Сортировка пиломатериалов: пора менять принципы сортообразования
Начиная с 2009 года в России наблюдается тенденция к увеличению объемов производства пиломатериалов. По различным оценкам, действующие средние и крупные лесопильные предприятия выпускают 20-22 млн м3 пиломатериалов ежегодно; объем выпуска пилопродукции малыми предприятиями, не учитываемый органами государственной статистики, составляет еще около 10-12 млн м3.
При этом объемы внутреннего потребления за тот же период остаются почти неизменными: 3-7 млн м3 (по данным консалтинговой компании Indufor Oy и других источников), что составляет около 16% общего объема выпуска пилопродукции (рис. 1).
Несмотря на то что лесопиление является экспортоориентированным производством, оценка потребительских свойств продукции выполняется по российским стандартам, которые не используются в странах - потребителях отечественных пиломатериалов и не учитывают рыночную конъюнктуру.
Рис. 1. Динамика выпуска пиломатериалов в России и их распределение
по рынкам сбыта (материалы конференции «Лесопиление в России:
рынки сбыта и перспективы развития. Эффективность лесопильного
производства». Москва, 24.10.2012.
www.lesprominform.ru/konf_lesdrevmash_2012.html)
На отечественных предприятиях сейчас нет установок для оценки прочностных характеристик древесины, которые необходимы для выполнения требований директивы Европейского союза 305/2011, запрещающей ввоз пиломатериалов, предназначенных для изготовления строительных конструкций, без маркировки знаком «СЕ».
В результате российская древесина, обладающая прекрасными физико-механическими характеристиками, приобретенными благодаря тому, что она росла в определенных климатических условиях, относится к низшим сортам и продается в Европе по невысоким ценам, уровень которых затрудняет развитие лесопиления.
Увеличение темпов роста производства пиломатериалов, особенно заметное в северо-западной части Российской Федерации, где за последние несколько лет введены в эксплуатацию такие крупные лесопильные предприятия, как «Свирь Тимбер», «Сведвуд», «Сетново», «Сетлес» и многие другие, продукция которых в связи с близостью зарубежных рынков почти в полном объеме поставляется на экспорт, требует введения европейских методов сортировки пилопродукции, имеющих принципиальные отличия от российских.
На территории Российской Федерации применяются методы оценки качества пиломатериалов, основанные на оценке размеров видимых пороков и дефектов на пластях и кромках пиломатериалов, а также их соотношения с размерами сортиментов, которые также стандартизованы без учета экспортных требований. Эти принципы заложены в ГОСТ 8486-86 «Пиломатериалы хвойных пород. Технические условия», ГОСТ 26002-83 «Пиломатериалы хвойных пород северной сортировки, поставляемые для экспорта. Технические условия» и в скандинавских правилах сортировки Nordic Timber.
Вместе с тем в РФ при использовании пиломатериалов в качестве строительных элементов деревянных зданий и сооружений, а также в качестве конструкционных материалов в соответствии с требованиями СП 64.13330.2011 (актуализированная редакция СНиП II-25-80) пиломатериалы подразделяются на три группы качества, определяемые по критерию расчетных сопротивлений для каждой группы конструкций при изгибе, сжатии, растяжении вдоль волокон и т. д. Также в этом документе к пиломатериалам предъявляются дополнительные требования: ширина годичных слоев в древесине элементов и слоев классов К26 и К24 должна быть не более 5 мм, а содержание в них поздней древесины - не менее 20%; в слоях клееных изгибаемых элементов классов К26 и К24 для крайней растянутой зоны (на 0,15 высоты сечения) и в цельнодеревянных элементах толщиной 60 мм и менее, работающих на ребро при изгибе или на растяжение, не допускается сердцевина.
Таким образом, имеет место явное несоответствие между оценками качественных характеристик пиломатериалов их производителями и потребителями.
Кроме этого, компаниями, экспортирующими пилопродукцию для изготовления обшивочных материалов, не учитываются предпочтения потребителей в других странах. Так, например, в скандинавских странах есть большой спрос на строганые пиломатериалы с большим количеством сросшихся сучков на лицевых пластях; эти пиломатериалы используются для изготовления внутренней декоративной обшивки жилых помещений, а вот по отечественным стандартам эти пиломатериалы могут быть отнесены к низшим сортам.
Стандарты EN предусматривают два вида сортировки: визуальную и машинную, однако сфера применения визуальной сортировки ограничена выборкой пиломатериалов низших сортов, ценность которых невелика. Существующий норматив DIN EN 14081-1:2005 «Конструкции деревянные. Строительная древесина несущего назначения прямоугольного сечения, сортированная по прочности. Часть 1. Общие требования» допускает возможность визуальной сортировки, однако ее критерии также отличаются от принятых в России. Визуально пиломатериалы на основании размеров трещин и сучков на поверхности пиломатериалов, а также кривизны и величины годичного прироста, который не регулируется российскими ГОСТами, разделяют на две группы: ниже и выше класса С18 по EN 338-2009. По указанным принципам стандарт имеет сходство с британскими требованиями BS, также предполагающими визуальную оценку для разделения пиломатериалов на два класса: общие конструкционные пиломатериалы GS и специальные конструкционные пиломатериалы SS, - стандарт BS 4978:1996 «Хвойные пиломатериалы визуальной сортировки по прочности». Однако при этом стандарт на клееные элементы из древесины, без которых невозможно обойтись при проектировании и строительстве промышленных объектов: EN 1194 «Древесина клееная многослойная» - имеет прямое указание на осуществление контроля физико-механических показателей в соответствии с EN 338 или по результатам собственных испытаний, что также обесценивает пилопродукцию российского производства.
Европейские принципы сортировки пиломатериалов, предназначенных для изготовления деревянных конструкций, основаны на стандарте EN 338-2009, который предусматривает разделение пиломатериалов на 12 классов для хвойных пород и 6 классов - для лиственных (см. табл.). При этом оценивается реальная несущая способность пиломатериалов без учета их внешнего вида, выполняемая методами силовой или акустической сортировки, а также методами рентгено- и томографии, исключающими субъективную оценку и повышающими достоверность за счет исключения влияния человеческого фактора.
Европейские правила сортировки учитывают изменчивость свойств древесины в широком диапазоне и могут применяться для пиломатериалов вне зависимости от геоклиматических условий роста деревьев. Тем самым исключается ситуация, когда при прочностных расчетах конструкции для определения реальной способности древесины закладываются справочные значения плотности, характерные для региона произрастания деревьев той или иной породы.
Рис. 2. Денситограмма ствола сосны при влажности 12%
Влияние пороков древесины и дефектов обработки на поверхности пиломатериалов на их реальную несущую способность в разное время рассматривалось многими исследователями. Полученные ими данные не подтверждают высокую степень этого влияния. Так, например, по данным Е. И. Савкова, В. Н. Волынского и других российских специалистов, реальная прочность пиломатериалов третьего и четвертого сорта по ГОСТ 8486-86 может быть выше прочности пиломатериалов нулевого и первого сортов. При этом коэффициент вариации при проведении испытаний может достигать 40% и более, что не позволяет гарантировать реальные физико-механические свойства пиломатериалов на основании обнаружения видимых пороков древесины.
Известно, что одним из основных факторов, влияющих на прочность древесины, является ее плотность.
Проведенные специалистами СПбГЛТУ исследования позволяют утверждать, что плотность и, соответственно, прочность и другие физико-механические характеристики могут варьировать в довольно большом диапазоне даже в рамках одной породы. Так, плотность сосны, растущей в Ленинградской области, при влажности 12% варьирует от 440 до 640 кг/м3 по объему ствола дерева (рис. 2), а плотность ели изменяется от 320 до 450 кг/м3. Эти данные дают основание сделать вывод о необходимости оценки свойств пиломатериалов в рамках одной породы с обязательным определением реальной несущей способности, которая не может быть установлена визуально, на основе количества и качества пороков древесины.
Таким образом, настала необходимость пересмотра действующих стандартов на пиломатериалы с заменой визуального принципа сортообразования, по порокам древесины, - на машинный, по плотности и механическим свойствам.
Анатолий ЧУБИНСКИЙ, д-р техн. наук,
профессор Санкт-Петербургского государственного лесотехнического университета,
Александр ТАМБИ, канд. техн. наук, доцент СПбГЛТУ
