Клееный брус: технология и качество

Строительство домов из клееного бруса – это удачное сочетание традиций деревянного зодчества и современных технологий. Клееную древесину используют в строительстве более 70 лет. Впервые клееный брус был опробован в Финляндии лет 30 назад, где показал способность сохранять все позитивные качества натуральной древесины, лишившись ее недостатков. А плюсов у древесины действительно немало. Это и небольшой вес, и высокая тепло- звукоизоляция, прочность, морозоустойчивость, экологичность, способность регулировать влажность в помещениях. Дерево является естественным кондиционером, вбирая излишки влаги из воздуха, и отдавая ее при дефиците.

Однако есть у древесины и недостатки. Их не так много, как преимуществ, но они способны доставлять массу хлопот. Волокна древесины всегда содержат некоторое количество влаги, которая со временем выходит, в результате чего дом дает усадку. Кроме того, дерево высыхает неравномерно. Наружная часть ствола – заболонь – имеет менее плотную структуру и сохнет быстрее сердцевины. По этой причине в древесном массиве возникают поперечные механические напряжения, которые приводят к продольному растрескиванию бревен и бруса. Древесные волокна часто располагаются в структуре не строго продольно, а с наклонами и даже по спирали. Это приводит к короблению, изгибу и кручению деревянных деталей.

Клееная древесина

Сама идея клееной древесины, как и все гениальное, предельно проста. Во избежание деформационных последствий неравномерного высыхания древесины, ее разрезают на части, а потом склеивают, прерывая тем самым направленные механические векторы напряжения. Так, чтобы снять поперечные напряжения, ствол необходимо распилить на продольные ламели. Соответственно для снятия продольных напряжений, ствол пилится поперек. Но это еще не все. Главный секрет стабильности клееной древесины заключается в особом порядке склеиваемых частей. Они подбираются так, чтобы их деформации противостояли друг другу.

Свойства клееного бруса. В результате, описанной выше переделки, клееный брус приобретает, прежде всего, стабильность размеров. Благодаря этому осадка здания из клееного бруса составляет не более 1%. Это дает возможность приступать к внутренней отделке, монтажу дверей и окон сразу после сборки дома, чего нельзя делать в случае строительства из бревна и массивного бруса.

Другое преимущество клееной древесины – неограниченная длина изделий. Теоретически клееный брус можно сделать бесконечно длинным, но на практике его длина ограничивается транспортными габаритами.

Прочность клееного бруса в несколько раз превышает прочность цельного бревна. В нем отсутствуют, свойственные массиву внутренние напряжения, усиливающиеся при изменениях температуры и влажности.

Высокая геометрическая стабильность клееного бруса обеспечивается: а) низкой усадкой; б) чередованием направления волокон. На стенах из этого материала никогда не образуются трещины, а дом из него никогда не превратится в перекосившуюся избушку.

Производство клееного бруса

Главным условием качественного клееного пиломатериала является использование добротной древесины, благодаря чему количество производственных операций по устранению естественных дефектов сводится к минимуму. Сырьем для клееного бруса преимущественно служит древесина хвойных пород (сосна, ель, лиственница). Наилучшее качество имеет лес из северных районов. Долгая зима и короткое лето способствуют более плотному расположению годовых колец, благодаря чему заболонь северного леса прочнее и устойчивее к гниению.

Процесс изготовления клееного бруса начинается с роспуска ствола на доски, которые затем отправляются в сушильную камеру, где их влажность доводится до 8-12%. Очень важно, чтобы сушка производилась с точным соблюдением технологии, т.к. для склейки требуется одинаковая влажность по всей длине заготовок. Чтобы влажность была равномерной по всему объему древесины, ламели нарезаются толщиной не более 75 мм.

Сушка материала не может быть быстрой. Обычно она длиться не меньше 1-2 недель. Еще 12 часов доски остывают в камере до 20°С естественным образом. В результате древесина не усыхает, а набирает влагу, поскольку влажность воздуха всегда выше, чем ее собственная. В производственных помещениях, где хранят доски после сушки, необходимо контролировать влажность, поскольку древесина гигроскопична, а в сыром виде она будет плохо склеиваться. Важно также, чтобы склеиваемые поверхности были очищены от пыли.

Просушенный материал сортируется по прочности и отправляется на выторцовку дефективных участков (сучки, трещины, неровности кромок). Мелкие дефекты наподобие черных сучков малого диаметра высверливаются и заделываются деревом. Большие черные сучки высверливать нецелесообразно. Такие дефекты свойственны, прежде всего, для сосны. Возникает необходимость вырезать участки с сучками и сращивать ламели по длине, выполняя зубчатый профиль на торцах. Еловая древесина менее сучковата, поэтому при ее использовании можно обойтись без сращивания. После этого материалу придается необходимая для склеивания геометрическая форма. Заключительный этап предподготовки – антисептическая и антипиренная обработка.

После того, как ламели будут обстроганы начерно, производят их калибровку и строгают их начисто. Доски тщательно шлифуются с четырех сторон. Чистота обработки составляет 150 мкм. Геометрическая точность склеиваемых частей обеспечивает высокую плотность прилегания поверхностей, необходимую для равномерного распределения давления пресса.

Склеивание. Создание ДКК (деревянной клееной конструкции) производится методом склеивания под давлением механического пресса. Клеевой состав должен обеспечивать не только высокие клеящие свойства, но и быть безвредным для человека. Высококачественный экологический клееный брус производится при помощи ЭПИ-клея (на основе эмульсии полимеризоцианата). Полимеризация этого клея происходит за счет обезвоживания. Клеевое соединение получается настолько прочным, что при механических испытаниях клееного бурса линии слома не проходят по швам. Слабым звеном оказываются волокна древесины. В целом же, благодаря наличию сверхпрочных соединительных швов пиломатериал приобретает большую прочность, чем исходная древесина.

Качество склеивания сильно зависит от соблюдения технологии. На прочность шва может влиять даже скорость нанесения клея на ламели. Время живучести клеев ЭПИ составляет 12-20 минут в зависимости от производителя. За это время нужно успеть сформировать заготовки и отправить под пресс. Чтобы не испортить материал, крупные производители клееного бруса исключают человеческий фактор, применяя автоматическое нанесение клеевого состава. Клей составляет около 1% от объема готового бруса.

После полной полимеризации клея брус профилируют на специальном оборудовании. Наличие гребенки «шип-паз» облегчает стыковку венцов. Дальше из готового клееного бруса, которому придан нужный профиль, изготавливают домокомплект в соответствии с проектными чертежами.

Выбор клееного бруса

На сегодняшний день в России присутствует достаточно широкий выбор клееного бруса. Встречаются изделия различного ценового уровня, и соответственно различного качества. Купить можно как сам брус, так и готовый к сборке домокомлект. Существуют компании, которые предлагают поставку дома «под ключ».

По внешнему виду о качестве клееного бруса судить сложно. Разница в качестве может быть значительной. Какие-либо рекомендаций по определению качества готовой продукции застройщикам давать нет смысла, поскольку материал может быть испытан лишь в лабораторных условиях. Ориентироваться можно на сертификаты качества, но гораздо важнее ознакомиться с производством компании, узнать используемые технологии, из какого материала изготавливается брус, где и как сушиться, какой клей используется и какова технология его нанесения. Основные этапы производства элитной клееной продукции были описаны в предыдущей главе.