- подверженность гниению,
- горючесть,
- нестабильность размеров при изменении условий окружающей среды,
- ослабление прочности за счёт сучков и дефектов древесины,
- недостаточная плотность,
- ограниченность в линейных размерах,
- коробление под действием влажной среды,
- растрескивание,
- усыхание и т.д.
Все эти недостатки ограничивали область применения пиломатериалов в строительстве. Но сегодня благодаря новейшим технологиям, дерево переживает поистине второе рождение. Новые высокотехнологичные методы обработки древесины кардинально изменили свойства этого материала и позволили создавать на его основе продукты, многократно увеличивающие все достоинства дерева и практически сводящие на нет всего его недостатки. Эти материалы обладают принципиально новыми характеристиками, позволяющими применять изделия из дерева там, где раньше об этом можно было только мечтать. Именно к таким высокотехнологичным разработкам относится ЛВЛ (LVL) брус, продукт деревообрабатывающей промышленности, представляющий собой брус, доски и балки.
Что же такое ЛВЛ брус?
LVL (ЛВЛ) брус (от англ. Laminated Veneer Lumber) – это высокопрочный композитный конструкционный материал, на основе массива натурального дерева, усиленный и улучшенный технологически. В результате сложного технологического процесса получается однородный материал с уникальным набором технических характеристик. Технические характеристики ЛВЛ бруса значительно превосходят параметры цельного бруса, клееной древесины и пиломатериалов высокого класса. Основным сырьём для производства ЛВЛ-Бруса является шпон древесины хвойных пород (разные производители используют различные породы деревьев или их микс). Термин ЛВЛ (англ. Laminated Veneer Lumber) введен в 1960-е годы компанией Wayerhauser (США), где был разработан сам продукт и установлена первая производственная линия ЛВЛ. В основе технологического процесса выроботки ЛВЛ лежит производство фанеры, но с существенными изменениями. ЛВЛ брус производится из 9 и более пластов шпона толщиной порядка 3 мм, которые укладываются в продольном направлении изделия и склеивают между собой параллельно волокнам смежных слоев. Причем отбор материала начинается, по сути, еще на вырубке – для клееного бруса LVL берутся в основном хлысты хвойных пород первых срезов комельной части. После термо- и гидрообработки, окорки и распила они подвергаются лущению на полностью автоматизированном станке, где центровка и обмер заготовок производится с помощью высокоточных лазерных устройств. Далее шпон, высушенный в конвекционной камере, направляется на склейку – причем в процессе влажность многократно проверяется ультразвуком, исключая возможность недостаточной просушки (минимальное и равномерное содержание влаги в шпоне перед нанесением клея должно составлять 5—10%). Такая технология производства позволяет получить однородный бездефектный материал, слоистая структура которого делает его прочным, долговечным и значительно превосходящим по основным параметрам и традиционный брус, и оцилиндрованное бревно, и клееный брус из ламелей. На сегодняшний день ЛВЛ брус по праву считается лучшим по технологичности, надежности и механическим характеристикам древесным материалом.Выдающиеся свойства LVL бруса по праву ставят этот материал в один ряд с наиболее перспективными и технологичными конструкционными материалами, используемым сегодня в строительстве.
В настоящий момент производство ЛВЛ динамично развивается на мировом рынке изделий из древесины благодаря многочисленным превосходным свойствам данной продукции. Мировое потребление ЛВЛ растет на 5-10% в год, и составляет на сегодняшний день 3 млн. м³.
ЛВЛ брус имеет очень высокие прочностные характеристики, по данным инспекционных испытаний, проведенных ЦНИИСК им. Кучеренко, прочность LVL в 1,5-3 раза выше, чем у клееного бруса или у обычных пиломатериалов. Такие высокие показатели связаны с рядом специфических особенностей производства ЛВЛ бруса, которые обеспечивают отсутствие дефектов в структуре материала, вызванных естественными пороками древесины. К таким особенностям относятся:
- параллельное направление волокон в слоях шпона образующих брус;
- исключение влияния сучков и других пороков древесины на прочность бруса (они равномерно распределены в толще слоев и не оказывают существенного воздействия на прочностные характеристики);
- при производстве ЛВЛ-бруса используется шпон рассортированный по плотности: шпон более высоких сортов применяется на поверхностные слои материала, а более низких сортов применяется в средних слоях, таким образом, достигаются стабильные физико-механические свойства ЛВЛ-бруса, что особенно важно в конструкционных материалах;
- слои шпона образующие брус склеиваются «на ус» в разбежку (в шахматном порядке), с шагом около 1м;
- при склейке слоёв шпона используется мощный пресс, применение которого позволяет получить уплотнённую структуру древесных волокон;
- клейкая фенолформальдегидная смола, применяемая при производстве ЛВЛ бруса, обеспечивает на молекулярном уровне сверхпрочный клеевой шов между слоями шпона.
Всё перечисленное выше придаёт ЛВЛ брусу уникальные по своим свойствам прочностные характеристики, например, модуль упругости (жесткости) у ЛВЛ бруса на 24% выше, чем у массивной ели, прочность при изгибе и на излом выше более чем в два раза. Эти физические показатели обеспечивают высокую несущую способность ЛВЛ бруса при меньших размерах в поперечном сечении, что в свою очередь существенно снижает общий объём необходимых пиломатериалов. Благодаря своей слоистой структуре и технологии производства ЛВЛ брус является полностью однородным материалом с неизменными механическими характеристиками по всей длине и обладает постоянными физическими свойствами, не зависящими от сезонных факторов, т. е. по сути, мы имеем материал с гомогенной симметричной структурой, который не меняет своих свойств на протяжении всего срока эксплуатации. В отличие от обычных пиломатериалов он способен сохранять точные линейные размеры в независимости от сезонных факторов, изменений окружающее среды и климатических условий. ЛВЛ не деформируется и не коробится от сырости, не трескается и не гниёт, имеет минимальные показатели естественной усушки, практически не впитывает влагу, а потому собственный вес балки во влажной среде остается неизменным. Стабильность линейных размеров ЛВЛ бруса гарантирует высокую точность сопрягаемых деталей, благодаря чему конструкции из бруса долговечны и не теряют свою привлекательность со временем, чего нельзя сказать об изделиях из обычной древесины, которые подвержены разбуханию и короблению. ЛВЛ брус в отличие от металла и железобетона обладает повышенная устойчивость к агрессивным средам, таким как водяные пары, аммиак, пары солей и т.д., и поэтому он незаменим при строительстве аквапарков, бассейнов, сельскохозяйственных и промышленных сооружений.
Широкий размерный ряд одно из важнейших преимуществ ЛВЛ Бруса. Толщина ЛВЛ бруса кратна толщине шпона - 3 мм, минимальная толщина бруса - 18 мм, максимальная - 102 мм. Ширина ЛВЛ Бруса: от 100 мм до 1800 мм. ЛВЛ брус может выпускаться длиной 18 и более метров, что позволяет легко решать проблемы, связанные с большеразмерными перекрытиями в зданиях и сооружениях. Длина балок ЛВЛ Бруса является неоспоримым преимуществом перед пиломатериалами из массивной древесины, которые обычно выпускаются длиной до 6 м. Существенным отличием длинномерных изделий из LVL бруса также является их стоимость: она мало зависит от их длины, что, в частности, выгодно выделяет ЛВЛ на фоне клееного бруса из ламелей, стоимость которого при увеличении длины вырастает в геометрической прогрессии. Заготовки ЛВЛ разрезаются в размер точно по желанию заказчика. В зависимости от предполагаемого применения заготовки режутся либо на продольные бруски, либо на доски, которые легко обрабатываются и в условиях производства, и на строительной площадке.ЛВЛ брус обладает высокими теплоизоляционными и акустическими характеристиками и превосходно сочетается с большинством звуко- и теплоизоляционных материалов. Применение ЛВЛ бруса в несущих конструкциях обеспечивает отсутствие «мостиков холода» по пустотам и крепежным элементам и исключение явлений, связанных с появлением конденсата и гниением. Появляется возможность разместить теплоизоляционный материал в плоскости конструкции. ЛВЛ брус и изделия из него легко поддаются обработке лакокрасочными покрытиями, антисептиками и антипиренами, а его естественная древесноволокнистая структура позволяет применять его не только как конструкционный материал несущих конструкций, но и как составную часть интерьера, позволяя воплотить в жизнь самые смелые дизайнерские идеи и решения.
ЛВЛ брус обладает более высокой огнестойкостью по сравнению с обычным брусом, которая достигается путем большой многослойности и меньшей пористости. Клейкая фенолформальдегидная смола, используемая в производстве ЛВЛ, нейтральна к окислению и не способствует возгоранию. Плотность и отсутствие трещин препятствует проникновению огня и температуры вглубь материала. При температуре 300°С на поверхности балки ЛВЛ брус сохраняет свои свойства на протяжении 30-60 минут. При указанной температуре происходит медленное обугливание балки со скоростью 0,6 мм/мин. по плоскотям и 1 мм/мин. по торцам.
ЛВЛ можно механически обрабатывать точно также как и пиломатериалы. Обработка строганием, склеивание между собой и крепление ЛВЛ бруса и изделий из него не представляет особых трудностей. Механическую обработку LVL бруса клееного из шпона можно выполнять на рабочей площадке, и это не вызовет проблем. Проходные отверстия для прокладки кабелей и трубопроводов и другие необходимые механические обработки должны выполняются в соответствии с инструкциями проектировщиков. ЛВЛ брус поддается обработке лакокрасочными покрытиями аналогично пиломатериалам и древесным плитам. ЛВЛ-брус можно обрабатывать антисептиками и антипиренами как обычные изделия из дерева, но в отличие от древесины многослойная структура позволяет производить успешную обработку ЛВЛ бруса различными веществами благодаря мелким трещинам, образующимся в шпоне в процессе его лущения. Наличие мелких трещин в шпоне улучшает впитывание химических составов в процессе обработки давлением.
Использование ЛВЛ бруса позволяет существенно усовершенствовать и ускорить технологию строительства. Применение ЛВЛ бруса позволяет уйти от сварочных работ и применять технику меньшей грузоподъемности на строительной площадке. Стоимость ЛВЛ бруса несколько превышает средние расценки на другие пиломатериалы, но изделия, выполненные с использованием ЛВЛ бруса, не теряют своей геометрии даже спустя 10 лет, что, безусловно, оправдывает затраты производителя. По сравнению с такими традиционными строительными материалами, как металл и железобетон, ЛВЛ обладает оптимальным соотношением прочностных и весовых показателей. Этот фактор особенно важен для малоэтажного строительства, поскольку при достаточном запасе прочности конструкции из ЛВЛ не требуют устройства усиленного фундамента и удобны при монтаже: они могут перемещаться по земле и подниматься на верхние этажи без применения специальной тех-ники. Как следствие, возведение зданий с использованием ЛВЛ требует значительно меньших финансовых и временных затрат, чем строительство из кирпича и бетона. Конструктивные и монтажные свойства ЛВЛ обеспечили этому материалу самое широкое распространение в странах Северной Америки и Западной Европы. Отработанная во всем мире технология каркасного домостроения с использованием этого материала позволяет строить энергоэффективные дома любой архитектурной формы и любого размера в самый короткий срок. И, независимо от того, будет ли дом скромным дачным коттеджем или же представительным особняком большой площади, объединять их будет одно: надежность, качество и комфорт, обеспеченные специально созданным для них материалом - «супердеревом» ЛВЛ.Традиционно все производители выпускают
две основных марки ЛВЛ бруса:
- ЛВЛ брус у которого древесные волокна во всех слоях шпона располагаются параллельно друг другу в продольном направлении. Этот вид ЛВЛ бруса на сегодняшний момент получил у нас в России более широкое распространение. Это так называемый конструкционный брус обладающий очень высокими прочностными характеристиками, как правило он используется для перекрытий, несущих конструкций кровель и каркасных зданий. Его недостатком является «скручивание» краёв заготовок большой ширины (для каждой стандартной толщины бруса есть критический показатель ширины, после которого брус начинает «улыбаться»);
- ЛВЛ брус у которого древесные волокна в 20% слоёв шпона располагаются в поперечном направлении, т.е. в каждом пятом слое шпона волокна перпендикулярны расположению волокон в большинстве других слоёв. Данная структура улучшает прочность на боковой изгиб и жесткость панели и увеличивает прочность на сдвиг, в случае применения в качестве балки. Такой ЛВЛ брус не подвержен эффекту «скручивания», но обладает чуть худшими механическими характеристиками. Данный вид ЛВЛ бруса используется там, где необходимы заготовки большой ширины: стеновые и кровельные панели, дверные полотна и т.д. Этот тип ЛВЛ бруса пока используется в России гораздо реже, что возможно обусловлено его более высокой ценой.
В настоящее время на территории России (в частности в Северо-западном федеральном округе) наиболее широко представлен ЛВЛ брус трёх марок, соответственно трёх заводов производителей:
- LVL брус KERTO производства компании «Финнфорест» являющейся структурным подразделением холдинга «Метсалиито кооператив» (Финляндия);
- ЛВЛ брус Ultralam™ производства компании «Современные технологии обработки древесины» входящей в холдинг ТАЛЕОН групп (Россия);
- ЛВЛ Югра производства Югорского лесопромышленного холдинга (Россия).
| Ассортимент и характеристики | Преимущества | Применение бруса | Обработка бруса |