В предыдущей части (см. Часть 1) мы начали разговор о деревобетонных материалах, которые для удобства дальнейшего изложения разделили на три условных группы: стружкобетон, щепобетон и фибробетон. При этом мы лишь кратко рассказали о материалах, относящиеся к каждой группе, пообещав поговорить о каждом из них более подробно. Ну, что ж, обещания надо выполнять, и наш более подробный разговор мы начнем со стружкобетонов. Точнее с наиболее известного представителя материалов этой группы — цементно-стружечных плит (ЦСП).
Что такое ЦСП-плиты и как их изготавливают
Смесь, из которой изготавливают ЦСП, в принципе можно назвать бетоном на основе минерального вяжущего, только вместо песка и щебня наполнителем в ней служит мелкая древесная стружка. Введённая в состав смеси в качестве легкого наполнителя, стружка не только снижает плотность изготовленных из этой смеси плит, но и играет роль фибры – добавки, создающей объемное армирование, позволяющее плитам воспринимать значительные нагрузки на растяжение и изгиб.
Подготовка стружки
Конечно же свойства готовых плит напрямую зависят о качества использованной для их изготовления стружки. Поэтому очень важно чтобы эта самая стружка соответствовала определенным критериям.
Порода дерева.
Лучше всего для изготовления цементно-стружечных плит подходят сосна, ель и пихта. Чтобы иметь стружку именно этих пород древесины предприятия-производители ЦСП-плит идут двумя путями. Первый – договариваются о поставках с крупными деревообрабатывающими предприятиями, для которых стружка является отходами станочной обработки древесины. Стружку мелких предприятий такие производители предпочитают не использовать, поскольку в этом случае выше вероятность того, что вместе с сосновыми, еловыми или пихтовыми отходами они получат стружку других пород дерева (станки, как правило, подключены к общей системе удаления стружки). Второй путь - если у производителя ЦСП нет возможности получать отходы обработки древесины гарантированного качества, то он производит стружку самостоятельно, используя измельчители, сочетающий в себе ножевой и молотковый механизмы либо специальные стружечные станки (например, СС-6).
Содержание водорастворимых сахаров.
Используемая для изготовления ЦСП стружка должна содержать минимум водорастворимых сахаров (полисахаридов). Почему? Дело в том, что древесина и цемент антагонистичны по своей природе. Наиболее агрессивным по отношению к древесине является гидрооксид кальция (Са(ОН)2) - щелочь, которая выделяется из цемента в первой фазе его гидролиза. Под влиянием этой самой щелочи (при длительном ее воздействии) происходит выщелачивание древесины и значительное ее разложение (потеря массы древесины может достигать 6 %). При этом в древесине разлагаются некоторые вещества, составляющие целлюлозу – полисахара. Полученные в результате разложения более простые сахара (моносахара) легко растворяются в воде, что в свою очередь крайне отрицательно влияет на твердение цементной массы. Всё дело в том, вместе с дубильными веществами моносахара являются поверхностно-активными веществами по отношению к цементу - в результате адсорбции и под влиянием молекулярных сил сцепления они «обволакивают» цементные зерна, образуя тончайшее покрытие - адсорбционный слой. Покрытые такой оболочкой частицы цемента теряют способность сцепляться друг с другом, а кроме того оболочка затрудняет доступ воды к зернам цемента и отвод продуктов гидратации от них, что в лучшем случае приводит к торможению реакции гидролиза и гидратации цемента, а в худшем - к полному прекращению этих процессов. Наблюдения показали, что, даже через сутки, цементное тесто с древесным наполнителем, в котором содержание полисахаров достаточно велико, остается мягким и в дальнейшем никакого твердения цемента не происходит.
Так вот, чтобы уменьшить содержание в стружке упомянутых нами полисахаров, она должны пролежать на открытом воздухе 2–3 месяца. Либо древесина, которую планируется переработать в стружку, должна вылежаться для снижения её влажности и превращения части полисахаридов в водонерастворимые соединения.
Кстати, хотите узнать, почему в качестве наполнителя в смесях для изготовления ЦСП лучше использовать древесину хвойных пород, а не лиственных? Именно потому, что в древесине лиственных пород количество полисахаров значительно выше, чем в древесине хвойной.
Форма и крупность стружки
Чтобы частицы стружки не просто наполняли смесь, а в будущих плитах ЦСП стали своего рода «арматурой», оно должны иметь длинную и узкую форму, а волокна в них должны располагаться вдоль «тела» стружки. Обеспечивается и тои другое требование прежде всего оборудование, на котором эту стружку получают. Например, упомянутыве нами выше измельчители, сочетающие ножевой и молотковый механизмы, а также специальные стружечные станки производят тонкую и длинную стружку, оптимально подходящую для создания ЦСП.
После этого стружка делится на ситах на две фракции: мелкую используют для формирования внешних слоев листов и плит, более крупную – для среднего слоя.
Как готовят смесь
В состав смеси для изготовления листов и плит ЦСП входят: цемент – от 65 до 72%; стружка – от 24 до 26%; вода – 8,5—9%; минерализующие и гидратационные добавки – от 2 до 2,5%.
Процесс её приготовления начинается с того, что стружку вводятся минерализующие (добавки, подавляющие действие полисахаров) и антисептирующие добавки (необходимы для защиты материала от гниения и поражения грибком). Это такие вещества как хлорид кальция, хлорид или сульфат алюминия, сернокислый алюминий, силикаты натрия («жидкое стекло») и т.п. Обработанные минеральными добавками стружки смешивают с цементом и водой, в которой растворены те же вещества, что и в растворе для подготовки стружки, а также добавки, ускоряющие твердение цемента. Для смешивания компонентов используют бетоносмесительные установки (БСУ) различного типа. Следует отметить, что количество добавляемой в смесь воды очень небольшое - это связано с тем, что вода, находящаяся внутри древесных отходов, также будет участвует в химической реакции, результатом которой является образование цементного камня.
Процесс изготовления
Подготовленную смесь в несколько слоёв выкладывают на поддоны (формы). Чаще всего этих слоёв три – средний, из более грубой и крупной стружки, наружные – из более мелкой. Некоторые производители формируют будущие ЦСП-плиты из четырех слоев, но и в этом случае соблюдается тот же принцип – стружка крупных фракции находится внутри, мелких - снаружи. После заполнения поддона (формы) его помещают на вибрационный стол, где под действием вибрации происходит уплотнение смеси (без вибрационного воздействия между частицами смеси остается много пузырьков воздуха, что снижает качество изделий).
Сформированные поддоны собирают в «пакет» и помещают под пресс (в несжатом состоянии объем смеси в 1,3–1,8 раза больше, чем в сжатом). Пресс сжимает «пакет» под давлением 1,8—6,6 МПа, и в таком – сжатом состоянии его фиксируют в пресс-форме с помощью специальной система замков, благодаря которым давление в пресс-форме сохраняет после извлечения ее из пресса.
Выйдя из пресса, сжатые пакеты попадают в так называемую камеру твердения – это своего рода печь, в которой пакеты подвергаются нагреву в течение от 8 до 16 часов (температура - 60-100⁰С, влажность 50-60 %) - за это время происходит ускоренная гидратация цемента и его твердение. Прошедший термообработку пакет вновь попадает на пресс, где под давлением пресс-форма разблокируется. После этого давление снимается, пресс-форма раскрывается, и ЦСП-плиты извлекаются из пакета и на 1—2 недели отправляются в специальную камеру, где они будут постоянно обдувается воздухом с температурой 70—100⁰С - так происходит окончательное дозревание материала. После этого листы обрезаются по размеру (как правило, применяют циркулярные пилы, на диски которых наварены твердосплавные насадки), шлифуются, сортируются и помещают на склад, где они хранятся 2–4 недели для максимального набора прочности (обязательным условием для этого процесса является низкая влажность и хорошее проветривание помещения). И только после этого изделия передаются на склад готовой продукции.
Следует предупредить, что мы описали наиболее сложный технологический процесс изготовления ЦСП-плит, из найденных нами в интернете, - многие производители используют значительно более простые варианты технологии.
Разновидности ЦСП-плит и их размеры
Параметры готовых плит должны соответствовать ГОСТ 26816-2016 (введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 апреля 2017 г.) либо европейскому стандарту – EN 634-2.
По ГОСТ 26816-2016 ЦСП-плиты в зависимости от значений физико-механических показателей подразделяют на марки ЦСП-1 и ЦСП-2, которые отличаются точностью размеров, прочностью, гладкостью (шлифованные и нешлифованные) и т.д.
Таблица 1 - Номинальные размеры и предельные отклонения в миллиметрах
Физико-механические показатели плит должны соответствовать указанным в таблице 2.
Таблица 2 — Физико-механические показатели плит
В результате сегодня на рынке по идее должны продаваться плиты толщиной от 8 до 40 мм (шаг толщины - 2 мм) с линейными размерами: длина – 3200 или 3600 мм; ширина – 1200 или 1250 мм. Однако в реальности это не совсем так. Например, плиты толщиной 38 и 40 мм в продаже встречаются крайне редко. Кроме того многие предприятия, используя в качестве стандарта ГОСТ 26816-86, выпускают плиты меньших линейных размеров, но кратных перечисленным в новом ГОСТе, благодаря чему из нескольких листов меньшего размера можно составить лист, соответствующий требованиям ГОСТа нового. Хорошо это или плохо? Понятно, что уменьшение размеров плит приводит к снижению их массы, благодаря чему с ними становится проще работать, что для плит большой толщины особенно актуально (масса листов большой толщины может превышать 300 кг).
Кто производит ЦСП?
Сегодня в России имеется несколько достаточно крупных заводов, выпускающих цементно-стружечные плиты в больших объёмах. Это, как принято выражаться, лидеры отрасли и вот некоторые из них: ЗАО «Тамак» (г. Тамбов); ЗАО «МТИ» (Костромская область); Завод «Стропан» (г. Омск); ООО «ЦСП-Свирь» (Ленинградская область).
Есть на территории России и менее известные предприятия-производители ЦСП: ПСК «Строитель Астрахани»; «Сокольский ДОК»; «Сибжилстрой» (г. Тюмень) и др.
Продолжение следует
Номер этой статьи в рубрикаторе журнала WOODFOCUS - 10.01.03.
(в рубрикаторе собраны статьи, опубликованные на трёх интернет-платформах: ЯRUS, ЯНДЕКС-ДЗЕН, PABLIKO).
Хотите регулярно читать интересные статьи на тему деревянной архитектуры и строительства - подписывайтесь на наш канал.
#строительство #технология строительства #деревобетон #стружкобетон #щепобетон #фибробетон #цсп #durisol #velox #арболит
