину жёлтого цвета с желтовато-коричневыми прожилками. Дуб устойчив к загниванию, не боится влаги и не коробится. Из его древесины изготовляют мебель, двери, а также применяют в строительстве, вагоностроении, в декоративно-прикладном творчестве.
Рис. 3. Текстура лиственных пород древесины
У берёзы также древесина твёрдая, светлая (белая с желтоватым или красноватым оттенком). Из неё делают мебель, фанеру, топорища для топоров, ручки для столярных инструментов.
Древесина липы мягкая, лёгкая, бело-жёлтого оттенка, хорошо режется. Из неё изготовляют рамки, шкатулки, полки, изделия с художественной резьбой.
Древесина осины имеет волокнистую текстуру светлого тона. Она твёрже липы, режется с усилием. Из неё делают ручки для садового инвентаря, посуду, спички, применяют для отделки русских бань и др.
Клён обладает текстурой с желтоватым или розовым оттенком и шелковистым блеском. Это — твёрдая порода, режется тяжело. Из клёна делают колодки для рубанков и фуганков.
Хвойные породы (см. рис. 4). Ель имеет древесину бело-жёл- -того цвета. В её разрезе видны мелкие сучки. Из древесины ели изготовляют мебель, музыкальные инструменты, её используют при производстве бумаги и др.
Рис. 4. Текстура хвойных пород древесины
У сосны древесина мягкая, немного темнее, чем у ели, с красноватым оттенком. В текстуре отчётливо видны годичные кольца. Древесину сосны широко используют в строительстве, производстве мебели.
Лиственница — единственное европейское хвойное дерево с опадающей на зиму хвоей. Древесина лиственницы твёрдая, трудно обрабатывается, устойчива к загниванию. Текстура похожа на тексгуру сосны, но более яркая. Из лиственницы делают шпалы для железных дорог, столбы, плотины, причалы; её применяют в судостроении.
