Производство клееных деревянных конструкций

Производство клееных деревянных конструкций полной заводской готовности позволяет снизить значительно массу здания, сократить сроки строительства и уменьшить расход металла. 

 

Клееные деревянные конструкции (КДК) полной заводской готовности, обладая высокой прочностью, стойкостью в агрессивных условиях эксплуатации, малой плотностью( по сравнению с железобетонными конструкциями), позволяют значительно снизить массу здания, сократить сроки строительства, уменьшить расход металла. При изготовлении КДК может быть использована качественная древесина малых сечений и длин, что увеличивает процент полезного увеличения леса.

Переработка некондиционных и непригодных для КДК отходов в различные строительные материалы, изделия и конструкции ( арболит, древесно-стружечные плиты, цементно-стружечные плиты и другие) позволит не только дать хорошие заменители древесины для полов, перегородок,дверей и других изделий, но и повысить экономическую эффективность КДК и зданий с их применением.

Клееная древесина как конструктивный материал может успешно конкурировать с железобетоном и сталью, при строительстве зданий и сооружений различного назначения.Это обеспечивается такими ее качествами, как высокая прочность, легкость обработки, возможность создания конструкций различных форм и пролетов на одном и том же технологическом оборудовании, хорошая коррозионная стойкость.При равных нагрузках и пролетах масса несущих конструкций из клееной древесины почти в пять раз ниже, чем из железобетона.

Читай также клееные деревянные конструкции

Чем больше перекрываемый пролет, тем сильнее выявляются преимущества КДК перед конструкциями из других материалов.Древесина по существу единственный строительный материал, воспроизводимый самой природой.В условиях дефицита энергоресурсов важным становится и то, что по сравнению с производством железобетонных и металлических конструкций производство КДК требует во много раз меньше энергозатрат.В нашей стране ведется планомерная работа по организации промышленного производства клееных деревянных конструкций на современном техническом уровне.

Предприятия КДК оснащены комплектным технологическим оборудованием, включающим в себя автоматизированные сушильные камеры, установки для сращивания досок по длине ( что дает возможность получить из коротких и разносортных пиломатериалов заготовки требуемого качества и длины ) и по ширине( что позволяет при поступающем на переработку в основном малых диаметров пиловочнике получать заготовки шириной до 200 мм); установки для механической обработки и антисептирования заготовок, приготовления и нанесения клея , запрессовки, механической обработки, отделки и испытания готовых изделий.

Технологическое оборудование обеспечивает выпуск клееных деревянных несущих конструкций различных типов ( прямолинейных и криволинейного очертания длиной до 25…30 м, с помощью которых можно перекрывать пролеты до 60 м и выше), а также панели стен, плит перекрытий и подвесного потолка с деревянным каркасом и обшивками из крупноразмерных асбестоцементных листов или водостойкой фанеры, клеефанерных ворот, реечных щитов, погонажа.

Создание собственного лесопиления дает возможность улучшить обеспечением сырьем, создать необходимый технологический запас для предварительной атмосферной сушки, более полно использовать весь объем перерабатываемого сырья, то есть организовать изготовление реечных щитов пола, подоконных досок и другого погонажа, технологической щепы, встроенной мебели.Важным фактором в деле повышения качества КДК является перевод всех предприятий на работу с более надежными и технологическими клеями на резорциновой основе вместо применявшегося ранее фенолформальдегидного клея.

Накоплен значительный опыт проектирования как самих клееных деревянных конструкций, так и проектов зданий с их применением.Рядом институтов создана необходимая нормативно-методическая база и широкая номенклатура типовых конструкций, которая по существу удовлетворяет все нужды при застройке сел.В номенклатуру входят : балки пролетами 3…18 м-односкатные, двускатные и консольные; металлодеревянные треугольные арки и фермы пролетами 9, 12, 18 и 21 м.

Гнутоклеенные рамы пролетами 12; 18; 21 и 24 м; рамы из прямолинейных элементов пролетами 12 и 18 м; трехшарнирные арки стрельчатого очертания пролетами 12, 18 и 24 м и таких же пролетов трехшарнирные арки кругового очертания; плиты покрытий подвесного потолка и панели стен с обшивкой из асбестоцементных листов и клееными ребрами для шага несущих конструкций 3 и 6 м; клеефанерные ворота.

Клееные деревянные конструкции широко использованы в проектах птицеводческих зданий, в том числе птицефабрик на 200 и 400 тыс.кур-несушек, птицеферм мощностью до 3 млн. бройлеров, племенных птицеводческих хозяйств. С применением КДК разработаны проекты овцеводческих и козоводческих ферм и комплексов различного типа, ряда свиноводческих зданий и зданий для содержания крупного рогатого скота, коневодческих зданий , складов минеральных удобрений различной емкости, гаражей, навесов.

Сопоставительные расчеты показали, что при сооружении сельских производственных зданий применение КДК практически не приводит к удорожанию.В то же время по сравнению с конструктивным решением из сборного железобетона применение КДК снижает расход стали в 2…3 раза, сборного железобетона-в 2,5…3,5 раза. Сокращается трудоемкость работ на монтаже.На конструкциях надземной части зданий исключаются мокрые процессы. Резко снижается масса перевозимых грузов, что очень существенно экономит горючее.Особенно эффективно применение КДК при строительстве складов минеральных удобрений .Практика показала, что при этом заметно снижается и стоимость строительства и затраты труда.

Предприятия имеют возможность обеспечить комплектами конструкций сооружение складов минеральных удобрений на 500 тыс., то есть около 100 складов ежегодно, однако в настоящее время строится только 10…20 складов.Клееные деревянные конструкции обладают не только высокими конструктивными, но и эстетическими качествами. Они позволяют реализовать самые смелые замыслы архитекторов.

Процесс подготовки и сушки пиломатериалов для производства КДК является весьма важным технологическим переделом. К качеству сушки пиломатериалов для КДК предъявляются повышенные требования -полное сохранение физико-механических свойств древесины, незначительный перепад влажности по толщине материала, небольшой разброс конечной влажности материала и минимальные внутренние напряжения. Наиболее эффективным методом снижения внутренних напряжений является двухстадийная сушка, включающая атмосферную сушку пиломатериалов до влажности 20…22%, но не более 30% и последующую камерную досушку до требуемой влажности.

Применение атмосферной сушки позволяет в значительной степени снизить внутренние напряжения в древесине, уменьшить энергозатраты на сушку пиломатериала, значительно уменьшить затраты на сушку 1 м³ пиломатериала, повысить производительность сушильных камер в 1,5…2, 5 раза ( по сравнению с одноэтапной камерной сушкой).С целью снижения трудозатрат и стоимости клееных деревянных конструкций в дальнейшем формирование сушильных штабелей целесообразно вести с учетом камерной сушки.

Штабеля следует формировать из пиломатериалов одинаковой толщины и ширины по сортам и категориям качества, с тем чтобы такой штабель без перекладки мог сразу поступать со склада атмосферной сушки на камерную досушку.После камерной сушки проводят кондиционирование для выравнивания влажности пиломатериалов по объему штабеля. Проводится оно в камере при закрытых клапанах и дверях и при работающих вентиляторах. Камера с материалом медленно охлаждается. При температуре 35 °С процесс сушки считается законченным.

 

Технологический процесс производства несущих КДК

 

Для изготовления несущих конструкций в настоящее время применяют древесину сосны и ели.Толщина необработанных пиломатериалов для склеивания не должна превышать 40 мм. На рисунке показана компоновка основного технологического оборудования цехов КДК в Вологде.Камерная сушка пиломатериалов осуществляется в камерах с дистанционным контролем процесса сушки при температуре 45…60 °С. Штабеля пиломатериалов выдерживают после сушки в течение 3…5 сут.

Рисунок -1.  Схема технологического процесса оборудования в цехах по производству несущих и ограждающих конструкций:

1-сушильные камеры; 2-формирование сушильных штабелей; 3-выдержка пиломатериалов; 4-сортировка и раскрой пиломатериалов; 5-сращивание заготовок по длине; 6-выдержка пакетов заготовок; 7-нанесение клея; 8-формирование клеильного пакета; 9-механический пресс; 10-передвижная установка; 11-гидравлические прессы; 12-рейсмусовый станок с поворотным устройством; 13-комбинированный фрезерно-пильный станок; 14-прессовое устройство для соединения ригеля и стойки; 15, 16, 17-заготовки деталей; 18-сращивание заготовок по ширине; 19-антисептирование деталей; 20-сращивание фанеры; 21-антисептипрование фанеры; 22-сборка и склеивание клеефанерных панелей; 23-сборка асбестоцементных панелей; 24-обработка панелей по периметру; 25-окраска панелей.

За это время происходит выравнивание влажности по сечению пиломатериала. После выдержки пиломатериал подается на линию склеивания по длине, где производится визуальная сортировка по категориям, вырезка дефектов, торцовка, фрезерование зубчатых шипов, склеивание заготовок по длине, фрезерование пластей и раскрой заготовок требуемой длины.Сформированный пакет поступает на линию нанесения клея, а затем мостовым краном подается или в вертикальный гидравлический пресс -при изготовлении прямолинейных конструкций или в горизонтальный механический пресс-при изготовлении криволинейных конструкций.

После достижения клеевыми соединениями разборной прочности конструкции из пресса подаются на подстопные места, где выдерживаются в течении суток.Заключительными этапами изготовления несущих конструкций являются механическая обработка и защита их от увлажнения и биоповреждений.Механическая обработка включает в себя фрезерование боковых поверхностей конструкций, сверление отверстий, выборку пазов, снятие скосов и т.п. Готовые КДК транспортируют на склад готовой продукции или прямо на строительные объекты.

Технологический процесс производства ограждающих КДК

Номенклатура оборудования цехов в Коростышеве, Нелидово, Гомеле позволяет изготовлять асбестоцементные и клеефанерные ограждающие конструкции размером 2980 х 1490 мм, максимальная высота панелей 250 мм. Производительность технологического оборудования по выпуску ограждающих конструкций : асбестоцементных панелей -50 тыс.м² / год; клеефанерных панелей -70 тыс м²/ год.Технологический процесс производства ограждающих конструкций включает изготовление каркасов, подготовку фанерной обшивки и утеплителя, сборку и отделку панелей. пиломатериалы из сушильного отделения в пакетах поступают на участок первичной обработки.

Раскрой по длине и вырезу дефектов производят на круглопильном станке, фрезерование заготовок -на четырехстороннем строгальном станке. От строгального станка заготовки в пакетах на тележках подают к шипорезному и долбежному трехшпиндельному станкам.Готовые заготовки поступают к пневматической сборочной вайме.После сборки каркасы навешивают на конвейер линии антисептирования. Антисептирование производят 10 %-ным водным раствором кремнефтористого амония.

Для этого каркасы погружают в раствор с последующей сушкой в конвекционной сушильной камере. Антисептированные каркасы подают на участки, где производят сборку асбестоцементных и клеефанерных панелей. Готовые каркасы пропускают через шлифовальный станок, где происходит снятие антисептика с поверхностей, подлежащих склеиванию, а затем наносят клей с помощью клеенаносящих вальцов. На сборочном столе производят формирование панелей ( укладку утеплителя, фиксацию обшивки на каркасе). Сформированная таким образом панель поступает в однопролетный горячий пресс, где происходит склеивание фанерной обшивки с каркасом.

По окончании прессования панели пневмоперекладчиком укладывают в стопы для технологической выдержки. Затем панели пневмовакуумным укладчиком поштучно устанавливают на роликовый транспортер, который подает панель к щеточному станку и далее — к автоматической линии окраски. Передающее устройство производит навеску панелей на цепной конвейер линии окраски. Окрашенные панели конвейером направляют к месту разгрузки.Съем панелей производят вилочным погрузчиком, который транспортирует панели на склад готовой продукции.

Сборку асбестоцементных стеновых панелей и плит покрытия осуществляют следующим образом.Заготовки асбестоцементных панелей ( каркас, асбестоцементный лист, утеплитель,) подают к столу для сборки панелей. Пневмовакуумный укладчик устанавливает асбестоцементный лист на сборочный стол автомата для сверления и заворачивания шурупов, далее укладывают каркас, утеплитель, и второй асбестоцементный лист. Для крепления второго асбестоцементного листа панель, переворачивают кантователем. Готовая панель по наклонному рольгангу поступает на пневмоперекладчик, который укладывает ее на роликовый конвейер линии окраски. Далее технологический процесс аналогичен процессу изготовления клеефанерных панелей.