Строительные плиты из полимерных материалов

Древеснослоистые пластики применяют как конструкционный материал в машино- и судостроении, как электроизоляционный и конструкционный материал для производства деталей аппаратуры высокого напряжения. Они пригодны для изготовления гибочных штампов, оправок, а при условии смазки водой и при температуре трения не выше 60°С - тяжелонагруженных подшипников.

Древеснопластические массы - цельнопрессованные профильные изделия или плиточные материалы, изготовленные в пресс-формах горячим прессованием измельчённой древесины (опилок, стружек, волокон, обрезков шпона), пропитанной растворами синтетических смол и высушенной. В некоторых случаях древесину предварительно подвергают частичному гидролизу кислотой или пропаркой под давлением или же обработке щёлочью. Древеснопластические массы обладают высокой механической прочностью, антифрикционными и электроизоляционными свойствами. Эти материалы применяют в производстве профильных цельнопрессованных изделий (вкладышей и втулок подшипников, зубчатых колёс, кабельных муфт, электроизоляционных деталей, колпачков ректификационных колонн и др.), а также паркетных плиток и др.

Связующим для основного слоя служат феноло-формальдегидные смолы резольного типа и ненасыщенные полиэфиры. Можно применять и другие полимеры, однако, это не всегда безопасно,

Древесноволокнистые плиты или ДВП (другое название - Оргалит) - материал, получаемый горячим прессованием массы, состоящей из целлюлозных волокон, воды, синтетических полимеров и специальных добавок.

ДВП (ГОСТ 4598-86) изготавливают из неделовой древесины, отходов лесопильной и деревообрабатывающей промышленности, бумажной макулатуры, стеблей соломы, кукурузы, хлопчатника и некоторых других растений.

С целью увеличения прочности, долговечности и огнестойкости  древесноволокнистых изделий применяют  специальные добавки: водные эмульсии синтетических смол, эмульсии из парафина, канифоли, битума, антисептики и  антипирены, а также асбест, глинозем и гипс. большого количества воды, облегчающей разделение древесины на отдельные волокна, и смешивают со специальными добавками. После этого жидкотекучую волокнистую массу передают на отливочную машину, состоящую из бесконечной металлической сетки и вакуумной установки.

Здесь масса обезвоживается, уплотняется и разрезается на отдельные плиты заданного размера, которые затем подпрессовывают и сушат.

Плотность древесноволокнистых  изоляционных и изоляционно-отделочных плит - 150-350 кг/м3, теплопроводность - 0,046-0,093 Вт (мК), предел прочности при изгибе - не менее 0,4-2,0 МПа.

Достоинством плит являются их большие размеры - длина до 3 м, ширина - до 1,6 м, так как это способствует индустриализации строительно-монтажных работ и уменьшению трудозатрат.

Изоляционные плиты используют для тепло- и звукоизоляции стен, потолков, полов, перегородок и междуэтажных перекрытий, утепления кровли (особенно в деревянном домостроении), акустической отделки специальных помещений (радиостудий, машинописных бюро, концертных залов).

Стандартные изоляционные плиты  применяют для дополнительного  утепления стен, потолков и полов, а также для увеличения прочности  стенных каркасов. Они могут быть применены для внутреннего покрытия стен и потолков перед окончательной  отделкой.

Ветрозащитные изоляционные плиты используются для уплотнения и упрочнения внешних стен, потолков и крыш зданий.

Изоляционные плиты для  пола применяются в качестве «плавающей»  подстилки под паркет и ламинированные полы. Плита выравнивает поверхность  под паркетом, утепляет пол и значительно  повышает звукоизоляцию.

Наряду с достоинствами  древесноволокнистые плиты имеют  и недостатки. Они обладают высоким водопоглощением (до 18% в сутки), отличаются значительной гигроскопичностью (до 15% в нормальных условиях), при изменении влажности окружающей среды меняют свои размеры, в них могут развиваться дереворазрушающие грибы. Такие плиты легче воспламеняются, чем обычная древесина.

Снизить загниваемость древесноволокнистых плит, повысить их огнестойкость позволяет введение в их состав антисептиков и антипиренов.

Важно отметить, что материалы  на основе карбамидных смол - древесностружечные плиты (ДСП) выделяют формальдегида в 2, 5-3 раза и больше допустимого уровня. В свободном состоянии формальдегид представляет собой раздражающий газ, обладающий общей токсичностью. Он подавляет действие ряда жизненно важных ферментов в организме, приводит к заболеваниям дыхательной системы и центральной нервной системы.

Материалы на основе фенолформальдегидных смол (ФФС): древесноволокнистые (ДВП), древесностружечные (ДСП) и древеснослоистые (ДСП) выделяют в воздушную среду помещений фенол и формальдегид. Концентрация формальдегида в жилых помещениях, оборудованных мебелью и строительными конструкциями, содержащими ДСП, может превышать ПДК в 5-10 раз. Особенно высокое превышение допустимого уровня отмечается в сборно-щитовых домах. Токсичность выделяющихся веществ во многом зависит от марки смолы. Таким образом эти виды материалов обладают существенным недостатком - отсутствием безопасности.

 

 

2. ОСП (Ориентированно-стружечная  плита)

 

В настоящее время выпуск «Перечня полимерных материалов и изделий, допущенных к применению в строительстве» прекращен. На каждый вид новых полимерных строительных материалов и изделий  теперь требуется ГОСТ и отдельный  гигиенический сертификат. Не регламентируется и не ограничивается использование  полимерных материалов, находящихся  в толще конструкций и сообщающихся с воздухом помещений лишь через  стыки и трещины, а также клеевых  и других малотоксичных материалов, используемых в небольших количествах. Это положение не распространяется на сильно токсичные вещества, например, на такие, как изоцианты, выделяющиеся из полиуретановых уплотнителей, которые даже в весьма малых дозах способны приводить к заболеваниям дыхательных путей и аллергии.

Наряду с гигиенической  регламентацией и сертификацией  важнейшее значение для повышения  уровня экологической безопасности используемых материалов имеет разработка новых видов нетоксичных полимерных строительных материалов и изделий. Немаловажна и экологизация технологического процесса их изготовления, строгий контроль за качеством исходных компонентов сырья. Примером такого материала могут служить ориентировано-стружечные плиты.

Ориентированно-стружечная плита (ОСП) (OSB - Orient Strand Board, в переводе - плита с ориентированной плоской стружкой) - плотноспрессованная трехслойная плита из плоской ориентированной щепы (микрошпон) хвойных пород, клееная синтетическими клеями под воздействием высокого давления и температур. Наружные слои отличает параллельное направление волокон, а внутренний образован путем послойного наложения щепы друг на друга. Такая характерная для ОСП крестообразная структура придает данному строительному материалу особую прочность и качество, подтвержденное стандартами EN 300, ГОСТ 10632-89, а также сертификатами многих стран мира.

OSB, как и фанера, принадлежит к классу древесных плит, т.е ориентированно-стружечная плита является продуктом древесного происхождения. Она производится путем прессования прямоугольных плоских щепов в условиях высокого давления и температуры, с использованием склеивающей водостойкой смолы. Высокие физико-механические характеристики плиты ОСП объясняются размерами и характером укладки щепы. Длинные тонкие щепы (длина до 140 мм, толщина до 0,6 мм) укладываются в ковре тремя слоями. Два внешних слоя образуются щепой, ориентированной параллельно длине готовой плиты, а во внутреннем слое щепа укладывается перпендикулярно длине плиты. Особые технологические процессы изготовления щепы для каждого слоя, тщательный контроль укладки слоев, оптимальная ориентация щепы, а также использование клея экстерьерного типа, его равномерное распределение и добавление водостойкой смолы - все это обеспечивает высокую прочность, эластичность и прекрасный внешний вид плит ОСП.

В данное время на рынке принята следующая классификация плит OSB, которые отличаются по влагостойкости и прочности в зависимости от типа:

OSB-1 (ОСП-1):

Прочность на изгиб по главной  оси - Низкая, < 20 Н/мм2;

Влагостойкость (набухание  по толщине в течении 24 ч) - Низкая, > 20%;

Плиты, предназначенные для  использования в условиях пониженной влажности (мебель, обшивка, упаковка).

OSB-2 (ОСП-2):

Прочность на изгиб по главной  оси - Высокая, 22 Н/мм2;

Влагостойкость (набухание  по толщине в течении 24 ч) - Низкая, около 20%;

Плиты, использующиеся при  изготовлении несущих конструкций  в сухих помещениях: предназначены  для использования в сухих  условиях.

OSB-3 (ОСП-3):

Прочность на изгиб по главной  оси - Высокая, 22 Н/мм2;

Влагостойкость (набухание  по толщине в течении 24 ч) - Высокая, 15%;

Плиты, выдерживающие более  тяжелые режимы эксплуатации: при  изготовлении несущих конструкций  в условиях повышенной влажности. Основное применение - основание под битумную гибкую черепицу.

OSB-4 (ОСП-4):

Прочность на изгиб по главной  оси - Сверхвысокая, 30 Н/мм2;

Влагостойкость (набухание  по толщине в течение 24 ч) - Сверхвысокая, 12%;

Плиты обладают более высокими показателями по прочности и влагостойкости, что в свою очередь расширяет границы применения по сравнению с плитами OSB Могут быть дополнительно: лакированными - покрыты лаком с одной стороны, ламинированными - покрыты ламинатом (применяются в качестве опалубки многоразового использования с количеством циклов, доходящим до пятидесяти раз).

 

 

 

2.1 Преимущества  плит OSB

• Безопасность!!
• Плита OSB лишена недостатков, присущих натуральной древесине в частности фанере (расслоение, гигроскопичность и коробление, внутренние пустоты и трещины, выпавшие сучки и другие), за счет однородной внутренней структуры, одинаковой как во внешних слоях, так и во внутренних.
• Имеет практически такие же значения предела прочности и модуля упругости при растяжении, сжатии и сгибе, что и фанера. Но, поскольку плита OSB имеет более однородную структуру, то предел прочности на срез у нее выше, чем у фанеры.
• Физико-механические свойства плит OSB одинаковы по всей поверхности и по различным направлениям и практически не зависят от влажности.
• Более высокая влагостойкость (разбухание при нахождении в воде в течение 24 часов меньше 20%, при этом плита OSB не разрушается, и практически сохраняется прочность). При высыхании возвращается к своим номинальным размерам. Поэтому плиты OSB можно использовать для возведения опалубки и при строительстве заборов.
• Лёгкость в обработке плит - легко режется, строгается, шлифуется и сверлится обычными инструментами, отлично склеивается. Красится любыми красками по дереву; покрывается смолами, глазурью и защитными средствами (биоцидами, фунгицидами).
• Плита OSB прочно удерживает гвозди и шурупы даже на самой кромке за счет полного сохранения свойств у древесных волокон и слоистости структуры. Не требует предварительного сверления.
• Обе поверхности плиты имеют одинаковое качество.
• Плиты OSB безопаснее, чем того требуют самые жесткие экологические стандарты (соответствует классу эмиссии Е1). Это стало возможным благодаря применению нового поколения полимерных смол, состоящих из собственно смолы, наполнителя и отвердителя. Процесс полимеризации полностью завершается через несколько месяцев после изготовления. По истечении этого времени эмиссия формальдегидов практически отсутствует, так как не обнаруживается измерительными приборами.
• Плиты OSB не подвержены гниению, имеют антигрибковые и антибактериальные свойства, связующие и специальная обработка поверхности обеспечивают также высокую огнестойкость плит, значительно превышающие сходные характеристики массива древесины.

 

 

2.2 Применение  ОСП

• обшивка стен - плиты могут использоваться со всеми видами внешних облицовочных покрытий;
• съемная опалубка для бетонных работ - плита может быть многократно использована в качестве бетонной опалубки;
• сплошная обрешетка кровли - хорошее звукопоглощение и высокая жесткость, а также способность выдерживать значительные снеговую и ветровую нагрузки позволяют использовать OSB как основу для бетонной черепицы, металлочерепицы, шифера и других кровельных материалов;
• черновые полы - как сплошной настил, так и несущие лаги;
• однослойные полы - в легких строительных конструкциях OSB можно напрямую использовать как половое покрытие;
• двутавровые балки - опорные конструкции в межэтажных и стеновых перекрытиях в деревянном домостроении.

Материал конкурирует  с ДСП, фанерой, гипсокартоном, гипсоволокнистыми листами и ЦСП.

Наиболее известные  производители плит ОСП 

·Norbord (Норборд (США, КАНАДА, БЕЛЬГИЯ)

·Glunz (Глюнц (Германия))

·Egger (ЭГГЕР (Австрия))

·Krono (Швейцария)

·Arbeс (Канада)

·Grant (Канада)

·Ainsworth (Канада)

·Louisiana Pacific Corporation (США)

·Georgia Pacific (США)

 

Заключение

 

Подводя итог работе, можно  прийти к следующим заключительным выводам:

Полимеры - это неорганические и органические, аморфные и кристаллические  вещества, получаемые путём многократного  повторения различных групп атомов, называемых «мономерами», соединённых  в длинные макромолекулы химическими  или координационными связями. На основе их полимерных материалов (слоистых пластиков) создают широкий спектр строительных материалов.

Слоистые пластики - это полимерные материалы, в простейшем случае состоящие из основного слоя и параллельно расположенных слоев наполнителя.

Физико-механические свойства пластика определяет основной слой, который  изготовляют из различных пластиков:

·стеклотекстолита (стеклянные ткани); Стеклотекстолит марки СТЭФ ГОСТ-12652-74, Стеклотекстолит электротехнический листовой марки СТК (ГОСТ 12652-74, Стеклотекстолит марки СТЭФ-1.

·древесных пластиков (древесное волокно). древесина прессованная (лигностон); древеснослоистые пластики (лигнофоль, дельта-древесина, балинит, арктилит и др.); древеснопластические массы.