Древесные плиты в строительстве

Характеристики и сферы применения

Сегодня деревообрабатывающие предприятия российского лесопромышленного комплекса и индустрия стройматериалов могут предложить строителям широкий спектр плитных материалов для сооружения самых разных объектов.

В массовом производстве на предприятиях ЛПК России выпускаются следующие плиты на древесной основе:

• фанера марки ФК для внутренних работ;
• фанера марки ФСФ для внутренних и наружных работ;
• плиты древесно­-стружечные (ДСП) для внутренних работ;
• плиты из ориентированной стружки (OSB) для наружных и внутренних работ;
• цементно­-стружечные плиты (ЦСП) для наружных и внутренних работ.

Фанера ФК (на карбамидных клеях) − наиболее массовая продукция фанерных предприятий России. Материал изготавливается в основном из березового и/или соснового шпона толщиной 1–2 мм с перекрестным направлением волокон в смежных слоях. Такая конструкция обеспечивает очень высокую прочность материала (выше прочности исходной древесины). Применение недорогих карбамидных клеев с ограниченной водостойкостью не позволяет использовать фанеру ФК для наружных работ (класс не выше Д3). Кроме того, у материала недостаточно высокая биостойкость: при длительном (более двух недель) увлажнении возможно развитие окрашивающих и дереворазрушающих грибков.

Фанера ФСФ (с применением фенолоформальдегидных клеющих смол) изготовляется из того же древесного сырья, что и фанера марки ФК, но с использованием водостойких фенольных клеев, придающих материалу такие характеристики, которые не только позволяют применять этот материал для наружных работ (класс Д4), но и повышают его биостойкость, так как фенол (карболка) является антисептиком. По размеру эта продукция несколько уступает другим выпускаемым плитам. Фанера производится в виде квадратных листов 1,525х1,525 или 1,8х1,8 м либо прямоугольных 2,50х1,25 м.

Как карбамидные, так и фенольные клеи относятся к умеренно токсичным материалам ввиду наличия в них свободного формальдегида, а в ФСФ − еще и свободного фенола. Однако доля клеев в фанерной продукции невелика (около 5% по сухому остатку), а токсичность фанеры (содержание летучих веществ) со временем быстро падает до нуля.

Древесно­-стружечные плиты (ДСП) − наиболее распространенный плитный материал, созданный в основном для производства корпусной мебели. Стружечные плиты остаются наиболее востребованным и массовым продуктом, получаемым из древесных отходов. Сегодня мебельщики почти повсеместно используют только ламинированные плиты (ЛДСП), то есть облицованные текстурными бумагами или синтетическими пленками. Необлицованные ДСП находят применение в строительстве для устройства полов, коробов, в хозяйственных и временных сооружениях и т. п. Этот материал принципиально отличается от фанеры, так как для его производства применяется измельченная древесина, полученная из вторичного сырья в процессе лесопиления и деревообработки. В ДСП разрушена структура древесины как природного полимера, поэтому такие плиты характеризуют низкая прочность и недолгий срок службы. Они могут применяться только для внутренних работ и в помещениях с невысокой влажностью. Основные клеи, используемые в производстве ДСП, − карбамидные, то есть содержащие свободный формальдегид. Массовая доля клеев в плитах составляет 10–12% по сухому остатку, и их токсичность ограничивает область применения этого материала. Основное достоинство обычных стружечных плит − высокая формостабильность при больших размерах продукции (длина − до 5 м, ширина − до 2,5 м). Плиты имеют твердую ровную поверхность, которая легко облицовывается и окрашивается.

Плиты из ориентированной стружки (OSB) почти лишены основного недостатка, присущего ДСП, − низкой прочности. Для производства OSB используется крупная и тонкая стружка, так называемые стренды, ориентированные в каждом из трех слоев материала в одном направлении. Такая структура плитного материала в определенной степени повторяет природную структуру древесины, в том числе ее анизотропность − различие показателей в разных направлениях. Чтобы уменьшить анизотропию, в конструкции нового материала использовали так называемый принцип фанеры: в среднем слое стружка располагается в поперечном направлении, а в наружных слоях − в продольном. Это позволило увеличить прочность плит как вдоль волокон наружного слоя, так и поперек.

Плиты OSB появились в 90­-х годах прошлого века и быстро завоевали рынок строительных плит. Они стали серьезным конкурентом строительной фанере (марки ФСФ), и уже к 2000 году их мировое производство превысило производство фанеры. Несмотря на низкую цену плит ввиду более дешевого сырья (крупные отходы лесозаготовок и лесопиления, использование мягколиственных пород), новый материал получился довольно прочным (примерно вдвое прочнее обычных ДСП) и долговечным, так как в качестве связующего в нем используются только водостойкие клеи, главным образом полиуретановые. Строительство первого в России завода по выпуску плит OSB начато в Карелии в 2010 году.

Таблица. Показатели древесных строительных плит

Цементно­-стружечные плиты (ЦСП) − наиболее распространенный вид плит на минеральном связующем. Они изготавливаются из цемента и древесной стружки, в смесь которых вводится небольшое количество химической добавки для минерализации древесной стружки. Минерализованная древесная стружка − это, по сути, органический материал, трансформированный в состояние, в котором он приобретает устойчивость к биологическим воздействиям, эрозии и гниению. Этим и объясняются эксплуатационные достоинства ЦСП: их высокая сопротивляемость влаге и гнили, грызунам, насекомым и грибкам, огню и химикатам и т. п. Содержание стружки в этих плитах не превышает 30%, поэтому иногда цеха по производству ЦСП относят не к деревообрабатывающей промышленности, а к промышленности строительных материалов. Плиты выпускаются с необлагороженной поверхностью, но по заказу возможна их облицовка либо отделка лакокрасочными материалами. ЦСП относятся к группе трудносгораемых материалов (группа горючести Г­-1) с повышенной водостойкостью и предназначены для применения в строительстве.

Их используют в качестве стеновых панелей, покрытий, подоконных досок, при устройстве подвесных потолков, вентиляционных коробов, полов и других строительных узлов. Сегодня в нашей стране работают около десятка заводов по производству этих плит. В основном это бетонные заводы, заводы ЖБИ и подобные им.

Рис. 1. Древесная шерсть и древесно-цементные плиты

Из других показателей, характеризующих ЦСП как строительный материал, следует назвать среднюю удельную теплоемкость 1,15 кДж/кг•°С и гарантийный срок эксплуатации в строительных конструкциях − 50 лет.

Индекс распространения пламени у них нулевой (пламя по поверхности не распространяется), предел огнестойкости − 50 мин, группа дымообразующей способности Д (токсичные газы и пары не выделяются).

К недостаткам ЦСП следует отнести их высокую плотность (до 1,4 т/м³) и невысокую прочность при изгибе.

Близкий по показателям к ЦСП материал выпускает фирма Eltomation под маркой GreenBoard. Его особенность − использование в качестве древесного наполнителя древесной шерсти (рис. 1). Это лентовидное волокно толщиной 0,2–0,5 мм, шириной 1–8 мм и длиной до 250 мм, нарезанное на специальном оборудовании − древошерстных станках. Фирма предлагает плиты различной плотности, в том числе марки GB3, прочность на изгиб которых до 20 МПа.

Твердые волокнистые плиты (ДВП­-т, или HDF). Это плиты стандартной толщины 3,2 мм и плотностью до 1,1 т/м³. Лицевая поверхность плит очень высокого качества и не требует дополнительной обработки, так как сформирована при контакте с полированными стальными листами в горячем прессе при температуре до 200 °С. Плиты используют для покрытий пола, при изготовлении щитовых дверей и в других конструкциях, где можно применить тонкий и прочный листовой материал.

Сравнение показателей различных древесных плит приведено в таблице.

Анализ данных таблицы показывает, что для деталей деревянных домов, эксплуатируемых в атмосферных условиях, можно использовать три вида плитных материалов: фанеру ФСФ, плиты OSB и цементно­-стружечные плиты (ЦСП).

Фанера является наиболее качественным продуктом в этой тройке. В ней использована натуральная древесина − тонкие слои шпона, склеенные фенольной смолой горячего отверждения, дающей атмосферостойкий и долговечный клеевой шов. Поэтому неудивительна и высокая цена этой продукции. Плиты OSB являются довольно эффективной заменой фанере ФСФ. К сожалению, в России до сих пор нет ни одного завода по производству этих плит, и строители вынуждены довольствоваться сравнительно дорогой импортной продукцией из Канады, Германии, Польши. В этих условиях цементно­-стружечные плиты можно считать оптимальным вариантом конструкционного материала для каркасного домостроения. Он обладает достаточной прочностью при изгибе, надежно противостоит всем атмосферным и биологическим воздействиям. Такие недостатки плит, как повышенная жесткость и хрупкость материала, низкое сопротивление выдергиванию шурупов, сравнительно высокая теплопроводность, не являются препятствием для использования ЦСП в деревянном малоэтажном строительстве.

С использованием ЦСП выполняется внешняя и внутренняя отделка помещений, в частности:

• облицовка фасадов;
• утепление зданий и сооружений;
• изготовление конструкций сборных жилых домов, административных зданий и т. д.;
• изготовление несъемной опалубки при монолитном строительстве;
• сооружение внутренних перегородок типа «сэндвич» с заполнением минеральной ватой и т. д.;
• сооружение оснований под мягкую кровлю, вентиляционные короба, заборы;
• изготовление элементов конструкций наружных рекламных стендов;
• изготовление шумозащитных панелей;
• возведение звукоизоляционных и огнестойких перегородок и полов;
• внутренняя облицовка жилых и нежилых помещений;
• устройство черновых полов, потолков, подоконников.

В ряде конструкций толщина обшивки может составить 10–12 мм. Цена ЦСП такой толщины 140–150 руб./м². Стеновые панели каркасного дома могут иметь наружную обшивку из атмосферостойкого материала типа ЦСП, а внутреннюю − из более «теплого» материала, например фанеры ФК, плит OSB, реечных щитов или просто досок обшивки (вагонки). Толстые ЦСП нашли широкое применение в качестве подоконных досок. Здесь они удачно сочетаются с современными пластиковыми окнами.

В России сегодня действуют около десяти заводов, выпускающих цементно­-стружечные плиты: в Ленинградской области (г. Лодейное Поле), в Москве, Костроме, Стерлитамаке, Тамбове, Омске, Уфе, Новосибирске.

По данным сайта www.uralint.ru, прогноз спроса на цементно­-стружечные плиты вполне благоприятен. Учитывая, что доля малоэтажного жилья в общем объеме строительства растет, минимальный прирост потребления оценивается примерно в 10% в год.

Хотя на ситуацию влияет рост производства фибролита − одного из самых главных конкурентов цементно­-стружечных плит, а также высокая конкуренция импортных плит­-аналогов, ожидается высокая динамика потребления ЦСП в России (рис. 2).

Производство цементно­-стружечных плит сегодня − одно из наиболее перспективных направлений инвестиций. Рынок находится на начальном этапе жизненного цикла. Для него характерны высокие темпы роста, огромный потенциал развития, слабая конкуренция и высокая прибыльность.

Владимир ВОЛЫНСКИЙ