Эколого-технические аспекты



бет1/4
Дата02.05.2016
өлшемі0.58 Mb.
  1   2   3   4


ЭКОЛОГО-ТЕХНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ

применения древесно-плитных и других плитных материалов в строительстве.
Введение.
Интенсивный рост объёмов строительства в России, особенно в области малоэтажного домостроения, вызвал значительный рост потребности в древесно - плитных материалах (ДПМ). Особенно велика потребность в ДПМ в таких типах малоэтажного домостроения, как каркасно-обшивное и панельное, в которых наружные и внутренние стены, черновой пол, потолок, перегородки монтируются из различных ДПМ. Массовое применение ДПМ в малоэтажном домостроении приводит к существенному повышению производительности труда, снижению стоимости дома, сокращает время сборки дома. В то же время повышаются требования к экологическим характеристикам ДПМ, поскольку увеличивается экологическая грамотность населения и стремление массового потребителя малоэтажных домов жить в экологически безопасном жилье.

В связи с этим необходимо отметить, что конкретные знания об экологических характеристиках ДПМ находятся в России на очень низком уровне и в этом вопросе существует много недостоверной информации, особенно в рекламных проспектах и заказных публикациях. Например, в красочном рекламном проспекте одного крупного производителя древесно-стружечных плит (ДСП), содержится следующая фраза: «ДСП нашего предприятия экологически чистые, потому что они не выделяют фенола…»

Это классический пример обмана потребителей. Почему? Дело в том, что ДСП этого предприятия априори не могут выделять фенол, так как в качестве связующего для ДСП это предприятие использует карбамида - формальдегидную смолу, не содержащую ни одной молекулы фенола. В то же время в течение всего срока эксплуатации ДСП выделяет в воздух формальдегид, который является прямым канцерогеном и в случае применения ДСП для строительства дома серьезнейший ущерб здоровью обеспечен.

Практически все изготовители ДПМ (равно как и других строительных материалов) заявляют об экологической чистоте своей продукции, не приводя при этом никаких доказательств, или приводят фальшивые аргументы, подобные вышеописанному.

Поскольку массовое применение токсичных, экологически опасных ДПМ в строительстве, безусловно, нанесет серьезный ущерб здоровью миллионов людей, необходимо серьезно и аргументировано рассмотреть эколого-технические характеристики наиболее массовых ДПМ и определить, какие из них можно применять в строительстве, а какие недопустимо.

Чтобы эколого-техническая оценка ДПМ не носила произвольный характер, напомним четыре основных принципа экологической безопасности материалов для жилого дома.

1. Химическая безопасность: материалы не должны выделять в воздух помещений вредные летучие вещества, а концентрация, каких либо летучих веществ в воздухе жилых помещений не должна превышать среднесуточную концентрацию вещества в атмосферном воздухе – ПДКсс.

2. Физическая безопасность: материалы должны обеспечивать в помещении тепловой комфорт в соответствии со СНиП и изменениями к нему по величине допустимых значений коэффициента теплосопротивления R и коэффициента теплопроводности «λ»; материалы не должны электризоваться и накапливать на поверхности заряды статического электричества; материалы не должны экранировать геомагнитное поле земли и излучения из космоса; при ветровых нагрузках материалы не должны быть источником звуковых колебаний на частотах, вредных для здоровья человека; материалы для стен, перегородок и перекрытий должны обладать эффективным звукопоглощением.

3. Пожарная безопасность: Все материалы, применяемые в малоэтажном деревянном доме должны быть по категории горючести не хуже Г2, а стропильная система и перекрытия – Г1 со временем сохранения конструкционной прочности при пожаре R60.

4. Биологическая безопасность: все материалы, применяемые в доме, должны быть антисептированны не токсичными для человека антисептиками, не выделяющими в воздух помещений никаких вредных веществ.

Здесь необходимо пояснить, что каждый материал, применяемый в доме, должен соответствовать всем вышеуказанным требованиям одновременно. Только в этом случае жильцам дома может быть гарантировано безопасное проживание, как в обычных условиях эксплуатации помещений, так и в экстремальных ситуациях.

Вторая важнейшая группа показателей ДПМ относится к их технико-эксплуатационным характеристикам и технологичности использования в строительстве. К таким показателям относятся значения модуля на изгиб, стойкость к расслоению, разбуханию при увлажнении, изменение модуля на изгиб во влажном состоянии, стойкость к механическому креплению, хрупкость и т.д.

Без достижения удовлетворительных показателей этого типа даже экологически безопасный материал не будет иметь шансов на массовое применение в строительстве.

В связи с изложенным, все рассматриваемые в настоящей статье ДПМ будут подвергнуты сравнительному анализу, прежде всего с эколого-технической точки зрения.

Представляется также целесообразным провести сравнительную оценку ДПМ в исторической последовательности по мере их разработки и выхода на мировой рынок.
1. ДПМ

со связующими на основе

карбамидо - и феноло-формальдегидных смол.
1.1. ФАНЕРА

(от немецкого «furnier»)

ГОСТ 3916.1-96
Массовое изготовление в мировой промышленности началось с конца 20-х – начала 30-х годов 20 века. После начала промышленного производства карбамидоформальдегидных смол в 1927 году в США. В СССР промышленное производство фанеры началось в 30-е годы 20 века и сыграло в свое время большую роль не только в строительстве, но и в автомобильной промышленности (кабины грузовиков) и в авиационной промышленности (крылья и корпуса самолетов- истребителей из бакелитовой фанеры).

В настоящее время производство фанеры в России возрождается после спада в 80-х ... 90-х годов. Основной объём фанеры в России представлен многослойной фанерой из лущеного шпона, получаемой путем горячего прессования пакета березового шпона, обработанного предварительно клеями на основе карбамидоформальдегидных и фенолоформальдегидных смол.

Фанера представляет собой многослойные клееные древесные пластины, состоящие из трех и более листов лущеного шпона. Обычная форма листов квадратная или прямоугольная с наибольшим размером до 1830 мм. Фанера толщиной до 8 мм считается тонкой, 8-12 мм – средней. Все что толще – фанера большой толщины. Это деление, конечно, условное, ориентировочное. Направление волокон в листах смежных слоев – взаимно перпендикулярное, что придает пластинам прочность.

В зависимости от толщины и свойств фанеру можно рассматривать как конструкционный материал и как материал для отделки.

В качестве конструкционного материала применяют фанеру повышенной толщины и водостойкости, а также бакелизированную, способную выдержать значительные механические и температурно-влажностные нагрузки.

На отделку идет декоративная фанера и фанера, облицованная строганным шпоном с прозрачным и не прозрачным покрытием. Фанера считается изготовленной из той древесины из шпона, которой изготовлены наружные слои.

Наиболее распространенным сырьем является древесина лиственных пород – березы, ольхи, клена, бука, осины, тополя, липы. Для внутренних слоев применяют и хвойные породы.

Превращение березового баланса в фанеру происходит по достаточно простой технологии. Поступающие на завод бревна режутся в размер и распариваются несколько часов в водных ваннах при температуре 40-80ºС в зависимости от времени года. В пропаренном состоянии березовый чурак лущится в гладкую теплую чуть влажную ленту шпона. Она проглаживается в валках и сушится на транспортере в горячей печи.

Следующий этап – склеивание листов. На наружные, более качественные листы, называемые рубашками, клей не наносится. Зато внутренние листы шпона пропускаются через валки с клеем и промазываются с двух сторон. Количество листов в пакете зависит от требуемой толщины фанеры. Они укладываются с соблюдением условия взаимной перпендикулярности слоев.

Клеи изготавливают на основе карбамидоформальдегидных и фенолформальдегидных смол с добавлением отвердителя. После прессования слоеного « пирога» из промазанных клеем листов при высокой температуре смола отверждается и приобретает новые качества: не растворяется в воде, не размягчается и при этом скрепляет листы между собой.

Существует деление клеевых соединений на четыре группы по водостойкости. Не водостойкие разрушаются при намокании. Водостойкие выдерживают воздействие холодной воды. Соединения со средней водостойкостью способны противостоять действию горячей воды в течение часа. Если клей выдерживает воздействие горячей водой в течение 3 часов, то это соединение высокой водостойкости.

Затем фанера обрезается в размер 1525х1525 мм и упаковывается в соответствии с желанием заказчика.

Сорт фанеры зависит и от сорта шпона наружных слоев. Сорт Е (элита) означает отсутствие видимых пороков и дефектов, сорт 1 допускает их в количестве трех, а сорт 2 и 3 соответственно в количестве шести и десяти. Сорт 4 не ограничен количеством пороков. Характер и размеры допустимых пороков и дефектов приводятся в ГОСТ 3916.1-96.

Клееная фанера из березового, ольхового, соснового шпона применяется в строительстве, мебельном производстве, судостроении, вагоностроении и т.д. По объёму производства клееная фанера является самым распространенным материалом этой категории.

Фанера считается изготовленной из той древесины, из которой изготовлены ее наружные слои. Фанеру, изготовленную из древесины одной или нескольких пород, подразделяют соответственно на однородную и комбинированную. В строительстве чаще всего используются три вида фанеры: клееная, бакелизированная (повышенной водостойкости) и декоративная.

Клееная фанера, в свою очередь, также бывает повышенной влагостойкости – марки ФСБ, а также средней марок ФК и ФБА и ограниченной – марки ФБ. Клееную фанеру марки ФСБ применяют для обшивки наружных частей дома, защитив ее от увлажнения масляной краской. Фанеру марок ФК и ФБА, а также фанеру ФБ используют только внутри помещений с нормальной влажностью. Используется фанера и как многоразовая опалубка при заливке бетона в строительстве, в авто -, судо- и вагоностроении.

Бакелезированную фанеру, склеенную из листов лущеного шпона с нанесением фенолоформальдегидной спирторастворимой смолы, выпускают трех марок: БФС, БФВ-1, и БФВ-2. У этой фанеры наружные листы пропитаны бакелитовыми смолами, ими же они и склеены. Применяют эту фанеру там же где и клеевую, но поверхность ее окрашивать не обязательно. Применяется она и для изготовления конструкций в машиностроении, автомобилестроении, строительстве и судостроении, которые работают под воздействием атмосферы, а также в изделиях, эксплуатируемых в условиях тропического климата.

Декоративная фанера облицована с одной стороны или с двух сторон фактурной пленкой или бумагой. Применяют ее для внутренней отделки стен, перегородок, встроенной мебели.

По наиболее свежим данным сравнительные технические характеристики наиболее массовой фанеры из березового лущеного шпона выглядит следующим образом.

Таблица 1



Сравнительные технические и технологические характеристики фанеры по сравнению ДПМ массового изготовления (по 5 бальной шкале)

Характеристика

Пяти бальная оценка

фанера

МДФ

ДСП

ОSB

ЦСП

Прочность на изгиб

4

2

3

4

4

Модуль упругости

4

1

3

4

4

Наружное применение

3

1

2

3

5

Стабильность размеров

3

2

3

3

4

Объёмная масса

3

2

2

3

2

Технологичность обработки

4

3

4

5

5

Дефекты (расслоение, сучки, пустоты)

3

5

4

5

5

Облицовка

3

5

5

3

5

Окраска

3

5

3

2

4

Средний балл

3,0

2,6

2,9

3,2

3,8

Из приведенных данных видно, что по комплексу технических и технологических характеристик фанера превосходит плиты МДФ И ДСП, лишь немного уступает OSB и заметно уступает лишь плитам ЦСП, т.е. в технологическом плане вполне конкурентно-способна.

Что же представляют собой фанеры разных типов с точки зрения экологической безопасности помещений жилого дома и транспортных средств?

Рассмотрим вопрос химической безопасности фанер.

Все фанеры с карбамидоформальдегидным связующем выделяют в воздух помещений формальдегид СН2О и метанол СН3ОН. Формальдегид является канцерогенным веществом и в этом качестве внесен в список канцерогенов Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) при ООН. Метанол также относится к высокотоксичным веществам.

Достаточно широко известно, что по европейским стандартам ДПМ с формальдегид-содержащими связующими по содержанию формальдегида в мг/100г ДПМ делятся на три категории: ЕО – 6 и менее мг/100г; Е1 - от 9 до 7 мг/100г; Е2 – от 10 до 20 мг/100г. Лучшие виды фанер, выпускаемых в Российской федерации, соответствуют всего лишь классу Е2. В странах Восточной и западной Европы выпускаются фанеры класса Е1, получаемые за счет применения КФ-смол с резко пониженным содержанием формальдегида и метанола. Однако для широкого применения в строительстве не подходит ни фанера Е1, а тем более Е2. Причины здесь две:

1. Отвержденые КФ - смолы, независимо ни от каких обстоятельств, постоянно отщепляют формальдегид, и уровень его выделения в воздух помещений повышается при повышении температуры и влажности.

2. В России официально установлено значение ПДКсс для формальдегида, равное 0,003 мг/м3 воздуха – это самое жесткое ПДКсс в мире, что вызвано доказанной канцерогенностью формальдегида. В силу этого любая фанера, использованная для чернового пола или отделки стен, потолков, будет создавать в помещении концентрацию формальдегида в 10 и более раз превышающую 0,003 мг/м3.

Для того чтобы вернуть фанеру как отделочный материал в строительство жилья, необходим целый ряд серьёзных мер по улучшению качества смолы и введение в состав клеев компонентов, активно поглощающих (необратимо) формальдегид весь срок эксплуатации фанеры, т.е. осуществить комплекс технологических и композиционных нововведений, сводящихся к радикальной детоксикации фанеры.

Что же касается бакелитовых фанер вышеуказанных марок, то они еще более токсичны, чем фанеры на основе карбамидоформальдегидных связующих, так как помимо формальдегида и метанола выделяют в воздух высокотоксичный фенол, для которого ПДКсс для атмосферного воздуха равно 0,003 мг/м3. Наличие в воздухе помещений одновременно формальдегида, метанола и фенола превращает помещение в настоящую камеру по отравлению людей.

Применение бакелизированных фанер для внешней отделки деревянных домов также не несет ничего хорошего, так как пары вышеуказанных ядовитых веществ активно проникают в помещение за счет диффузии через ограждающую конструкцию и через форточки, окна, кондиционеры, двери и т.д. Радикально снизить уровень выделения вредных летучих из фанер можно как за счет введения в клеевую композицию детоксикантов, так и за счет обработки поверхности фанер грунтовкой. Подавляющая масса производимой в РФ фанеры относится к категории горючести Г4, т.е. относится к полностью сгораемым материалам.

Только одно предприятие в РФ выпускает трудногорючую фанеру класса Г2, применяемую в вагоно- и судостроении. Согласно приведенной в начале статьи принципам экологической безопасности строительных материалов и жилья в целом, применение материалов класса горючести Г4 в жилье не допустимо. В то же время введение в состав клеев для фанеры эффективных отечественных антипиренов (одновременно являющихся детоксикантами), а также обработка шпона после выравнивающих вальцев водными растворами высокоэффективных и нетоксичных антипиренов, позволяет с небольшими изменениями технологии получать фанеру класса горючести Г2 и, при желании, Г1 с одновременным многократным снижением уровня выделения формальдегида.

В настоящее время в России выпускается около 2 млн. м3 фанеры, из которых 65-70% идет на экспорт. В общем мировом производстве фанеры доля России составляет примерно 4%. Однако за последние 3 года объём экспорта Российской фанеры в США и, особенно в западную Европу стал заметно сокращаться из - за высокой токсичности и несоответствие стандарту Е1. В первую очередь это коснулось высокотоксичных фанер типа ФСР,от которых западные потребители отказываются. При этом важно и интересно отметить, что Российские предприятия несут серьезные убытки от сокращения или невозможности экспорта фанеры (равно как и ДСП и МДФ), но не желают вкладывать, ни рубля в работы по созданию малотоксичных древесноплитных материалов класса Е1 и Е0.
1.2. Древесно-стружечные плиты (ДСП, ДСтП)

ГОСТ 10632-89
Древесно-стружечные плиты (ДСП) впервые стали производиться в Германии в конце 30-х годов 20 века, а побудительной причиной разработки и организации промышленного производства стала потребность в рациональном использовании отходов деревообработки, тонкомера, низкосортной древесины.

В СССР первое производство ДСП было организовано в 1955 г, а массовое производство на импортном оборудовании – с 1957 г. Через 50 лет в 2007 г., объём производства ДСП в России составил немногим более 5 млн.м3. При современном оборудовании в принципе возможно производство ДСП толщиной от 8 до 40мм, но преобладающий объём составляют ДСП толщиной от 13 до 26 мм.

По физико-механическим показателям, в зависимости от марки ДСП и толщины, имеется следующий диапазон значений:
Физико-механическим показатели ДСП


Прочность при сдвиге, МПа

от 10 до 22

Прочность на отрыв поперек пластин, МПа

от 0,20 до 0,80

Разбухание по толщине за 24 часа, %

от 8 до 16

Модуль упругости при статическом изгибе, МПа

1700-4000

Ударная вязкость, Дж/м2

4000-8000

Твердость, МПа

от 20 до 40

По структуре плиты подразделяются следующим образом:



  • по конструкции - однослойные, трехслойные и многослойные;

  • по физико-механическим показателям – на марки П-А и П-Б;

  • по качеству поверхности – на I и II сорта;

  • по виду поверхности – с обычной и мелкоструктурной (М) поверхностью;

  • по степени обработки поверхности – на шлифованные (Ш) и нешлифованные;

  • по гидрофобным свойствам – с обычной и повышенной (В) водостойкостью;

  • по содержанию формальдегида – на классы эмиссии Е0, Е1, Е2.

По показателям прочности и жесткости древесностружечные плиты приближаются к древесине хвойных пород.

Плиты выпускаются малой плотности - менее 550 кг/м3, средней - 550-750 кг/м3 и высокой - более 750 кг/м3.

По виду используемых частиц плиты могут быть из специально заготовленных древесных частиц, из стружки, из опилок. Плиты с мелкоструктурной и шлифованной поверхностью пригодны для облицовывания пленочными и полимерными материалами.

Размеры плит должны соответствовать размерам, указанным в таблице.




Параметры

Значения параметров, мм

Предельные отклонения, мм

Толщина

От 8 до 28 с градацией 1 (для шлифованных)

± 0,3

Длина

1830, 2040, 2440; 2500. 2600, 2700, 2750, 2840, 3220, 3500, 3600, 3660, 3690, 3750, 4100, 5200, 5500, 5680

± 5

Ширина

1220, 1250, 1500, 1750, 1800, 1830, 2135, 2440, 2500

± 5

Каталог: netcat files
netcat files -> Enel Investment Holding B. V. Образование: 1999 год Scuola Superiore Enrico Mattel в Милане, Италия, диплом
netcat files -> Конспект лекций кемерово 2011
netcat files -> Российская академия медицинских наук северо-западное отделение
netcat files -> Закона от 24. 07. 2002 г. №101 фз «Об обороте земель сельскохозяйственного назначения»
netcat files -> При заключении договоров и их исполнении организация должна быть уверена, что контактирует с уполномоченным на то лицом. Полномочия представителя подтверждает доверенность
netcat files -> Пружины для железнодорожного транспорта


Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4


©netref.ru 2019
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет