Содержание статьи
В связи с развитием монолитного строительства особое значение для качества возводимых конструкций приобретают опалубочные системы. В состав опалубки входят металлический каркас и ламинированная фанера. Качественная ламинированная фанера имеет гладкую, ровную поверхность и хорошо прокрашенные, защищенные от влаги торцы. Именно эти свойства позволяют использовать ее многократно.
Производство ламинированной фанеры – сложный многоступенчатый процесс, на каждом этапе которого важна точность соблюдения производственных методик. Рассмотрим процесс производства ламинированной фанеры на примере комбинатов группы «СВЕЗА», мирового лидера в производстве берёзовой фанеры.
Первые станки для переработки древесины в шпон, а далее – в фанеру, были запатентованы ещё в XVIII веке. Примечательно, что практически все их изобретатели так или иначе связаны с Россией. С момента изобретения сама технология переработки практически не изменилась. Модернизации подверглось управление станками, сейчас оно полностью автоматизировано. Это позволило сократить долю ручного труда в производстве, и, как следствие, повысить качество конечного продукта – фанеры.
Начало: подготовка сырья
Процесс производства ламинированной берёзовой фанеры требует тщательного отбора и подготовки сырья. В первую очередь подбираются стволы нужного размера. Для производства стандартной для России фанеры (1220х2440 мм) перерабатываются стволы диаметром 20-40 см и длиной 5,2 м (в дальнейшем такие стволы можно распилить на чураки по 1,3 или 2,6 м, необходимые для производства продольного и поперечного шпона требуемого формата).
Основным этапом подготовки является проварка сырья. Она осуществляется в специальном бассейне (открытом или закрытом) в течение 24 часов. Летом температура в бассейне держится на уровне 35-40оС, а зимой – 40-45оС. Для повышения качества шпона, из которого впоследствии будет изготовлена фанера, важно, чтобы на этапе проварки соблюдались термический режим и время обработки древесины.
Проваренный фанерный кряж подаётся в отделение по окорке и распиловке.
Окорка осуществляется следующим образом: специальные ножи окорочного станка надрезают кору и снимают её лентами по спирали. Снятая кора используется как для отопления самого комбината, так и соседних зданий или даже целого посёлка. Так происходит, например, на Пермском фанерном комбинате (группа «СВЕЗА»). Котельная предприятия обслуживает и комбинат, и посёлок Уральский, в котором расположено предприятие.
Окорённый кряж (практически без коры) проходит через металлодетектор. Он помогает обнаружить металлические включения в древесине: гвозди, остатки проволоки и т.п., которые могут испортить оборудование. При обнаружении металла на пульт управления станка поступает сигнал, процесс останавливается, и металл удаляется оператором.
После окорки выполняется распиловка. Обработанное сырьё пилится на чураки для производства продольного и поперечного шпона.
Производство и обработка шпона
Следующий этап – лущение шпона на специальных станках, где с подготовленного чурака срезается непрерывная тонкая лента шпона. Чем тоньше шпон, тем больше слоёв будет в фанере определённой толщины. Чем больше слоёв, тем прочнее фанера. Шпон из российской берёзы – самый тонкий (1,2-1,5 мм) по сравнению с другими породами древесины (например, толщина шпона из тополя 1,6-2,6 мм, а хвойного шпона – 2-4 мм).
На этапе лущения осуществляется контроль качества шпона: ежедневно отбираются образцы для проверки толщины и ещё ряда параметров, а полученные результаты сравниваются с нормативными. С учётом этих данных производится настройка лущильных станков.
После лущения лента шпона подаётся на автоматические ножницы, где происходит рубка на форматные листы шпона размером 1,3х2,6 м для производства фанеры формата 1220х2440 мм. Продольный и поперечный шпон (для последующего склеивания в одном листе фанеры) производится на отдельных лущильных линиях.
Разрезанный на форматные листы шпон поступает в сушилку.
«Находясь в сушилке, листы шпона обдуваются горячим воздухом. За 8-10 минут из древесины уходит до 90% влаги. На выходе из сушилки листы шпона укладываются на поддон или попадают на транспортёр (в зависимости от конструкции сушилки)», – комментирует Наталья Андреева, инженер-технолог производства ламинированной фанеры комбината «Фанплит», входящего в состав группы «СВЕЗА».
После просушки шпон сортируется по целому ряду параметров, в том числе на наличие выпавших сучков, трещин и т.п. На многих комбинатах на этом этапе используется автоматизированное оборудование: параметры сортов заложены в компьютерную программу, управляющую процессом. При сортировке происходит сканирование поверхности и её автоматическая оценка, после которой сканер сам управляет раскладкой шпона по стопам. Оператор в данном случае лишь наблюдает за процессом. На этом же этапе оценивается влажность листов. Если шпон оказался недосушенным, он откладывается в отдельную стопу и досушивается позже.
Если на этапе сортировки выявляются дефекты, то листы не утилизируются, а отправляются на починку. Починка шпона может осуществляться как на ручных станках, так и на оборудовании с автоматическим управлением. Автоматические станки позволяют повысить качество фанеры, сократив затраты ручного труда в 3 раза. Сейчас существует оборудование для починки шпона любых форматов: как стандартного – 5х5 футов (1525х1525 мм), так и большого – 5х10 футов (1500/1525х3000/3050 мм). После починки вновь происходит сортировка шпона.
Комплектование фанеры
Для получения готовой фанеры необходимо склеить несколько листов шпона между собой. Волокна в последовательных слоях шпона располагаются перпендикулярно друг другу, что придаёт прочность готовому продукту. Полученные листы оказываются стойкими к деформации в любых направлениях. Эта особенность определяет применимость фанеры в опалубочных системах для монолитного строительства.
При производстве берёзовой фанеры склеивается нечётное количество листов шпона в фанеру толщиной от 3 до 40 мм. Между собой листы склеиваются при помощи клея, который изготавливают здесь же, в специальном смесителе. Он состоит из мела, воды, смолы, а также древесной или ржаной муки. Важно строгое соблюдение технологии производства клея, чтобы не произошло расклеивание слоёв фанеры. На современных предприятиях установлено оборудование, которое автоматически контролирует пропорции ингредиентов в соответствии с рецептурой.
На следующем этапе, вальцовке, лист шпона пропускается между двумя валиками, смазанными клеем. Клей равномерно распределяется по обеим поверхностям листа, после чего эти листы отправляются в наборку.
«В стопе наборного пакета сухой шпон чередуется со шпоном, намазанным клеем. Количество чередующихся листов зависит от толщины фанеры. В конце процесса комплектования одного листа фанеры автомат подаёт 2 листа сухого шпона (последний лист предыдущего «сэндвича» и первый следующего), что позволит позже отделить один лист фанеры от другого. Подготовленная таким образом стопа отправляется на подпрессовку», – комментирует Елена Вершинина, начальник службы качества Пермского фанерного комбината, входящего в состав группы «СВЕЗА».
Холодная подпрессовка пакетов собранного шпона производится непосредственно перед горячим прессованием с целью получения цельных пакетов, удобных для транспортирования и загрузки в горячий пресс. Время холодной подпрессовки составляет 5-10 минут при давлении 1-1,5 МПа.
После этого осуществляется загрузка предварительно склеенных листов в этажерку горячего пресса для окончательного приклеивания при температуре 120-130оС и давлении 1,2-1,8 МПа.
После прессования склеенные листы обрезаются с четырёх сторон под формат, требуемый заказчиком: к примеру, 1250х2500 мм или 1220х2440 мм с точностью до 3 мм. При производстве ламинированной фанеры станок выполняет предварительную обрезку до размера 1290х2550 мм, чтобы после нанесения плёнки лист можно было ещё раз подровнять, срезав оставшиеся миллиметры.
Далее выполняется шлифование на станке для придания фанере гладкой поверхности и выравнивания её по толщине. Фанера последовательно проходит через шлифовальные ленты с разной зернистостью. После этого фанеру снова классифицируют по внешнему виду: качество листов оценивает оператор.
Завершение: ламинирование поверхности
На заключительном этапе на лист фанеры с двух сторон наносится плёнка. Затем фанера загружается в многопролётный пресс, в котором одновременно могут находиться 15-18 листов продукции. Прессование, в процессе которого пленка схватывается с поверхностью плиты, осуществляется в течение 4,5-10 минут при температуре 130-136оС. Время прессования зависит от плотности плёнки, толщины фанеры и вида покрытия (гладкая или сетчатая). За счёт пленки фанера приобретает дополнительную защиту от воды, механических повреждений, агрессивных сред. Так, из обычной «белой» фанеры получается фанера с покрытием, или ламинированная.
Помимо глянцевой плёнки, на ламинированную фанеру может наноситься сетчатое покрытие, обладающее антискользящим эффектом. Такая фанера востребована в транспортном машиностроении: она применяется в полах трейлеров и лёгких коммерческих автомобилей. А также в качестве настилов в строительных лесах на стройплощадках.
Далее ламинированная фанера попадает на линию обрезки, где обрезается по формату.
После этого готовую продукцию сортируют по внешнему виду и геометрическим параметрам и укладывают в пачки. По завершении сортировки пачки фанеры подаются в покрасочную камеру. Здесь на торцы плиты наносится специальная водоэмульсионная краска на акриловой основе. Такое покрытие защищает фанеру от попадания влаги и разбухания.
Чем лучше прокрашены торцы, тем лучше влагозащитные свойства плиты, а значит, больше циклов заливки бетона фанера сможет выдержать. Особенно это важно для опалубки перекрытий, где фанера подвергается сильным механическим нагрузкам и воздействию агрессивной среды – бетонной смеси.
Если ламинированная фанера хорошо склеена внутри, имеет ровную поверхность, которая покрыта износостойкой плёнкой, и защищённые от влаги торцы, она будет дольше сохранять свою форму. А это значит, что даже при многократном применении одного и того же листа фанеры (не менее 15-20 циклов) качество монолитных перекрытий будет неизменным.
«Ламинированная фанера особенно востребована в монолитном строительстве. Её популярность объясняется механическими свойствами: только берёзовая фанера, благодаря высокой прочности и упругости, способна выдерживать нагрузки, воздействующие на опалубку в процессе бетонирования», – комментирует Наталья Андреева (группа «СВЕЗА»).
Как мы увидели, процесс производства ламинированной фанеры довольно сложен. И качество конечного продукта зависит от чёткого соблюдения технологии на каждом этапе его производства.
Если использовать фанеру ненадлежащего качества, то поверхность стен и перекрытий здания будет неудовлетворительной. Это приведёт к росту трудозатрат на отделочные работы. Поэтому качество фанеры – это не только красота и надёжность зданий, в которых мы живём и работаем, но и экономика рационального строительства.
При подготовке статьи использованы материалы пресс-службы «СВЕЗА»
Историческая справка
Первую модель лущильного станка в конце XVII создал инженер-механик Сэмюэль Бентам, ранее служивший Екатерине II по приглашению князя Потёмкина. По окончании 10-летней службы в России Бентам вернулся в Англию и получил патенты сразу на несколько своих изобретений. Впрочем, изобретённый англичанином станок не был замечен производителями тех времён.Действительно эффективный прототип всех современных лущильных станков создал шведский инженер-изобретатель Эммануэль Нобель, отец Альфреда Нобеля, основателя Нобелевской премии. Созданная им в конце XVIII века модель ротационного (поворотного) токарного станка позволяла снимать с деревянного чурака шпон определённой и постоянной толщины, благодаря чему фанерный «сэндвич» становился однородным по структуре и толщине. Эммануэль Нобель жил и работал в России с 1838 по 1859 год, созданные им в этот период изобретения предназначались для военной промышленности и высоко ценились императором Николаем I. В начале XIX века русский промышленник Дитрих Мартин Лютер, владевший мануфактурой по производству карандашей в эстонском Ревеле (современный Таллинн), изобрёл свой лущильный станок — более крупную версию станка для производства карандашей. Он получил патент на своё изобретение в 1819 году. Первая фанера, производство которой основывалось на станке Дитриха Мартина Лютера, была создана эстонским мебельщиком Александром Лютером, его однофамильцем. В конце XIX века он решил использовать склеенные между собой листы шпона в качестве сидений для венских стульев — мебель получилась лёгкой, прочной и недорогой, благодаря чему на неё возник устойчивый спрос. Практически одновременно с мебельщиком Лютером фанера была создана русским изобретателем — Огнеславом Степановичем Костовичем, занимавшимся созданием летательных аппаратов и остро нуждавшимся в конструкционном материале для их постройки. В 1881 году он изобрёл арборит — материал, состоящий из склеенных между собой поперёк волокон листов шпона. Лущильный станок и клей для производства фанеры-арборита Костович также изобрёл самостоятельно, причем его фанера обладала высокой устойчивостью к воздействию влаги и была не подвержена гниению.